Νέος και βελτιωμένος μετρητής Geiger - τώρα με WiFi!: 4 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Αυτή είναι μια ενημερωμένη έκδοση του μετρητή Geiger μου από αυτό το Instructable. Wasταν αρκετά δημοφιλές και έλαβα μια καλή ανατροφοδότηση από άτομα που ενδιαφέρονταν να το φτιάξουν, οπότε εδώ είναι η συνέχεια:

Το GC-20. Σταθμός μετρητή, δοσιμέτρου και ακτινοβολίας Geiger all-in-one! Τώρα 50% λιγότερο thicc, και με πολλά νέα χαρακτηριστικά λογισμικού! Έγραψα ακόμη και αυτό το Εγχειρίδιο Χρήστη για να μοιάζει περισσότερο με ένα πραγματικό προϊόν. Ακολουθεί μια λίστα με τα κύρια χαρακτηριστικά που έχει αυτή η νέα συσκευή:

• Έλεγχος οθόνης αφής, διαισθητικό GUI
• Εμφανίζει μετρήσεις ανά λεπτό, τρέχουσα δόση και συσσωρευμένη δόση στην αρχική οθόνη
• Ευαίσθητος και αξιόπιστος σωλήνας SBM-20 Geiger-Muller
• Μεταβλητός χρόνος ενσωμάτωσης για τον μέσο όρο της δόσης
• Λειτουργία χρονικής μέτρησης για μέτρηση χαμηλών δόσεων
• Επιλέξτε μεταξύ Sieverts και Rems ως μονάδες για το ρυθμό δόσης που εμφανίζεται
• Ρυθμιζόμενο από το χρήστη όριο ειδοποίησης
• Ρυθμιζόμενη βαθμονόμηση για τη συσχέτιση του CPM με τον ρυθμό δόσης για διάφορα ισότοπα
• Ηχητικό κλικ και ένδειξη LED ενεργοποιήθηκαν και απενεργοποιήθηκαν από την αρχική οθόνη
• Καταγραφή δεδομένων εκτός σύνδεσης
• Δημοσιεύστε μαζικά καταχωρημένα δεδομένα στην υπηρεσία cloud (ThingSpeak) για γραφική παράσταση, ανάλυση και/ή αποθήκευση στον υπολογιστή
• Λειτουργία σταθμού παρακολούθησης: η συσκευή παραμένει συνδεδεμένη στο WiFi και δημοσιεύει τακτικά επίπεδο ακτινοβολίας περιβάλλοντος στο κανάλι ThingSpeak
• Επαναφορτιζόμενη μπαταρία LiPo 2000 mAh με 16 ώρες λειτουργίας, θύρα φόρτισης micro USB
• Δεν απαιτείται προγραμματισμός από τον τελικό χρήστη, η ρύθμιση WiFi γίνεται μέσω GUI.

Ανατρέξτε στο εγχειρίδιο χρήστη χρησιμοποιώντας τον παραπάνω σύνδεσμο για να εξερευνήσετε τις δυνατότητες του λογισμικού και την περιήγηση στη διεπαφή χρήστη.

Βήμα 1: Σχεδιασμός αρχείων και άλλων συνδέσμων

Όλα τα αρχεία σχεδίασης, συμπεριλαμβανομένου του κώδικα, Gerbers, STLs, SolidWorks Assembly, Circuit Schematic, Bill of Materials, User Manual και Build Guide μπορούν να βρεθούν στη σελίδα μου GitHub για το έργο.

Λάβετε υπόψη ότι αυτό είναι ένα αρκετά εμπλεκόμενο και χρονοβόρο έργο και απαιτεί κάποια γνώση προγραμματισμού στο Arduino και δεξιότητες συγκόλλησης SMD.

Υπάρχει μια σελίδα πληροφοριών για αυτό στον ιστότοπο του χαρτοφυλακίου μου εδώ και μπορείτε επίσης να βρείτε έναν άμεσο σύνδεσμο προς τον οδηγό κατασκευής που έβαλα μαζί εδώ.

Βήμα 2: Απαιτούνται ανταλλακτικά και εξοπλισμός

Το Σχήμα Κυκλώματος περιέχει ετικέτες τμημάτων για όλα τα διακριτά ηλεκτρονικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται σε αυτό το έργο. Αγόρασα αυτά τα στοιχεία από το LCSC, οπότε η εισαγωγή αυτών των αριθμών μερών στη γραμμή αναζήτησης LCSC θα δείξει τα ακριβή στοιχεία που απαιτούνται. Το έγγραφο οδηγού κατασκευής μπαίνει σε περισσότερες λεπτομέρειες, αλλά θα συνοψίσω τις πληροφορίες εδώ.

ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ: Έχω προσθέσει ένα φύλλο Excel της λίστας παραγγελιών LCSC στη σελίδα GitHub.

Τα περισσότερα από τα ηλεκτρονικά μέρη που χρησιμοποιούνται είναι SMD και αυτό επιλέχθηκε για εξοικονόμηση χώρου. Όλα τα παθητικά εξαρτήματα (αντιστάσεις, πυκνωτές) έχουν αποτύπωμα 1206 και υπάρχουν ορισμένα τρανζίστορ SOT-23, δίοδοι μεγέθους SMAF και SOT-89 LDO και χρονοδιακόπτης SOIC-8 555. Υπάρχουν προσαρμοσμένα ίχνη για τον επαγωγέα, το διακόπτη και το βομβητή. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι αριθμοί προϊόντων για όλα αυτά τα συστατικά επισημαίνονται στο σχηματικό διάγραμμα και μια έκδοση PDF του σχήματος υψηλότερης ποιότητας είναι διαθέσιμη στη σελίδα GitHub.

Ακολουθεί μια λίστα με όλα τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται για την πλήρη συναρμολόγηση, ΟΧΙ συμπεριλαμβανομένων των διακριτών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων που πρέπει να παραγγελθούν από την LCSC ή από παρόμοιο προμηθευτή.

• PCB: Παραγγελία από οποιονδήποτε κατασκευαστή χρησιμοποιώντας αρχεία Gerber που βρίσκονται στο GitHub μου
• WEMOS D1 Mini ή κλώνος (Amazon)
• 2,8 "οθόνη αφής SPI (Amazon)
• Σωλήνας SBM-20 Geiger με απογειωμένα άκρα (πολλοί προμηθευτές στο διαδίκτυο)
• Πίνακας φορτιστή 3,7 V LiPo (Amazon)
• Μπαταρία Turnigy 3.7 V 1S 1C LiPo (49 x 34 x 10mm) με υποδοχή JST-PH (HobbyKing)
• M3 x 22 χιλιοστά βίδες (McMaster Carr)
• M3 x 8 mm εξάγωνες βίδες μηχανής (Amazon)
• M3 ορείχαλκο με σπείρωμα ένθετο (Amazon)
• Αγώγιμη ταινία χαλκού (Amazon)

Εκτός από τα παραπάνω μέρη, άλλα διάφορα μέρη, εξοπλισμός και προμήθειες είναι:

• Συγκολλητικό σίδερο
• Σταθμός συγκόλλησης θερμού αέρα (προαιρετικό)
• Φούρνος τοστιέρα για ανανέωση SMD (προαιρετικά, κάντε αυτό ή το σταθμό θερμού αέρα)
• Σύρμα συγκόλλησης
• Πάστα συγκόλλησης
• Στένσιλ (προαιρετικό)
• Τρισδιάστατος εκτυπωτής
• Νήμα PLA
• Συρματόσχοινο μονωμένο με σιλικόνη 22 μετρητή
• Εξαγωνικά κλειδιά

Βήμα 3: Βήματα συναρμολόγησης

1. Συγκολλήστε πρώτα όλα τα εξαρτήματα SMD στο PCB, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο που προτιμάτε

2. Συγκολλήστε την πλακέτα φορτιστή μπαταρίας στα μαξιλάρια τύπου SMD

3. Το αρσενικό συγκολλητικό οδηγεί στην πλακέτα D1 Mini και στα κάτω μαξιλάρια της πλακέτας LCD

4. Συγκολλήστε την πλακέτα D1 Mini στο PCB

5. Κόψτε όλα τα προεξέχοντα καλώδια από το D1 Mini στην άλλη πλευρά

6. Αφαιρέστε τη συσκευή ανάγνωσης καρτών SD από την οθόνη LCD. Αυτό θα επηρεάσει άλλα συστατικά του PCB. Ένας κοπτήρας έκπλυσης λειτουργεί για αυτό

7. Συγκολλητικά εξαρτήματα διαμπερούς οπής (σύνδεσμος JST, LED)

8. Συγκολλήστε την πλακέτα LCD στο PCB ΤΕΛΟΣ. Δεν θα μπορείτε να αποκολλήσετε το D1 Mini μετά από αυτό

9. Κόψτε τα κάτω άκρα που προεξέχουν από την πλακέτα LCD στην άλλη πλευρά του PCB

10. Κόψτε δύο κομμάτια καλωδίου με μήκος περίπου 8 εκατοστά το καθένα και αφαιρέστε τα άκρα

11. Συγκολλήστε ένα από τα καλώδια στην άνοδο (ράβδο) του σωλήνα SBM-20

12. Χρησιμοποιήστε την ταινία χαλκού για να συνδέσετε το άλλο καλώδιο στο σώμα του σωλήνα SBM-20

13. Κασσιτερώστε και κολλήστε τα άλλα άκρα των συρμάτων στα μαξιλαράκια στο PCB. Βεβαιωθείτε ότι η πολικότητα είναι σωστή.

14. Ανεβάστε τον κωδικό στο D1 mini με το προτιμώμενο IDE. Χρησιμοποιώ τον κώδικα VS με το PlatformIO. Εάν κάνετε λήψη της σελίδας μου στο GitHub, θα πρέπει να λειτουργεί χωρίς να χρειάζεται καμία αλλαγή

15. Συνδέστε την μπαταρία στην υποδοχή JST και ενεργοποιήστε την για να δείτε αν λειτουργεί!

16. Εκτυπώστε 3D τη θήκη και το εξώφυλλο

17. Συνδέστε τα ένθετα με σπείρωμα από ορείχαλκο στις θέσεις των έξι οπών στη θήκη με ένα συγκολλητικό σίδερο

18. Τοποθετήστε το συναρμολογημένο PCB στη θήκη και ασφαλίστε με 3 βίδες 8 mm. Δύο στην κορυφή και μία στο κάτω μέρος

19. Τοποθετήστε το σωλήνα Geiger στην άδεια πλευρά του PCB (προς τη σχάρα) και ασφαλίστε με ταινία κάλυψης.

20. Τοποθετήστε την μπαταρία στο πάνω μέρος, καθισμένη πάνω από τα εξαρτήματα SMD. Οδηγήστε τα καλώδια στο κενό στο κάτω μέρος της θήκης. Ασφαλίστε με ταινία κάλυψης.

21. Τοποθετήστε το κάλυμμα χρησιμοποιώντας τρεις βίδες 22 mm. Εγινε!

Η τάση στον σωλήνα Geiger μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας τη μεταβλητή αντίσταση (R5), αλλά διαπίστωσα ότι αφήνοντας το ποτενσιόμετρο στην προεπιλεγμένη μεσαία θέση παράγει λίγο περισσότερο από 400 V, το οποίο είναι ιδανικό για τον σωλήνα Geiger. Μπορείτε να δοκιμάσετε την έξοδο υψηλής τάσης χρησιμοποιώντας είτε έναν ανιχνευτή υψηλής αντίστασης, είτε χτίζοντας ένα διαχωριστή τάσης με συνολική σύνθετη αντίσταση τουλάχιστον 100 MOhms.

Βήμα 4: Συμπέρασμα

Στη δοκιμή μου, όλα τα χαρακτηριστικά λειτουργούν τέλεια στις τρεις μονάδες που έχω φτιάξει, οπότε πιστεύω ότι αυτό θα είναι αρκετά επαναλαμβανόμενο. Παρακαλώ δημοσιεύστε την κατασκευή σας αν καταλήξετε!

Επίσης, αυτό είναι ένα έργο ανοιχτού κώδικα, οπότε θα ήθελα πολύ να δω αλλαγές και βελτιώσεις σε άλλους! Είμαι σίγουρος ότι υπάρχουν πολλοί τρόποι βελτίωσης. Είμαι φοιτητής μηχανολογίας και απέχω πολύ από ειδικούς στην ηλεκτρονική και την κωδικοποίηση. αυτό μόλις ξεκίνησε ως έργο χόμπι, οπότε ελπίζω σε περισσότερα σχόλια και τρόπους για να το κάνουμε καλύτερο!

ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ: Πουλάω μερικά από αυτά στο Tindie. Αν θέλετε να αγοράσετε ένα αντί να το φτιάξετε μόνοι σας, μπορείτε να το βρείτε στο κατάστημά μου Tindie προς πώληση εδώ!