» » » Простой дозиметр на Arduino Nano своими руками

Простой дозиметр на Arduino Nano своими руками

Доброго времени суток, уважаемые самоделкины!
В этой статье Константин, мастерская How-todo, подробно покажет способ изготовления простого дозиметра на Arduino nano и СБМ20 (СТС-5).

Дозиметр, по своему принципу работы - это весьма простое устройство.

Для его сборки нам потребуется:

Собственно, устройство регистрации заряженных частиц, в качестве которого мы будем использовать трубку Гейгера.

Высоковольтный источник питания для нее, с выходным напряжением около 400 В.
Устройство индикации, звуковой или световой, которое будет сообщать о пробоях в трубке.

В простейшем случае в качестве индикатора можно использовать динамик.

Заряженная частица, ударяясь о стенку счетчика, выбивает из нее электроны.
И в газе, которым заполнена трубка, возникает пробой. На очень короткое время через трубку поступает питание на динамик, и он щелкает. Конечно же, все согласятся, что щелчки - это не самый лучший способ получения информации.

Щелчки, конечно, смогут предупредить о повышении фона, но подсчитывать их при помощи секундомера, для получения точных показаний, просто устаревший метод.

Воспользуемся новыми технологиями, и прикрутим к трубке электронный мозг с дисплеем.


Переходим к практике. Электроника представлена в виде платы Arduino nano.
Программа весьма проста, она подсчитывает количество пробоев трубки за определенный временной интервал, и выводит полученные данные на экран.

Также в момент пробоя отображается символ радиации, а также индикатор заряда батареи.

Источником питания устройства служит аккумулятор 18650.

По причине того, что плата arduino питается от 5Вольт, установлен модуль с преобразователем.
Также установлена плата управления зарядкой аккумулятора, чтобы устройство было полностью автономным.

Трудности начались, когда автор стал решать вопрос с высоковольтным преобразователем.
Первоначально он сделал его сам. Намотал трансформатор на ферритовом сердечнике, порядка 600 витков вторички.

Сигнал на него подал из встроенного в Arduino ШИМ. Через транзистор это работает вполне нормально.

Автору же мне хотелось сделать конструкцию доступной для повторения любому, даже начинающему самоделкину.
Спустя некоторое время, Константин нашел высоковольтные преобразователи на алиэкспрессе.
Начнем испытывать покупную версию. Выдал он максимально 300 Вольт, при заявленных аж 620.

Заказав другой, он оказался других размеров, при том, что в описании указаны предыдущие.
Последний преобразователь таки сподобился выдать необходимое напряжение в 400 В, максимальное составило 450, при заявленном производителем 1200В.

Переделываем корпус под другой размер преобразователя.

В конечном итоге у нас получается конструкция, которая почти полностью состоит из модулей.

Повышающий преобразователь.

Плата управления зарядом АКБ.

5 вольтовый повышающий модуль.

Мозг в виде arduino nano.

Дисплей 128 на 64, но в итоге будет применен 128 на 32 пикселя.


Также потребуются транзисторы 2N3904, резисторы на 10МОм и 10КОм, конденсатор емкостью 470пФ.


Двухпозиционный переключатель.

Аккумуляторная батарея, buzzer со встроенным генератором.

И, конечно, главный элемент - счетчик Гейгера, примененная модель СТС5.


Ее можно заменить на похожий, СБМ20, да и в принципе любой похожий.
При замене счетчика необходимо будет вносить коррективы в программу, согласно документации датчика.
У использованного счетчика СТС5 количество микрорентген в час соответствуют количеству пробоев в трубке за 60 секунд.

Корпус, как обычно, распечатан на 3D принтере.




Начинаем собирать.
Первым делом необходимо установить выходное напряжение преобразователя при помощи подстроечного резистора.

По документации, для СТС5 оно составляет около 410 Вольт.

Далее просто соединяем все модули по схеме.

Модульный принцип упрощает схемотехнику до минимума.
При сборке желательно использовать жесткие одножильные провода, например от витой пары.

Благодаря им все устройство легко собрать на столе.

После сборки просто помещаем его в корпус.

Важный нюанс. Для того чтобы наше устройство заработало, необходимо установить перемычку на высоковольтном модуле.

Ей соединяем минус входа с минусом выхода.

Но мы не можем управлять высоким напряжением непосредственно с помощью Arduino. Для этого сделаем схему развязки на транзисторе.

Паяем навесным монтажом, изолируем термоклеем или термоусадкой, кому как удобнее.




В разъеме положительного высоковольтного выхода устанавливаем 10МОм резистор.




Клеммы подключения самой трубки желательно делать из медной фольги.



Но для тестов можно закрепить и на скрутках. Соблюдайте полярность трубки.
Устанавливаем дисплей, подключаем его шлейфом с разъемами.




Очень хорошо проверяйте изоляцию, экран расположен рядом с высоковольтным модулем.




Навесной монтаж готов, устанавливаем всю конструкцию в корпус.


Все закончено, устройство показывает нормальный радиационный фон.



Ссылки на компоненты.
Arduino Nano
400V DC-DC power supply
128*32 OLED
Прошивка
3Д модель корпуса

Счетчик Гейгера для Вас представил автор проекта Константин, мастерская How-todo.


Источник
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Оцените самоделку по критериям

5.8
Идея
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
3.8
Описание
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
3.8
Исполнение
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
Итоговая оценка: 4.47 из 10 (голосов: 5)
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
16 комментариев
  1. Иван_Похмельев
    Также потребуются .... резисторы на 10МОм и 10КОм,
    Делитель 1:1000 даст на базе транзистора 0,4 В. Как он будет открываться - загадка. ((
    Корпус, как обычно, распечатан на 3D принтере.
    Непонятно, зачем сделана решётка в отсеке датчика. Пыль и грязь собирать? ))
    На схеме в правом нижнем углу переврано подключение модуля зарядки и повышающего модуля. ((
    Но мы не можем управлять высоким напряжением непосредственно с помощью Arduino. Для этого сделаем схему развязки на транзисторе.
    А ну-ка, расскажите честному люду, как это Вы собираетесь "управлять высоким напряжением"? )))
  2. Иван_Похмельев
    Присмотрелся - единица измерения неправильно стоит.
    И, кстати, каковы результаты проверки работы прибора? Как он проверялся? На каком уровне запрограммировано включение пищалки?
    Ещё жаль, что не представлен листинг программы.
  3. pogranec
    А я думаю где то я это уже видел.
    DIY ARDUINO GEIGER COUNTER
  4. Иван_Похмельев
    Ну что, кто-нибудь отгадал загадку про то, как открывается транзистор?
    Намекну: датчик у автора работает в неприемлемом режиме.))
  5. Nruter
    В этой публикации схемы устройства нет. Есть куча фотографий, плюс невнятный рисунок соединения плат цветными линиями.
    1. Иван_Похмельев
      Это я немного польстил ардуинщикам. )) Особенно на таких "схемах-рисунках" меня умиляет изображение транзисторов и диодов картинками, резко затрудняющее понимание того, что они пытались донести.
      Тут автор, конечно, в электронике, мягко говоря, слабоват. А уж пересказчик и того не знает. И ведь берутся других учить! ((
      1. Korolev
        Где-то вычитал фразу: "Хороший специалист не обязательно должен уметь сам, он должен уметь научить другого!".
        Хотя принципиальные схемы в картинках меня тоже умиляют...
  6. Иван_Похмельев
    Цитата: Korolev
    не обязательно должен уметь сам,

    Но уж знать-то должен!
    Я уж молчу про то, что это никакой не "дозиметр" и даже не радиометр, хотя и напоминает его. Пока это индикатор радиоактивности с враньём в отображении информации.
    1. Korolev
      Извиняюсь за бестолковое изложение своих мыслей! Я ведь для прикола. При общении с некоторыми "специалистами" я иногда испытываю гордость за своё советское образование!
  7. Новий Стандарт
    Вопрос знатокам что измеряет и что не измеряет этот дозиметр:
    1-альфа излучения;
    2-бета излучения;
    3-гамма лучи;
    4-нейтронные потоки;
    5-потоки нейтрино;
    6-вспишки на Солнце;
    7-фиксирует ядерные взрывы как на Земле так и в космосе;
    8-меряет, как компасом, где Чернобыль или "Маяк"...
    Измерять или фиксировать общий радиоактивный фон можно обычной чувствительной видеокамерой. Включите в темноте камеру. Видите отдельные вспышки пикселей на экране монитора это и есть радиоактивность
    Понял квантовую механику - гений
  8. Иван_Похмельев
    Цитата: Новий Стандарт
    Вопрос знатокам что измеряет и что не измеряет этот дозиметр:

    Ну что, опять в Гугле с Яндексом забанили? ))
    Во-первых, это не дозиметр.
    Во-вторых, он не измеряет.
    В-третьих, прибор имеет чувствительность к жёсткому β- и γ-излучениям.
  9. Иван_Похмельев
    Ну что, за месяц никто так и не отгадал загадку, как кремниевый транзистор будет открываться при 0,4 В на базе?
    1. Pronin
      Судя по фото, на выходе преобразователя высокого напр. нет конденсатора. Для СТС5 (СБМ20) обычно ставят ~ 3нФ х 630в. А без оного могут пролазить импульсы более 400в. Они и могут вызывать срабатывание (на радость Ардуинщикам)
  10. Иван_Похмельев
    Желающих разгадать загадку нет, кроме одного человека. ((
    По поводу того, что
    на выходе преобразователя высокого напр. нет конденсатора.
    Это не так. На выходе умножителя относительно общего провода включены 3 конденсатора последовательно. К сожалению, мы не знаем их емкость, но они есть.
    Причина здесь в другом. Китайцы существенно приукрасили выходной ток своего "чуда". Отсюда и многочисленные жалобы покупателей, что они не могут выставить обещанное напряжение.
    На сайтах продавцов фотографии одинаковые, взяты, видимо, у производителя. Они при напряжении 500 В подключают нагрузку 5,1 МОм, при этом ток потребления возрастает с 120 мА на холостом ходу до 180 мА. Там используют мультик с входным сопротивлением 10 МОм, а автор обсуждаемого изделия применил прибор с входным сопротивлением 1 МОм. Поэтому в реальности у него на выходе умножителя не 400 В, а гораздо больше, минимум 600 В.
    А такой дикий ток потребления делает невозможным применение прибора по назначению. Обычный блокинг-генератор, применённый для этих же целей, имеет ток потребления единицы миллиампер.
    Ардуино и постоянно горящий OLED-дисплей тоже экономичности не прибавляют.
  11. Sergei H.
    У меня вопрос, плюс питания откуда идёт к транзистору 2n3904 ?
    1. Иван_Похмельев
      Из Ардуины. Схемы автор не представил, но по картинке можно определить, что это за вывод. Судя по всему, цифровой вход.

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

Войти

А затем...

Добавьте самоделку

Или...

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаще всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

1. Я Вам этого не предлагал! 2. Ваше техническое задание содержит слишком много неопределённостей, по этому ТЗ невозможно сделать нормальные рассчёты! 3. Без пробных экспериментов, сразу попасть в...
Хорошо, спасибо за Ваш совет, я сегодня только разобрал проигрыватель, особо не разбираюсь в его устройстве, позже, как только вникну, что и где находиться и за что отвечает, а там уже попробую. Ещё...
Вот оригинал кстати...
не совсем понял что вы предлагаете, купить горы разных аккумуляторов и километры нихрома?...
"Теория без практики мертва есть!"...
Все комментарии