Contatore Geiger nuovo e migliorato - Ora con WiFi!: 4 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Questa è una versione aggiornata del mio contatore Geiger da questo Instructable. Era piuttosto popolare e ho ricevuto una buona quantità di feedback da persone interessate a costruirlo, quindi ecco il seguito:

Il GC-20. Contatore Geiger, dosimetro e stazione di monitoraggio delle radiazioni tutto in uno! Ora il 50% di spessore in meno e con un sacco di nuove funzionalità software! Ho anche scritto questo manuale utente per farlo sembrare più un prodotto reale. Ecco un elenco delle caratteristiche principali di questo nuovo dispositivo:

• GUI intuitiva e controllata da touchscreen
• Visualizza i conteggi al minuto, la dose attuale e la dose accumulata sulla schermata iniziale
• Tubo Geiger-Muller SBM-20 sensibile e affidabile
• Tempo di integrazione variabile per il rateo di dose medio
• Modalità di conteggio a tempo per la misurazione di basse dosi
• Scegli tra Sieverts e Rems come unità per la dose visualizzata
• Soglia di avviso regolabile dall'utente
• Calibrazione regolabile per mettere in relazione il CPM con il rateo di dose per vari isotopi

• Clicker udibile e indicatore LED attivati e disattivati dalla schermata iniziale

• Registrazione dati offline
• Pubblica i dati registrati in blocco sul servizio cloud (ThingSpeak) per rappresentare graficamente, analizzare e/o salvare sul computer
• Modalità stazione di monitoraggio: il dispositivo rimane connesso al WiFi e pubblica regolarmente il livello di radiazione ambientale sul canale ThingSpeak
• Batteria LiPo ricaricabile da 2000 mAh con autonomia di 16 ore, porta di ricarica micro USB
• Nessuna programmazione richiesta dall'utente finale, configurazione WiFi gestita tramite GUI.

Fare riferimento al manuale dell'utente utilizzando il collegamento sopra per esplorare le funzionalità del software e la navigazione dell'interfaccia utente.

Passaggio 1: file di progettazione e altri collegamenti

Tutti i file di progettazione, inclusi il codice, Gerber, STL, SolidWorks Assembly, Schema del circuito, Distinta materiali, Manuale dell'utente e Guida alla creazione possono essere trovati nella mia pagina GitHub per il progetto.

Si prega di notare che questo è un progetto abbastanza complesso e dispendioso in termini di tempo e richiede una certa conoscenza della programmazione in Arduino e competenze nella saldatura SMD.

C'è una pagina di informazioni per questo nel mio sito web portfolio qui, e puoi anche trovare un link diretto alla guida allo sviluppo che ho messo insieme qui.

Passaggio 2: parti e attrezzature necessarie

Lo schema del circuito contiene le etichette delle parti per tutti i componenti elettronici discreti utilizzati in questo progetto. Ho acquistato questi componenti da LCSC, quindi inserendo quei numeri di parte nella barra di ricerca di LCSC verranno visualizzati i componenti esatti necessari. Il documento della guida allo sviluppo va più in dettaglio, ma riassumerò le informazioni qui.

AGGIORNAMENTO: ho aggiunto un foglio Excel dell'elenco degli ordini LCSC alla pagina GitHub.

La maggior parte delle parti elettroniche utilizzate sono SMD e questa è stata scelta per risparmiare spazio. Tutti i componenti passivi (resistenze, condensatori) hanno un footprint di 1206 e ci sono alcuni transistor SOT-23, diodi di dimensioni SMAF e LDO SOT-89 e un timer SOIC-8 555. Sono disponibili impronte personalizzate per l'induttore, l'interruttore e il cicalino. Come accennato in precedenza, i numeri di prodotto per tutti questi componenti sono etichettati sul diagramma schematico e una versione PDF di qualità superiore dello schema è disponibile nella pagina GitHub.

Di seguito è riportato un elenco di tutti i componenti utilizzati per realizzare l'assemblaggio completo, NON inclusi i componenti elettronici discreti da ordinare da LCSC o da un fornitore simile.

• PCB: ordina da qualsiasi produttore utilizzando i file Gerber trovati nel mio GitHub
• WEMOS D1 Mini o clone (Amazon)
• Touchscreen SPI da 2,8" (Amazon)
• Tubo Geiger SBM-20 con estremità rimosse (molti venditori online)
• Scheda caricabatterie LiPo da 3,7 V (Amazon)
• Batteria Turnigy 3,7 V 1S 1C LiPo (49 x 34 x 10 mm) con connettore JST-PH (HobbyKing)
• Viti a testa svasata M3 x 22 mm (McMaster Carr)
• Viti a testa esagonale M3 x 8 mm (Amazon)
• Inserto filettato in ottone M3 (Amazon)
• Nastro conduttivo in rame (Amazon)

Oltre alle parti di cui sopra, altre parti, attrezzature e forniture varie sono:

• Saldatore
• Stazione di saldatura ad aria calda (opzionale)
• Forno tostapane per rifusione SMD (opzionale, fai questo o la stazione ad aria calda)
• Filo di saldatura
• Pasta per saldature
• Stencil (opzionale)
• stampante 3d
• Filamento PLA
• Cavo a trefoli isolato in silicone calibro 22
• chiavi esagonali

Passaggio 3: passaggi di assemblaggio

1. Saldare prima tutti i componenti SMD al PCB, utilizzando il metodo preferito

2. Saldare la scheda del caricabatterie ai pad in stile SMD

3. Il maschio a saldare porta alla scheda D1 Mini e ai pad inferiori della scheda LCD

4. Saldare la scheda D1 Mini al PCB

5. Tagliare tutti i cavi sporgenti dal D1 Mini sull'altro lato

6. Rimuovere il lettore di schede SD dal display LCD. Ciò interferirà con altri componenti sul PCB. Un cutter a filo funziona per questo

7. Componenti a foro passante per saldatura (connettore JST, LED)

8. Saldare la scheda LCD al PCB ALLA FINE. Non sarai in grado di dissaldare il D1 Mini dopo questo

9. Tagliare i cavi maschio sporgenti sul lato inferiore dalla scheda LCD sull'altro lato del PCB

10. Tagliare due pezzi di filo a trefoli lunghi circa 8 cm (3 pollici) ciascuno e spellare le estremità

11. Saldare uno dei fili all'anodo (asta) del tubo SBM-20

12. Utilizzare il nastro di rame per fissare l'altro filo al corpo del tubo SBM-20

13. Stagnare e saldare le altre estremità dei fili ai pad con foro passante sul PCB. Assicurati che la polarità sia corretta.

14. Carica il codice sul D1 mini con il tuo IDE preferito; Uso VS Code con PlatformIO. Se scarichi la mia pagina GitHub, dovrebbe funzionare senza bisogno di modifiche

15. Collegare la batteria al connettore JST e accendere per vedere se funziona!

16. Stampa 3D della custodia e della copertina

17. Fissare gli inserti filettati in ottone nelle sei posizioni dei fori nella custodia con un saldatore

18. Installare il PCB assemblato nella custodia e fissarlo con 3 viti da 8 mm. Due sopra e uno sotto

19. Posizionare il tubo Geiger sul lato vuoto del PCB (verso la griglia) e fissarlo con nastro adesivo.

20. Inserire la batteria sopra la parte superiore, posizionandosi sopra i componenti SMD. Guida i fili verso lo spazio nella parte inferiore del case. Fissare con nastro adesivo.

21. Installare il coperchio utilizzando tre viti a testa svasata da 22 mm. Fatto!

La tensione al tubo Geiger può essere regolata utilizzando il resistore variabile (R5), ma ho scoperto che lasciare il potenziometro nella posizione centrale predefinita produce poco più di 400 V, che è perfetto per il nostro tubo Geiger. È possibile testare l'uscita ad alta tensione utilizzando una sonda ad alta impedenza o costruendo un partitore di tensione con almeno 100 MOhm di impedenza totale.

Passaggio 4: conclusione

Nei miei test, tutte le funzionalità funzionano perfettamente nelle tre unità che ho realizzato, quindi penso che sarà abbastanza ripetibile. Per favore pubblica la tua build se finisci per realizzarla!

Inoltre, questo è un progetto open source, quindi mi piacerebbe vedere cambiamenti e miglioramenti apportati da altri! Sono sicuro che ci sono molti modi per migliorarlo. Sono uno studente di ingegneria meccanica e sono tutt'altro che un esperto di elettronica e codifica; questo è appena iniziato come un progetto per hobby, quindi spero in più feedback e modi per renderlo migliore!

AGGIORNAMENTO: ne vendo alcuni su Tindie. Se desideri acquistarne uno invece di costruirlo da solo, puoi trovarlo nel mio negozio Tindie in vendita qui!