In questo articolo, Konstantin, workshop How-todo, mostrerà in dettaglio come fare un semplice dosimetro Arduino nano e SBM20 (STS-5).
Il dosimetro, per il suo principio di funzionamento, è un dispositivo molto semplice.
Per costruirlo abbiamo bisogno di:
In realtà, un dispositivo per la registrazione di particelle cariche, per il quale useremo un tubo Geiger.
Alimentatore ad alta tensione per esso, con una tensione di uscita di circa 400 V.
Dispositivo di indicazione, suono o luce, che segnalerà guasti nel ricevitore.
Nel caso più semplice, è possibile utilizzare un altoparlante come indicatore.
Una particella carica che colpisce la contro parete fa cadere elettroni da essa.
E nel gas di cui è riempito il tubo, si verifica un guasto. Per un periodo molto breve, l'altoparlante riceve energia attraverso il ricevitore e fa clic. Naturalmente, tutti saranno d'accordo sul fatto che i clic non sono il modo migliore per ottenere informazioni.
I clic, ovviamente, saranno in grado di avvisare di un aumento dello sfondo, ma contarli con un cronometro per ottenere letture accurate è semplicemente un metodo obsoleto.
Useremo le nuove tecnologie e le fisseremo al telefono elettronico cervello con un display.
Passiamo alla pratica. L'elettronica è presentata sotto forma di una scheda nano Arduino.
Il programma è molto semplice, conta il numero di rotture del tubo per un certo intervallo di tempo e visualizza i dati ricevuti sullo schermo.
Inoltre, al momento del guasto, viene visualizzato un simbolo di radiazione e un indicatore della batteria.
La fonte di alimentazione del dispositivo è una batteria 18650.
A causa del fatto che la scheda Arduino è alimentata da 5 V, è installato un modulo con un convertitore.
È inoltre installata una scheda di gestione della batteria per rendere il dispositivo completamente autonomo.
Le difficoltà sono iniziate quando l'autore ha iniziato a risolvere il problema con un convertitore ad alta tensione.
Inizialmente ce l'ha fatta da solo. Un trasformatore è stato avvolto su un nucleo di ferrite, circa 600 giri del secondario.
Il segnale proveniva dal PWM integrato nell'Arduino. Attraverso un transistor, funziona abbastanza bene.
L'autore, tuttavia, volevo rendere il design accessibile per la ripetizione a chiunque, anche ai principianti.
Dopo qualche tempo, Konstantin ha trovato convertitori ad alta tensione su aliexpress.
Iniziamo a testare la versione di acquisto. Ha dato un massimo di 300 volt, con già dichiarato 620.
Dopo averne ordinato un altro, si è rivelato di dimensioni diverse, nonostante i precedenti fossero indicati nella descrizione.
L'ultimo convertitore era ancora in grado di produrre la tensione richiesta di 400 V, il massimo era 450, con 1200 V dichiarati dal produttore.
Rimodelliamo il caso per una dimensione diversa del convertitore.
Alla fine, otteniamo un design che consiste quasi interamente di moduli.
Boost Converter.
Scheda di controllo della carica della batteria.
Modulo boost da 5 volt.
Cervello sotto forma di arduino nano.
Il display è 128 per 64, ma alla fine verranno applicati 128 per 32 pixel.
Richiederà anche transistor 2N3904, resistori 10MΩ e 10KΩ e un condensatore 470pF.
Interruttore on-off.
Batteria, cicalino con generatore incorporato.
E, naturalmente, l'elemento principale è il contatore Geiger applicato il modello STS5.
Può essere sostituito da uno simile, SBM20 e, in linea di principio, uno simile.
Quando si sostituisce il contatore, sarà necessario apportare modifiche al programma, secondo la documentazione del sensore.
Nel contatore STS5 usato, il numero di micro-roentgen all'ora corrisponde al numero di rotture nella provetta in 60 secondi.
La custodia, come al solito, è stampata su una stampante 3D.
Iniziamo a raccogliere.
Il primo passo è impostare la tensione di uscita del convertitore usando una resistenza di taglio.
Secondo la documentazione, per STS5 è di circa 410 volt.
Successivamente, colleghiamo semplicemente tutti i moduli secondo lo schema.
Il principio modulare semplifica al minimo i circuiti.
Durante il montaggio, è preferibile utilizzare fili rigidi a filo singolo, ad esempio da doppini intrecciati.
Grazie a loro, l'intero dispositivo è facile da montare su un tavolo.
Dopo il montaggio, inseriscilo nella custodia.
Una sfumatura importante. Affinché il nostro dispositivo funzioni, è necessario installare un ponticello sul modulo ad alta tensione.
Colleghiamo il meno dell'ingresso con il meno dell'uscita.
Ma non possiamo controllare l'alta tensione direttamente con Arduino. Per fare ciò, realizziamo il circuito di isolamento sul transistor.
Saldiamo con un'installazione incernierata, isoliamo con adesivo hot melt o termoretraibile, per i quali è più conveniente.
Nel connettore dell'uscita ad alta tensione positiva, installiamo una resistenza da 10 MΩ.
Si consiglia di realizzare i terminali per il collegamento del tubo stesso da una lamina di rame.
Ma per i test, puoi risolverlo su colpi di scena. Rispettare la polarità del tubo.
Installiamo il display, lo colleghiamo con un loop con connettori.
Controllare molto bene l'isolamento, lo schermo si trova accanto al modulo ad alta tensione.
Il montaggio è pronto, installiamo l'intera struttura nell'alloggiamento.
Tutto è finito, il dispositivo mostra una normale radiazione di fondo.
Collegamenti ai componenti.
128 * 32 OLED
Il contatore Geiger è stato presentato per te dall'autore del progetto, Konstantin, workshop How-todo.