Ny och förbättrad Geiger -räknare - nu med WiFi !: 4 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Detta är en uppdaterad version av min Geiger -räknare från denna Instructable. Det var ganska populärt och jag fick mycket feedback från människor som är intresserade av att bygga det, så här är uppföljaren:

GC-20. En Geiger-räknare, dosimeter och strålningsövervakningsstation allt-i-ett! Nu 50% mindre tjock, och med massor av nya mjukvarufunktioner! Jag skrev till och med denna bruksanvisning för att den ska se mer ut som en riktig produkt. Här är en lista över de viktigaste funktionerna som denna nya enhet har:

• Pekskärmsstyrd, intuitiv GUI
• Visar räkningar per minut, aktuell dos och ackumulerad dos på startskärmen
• Känsligt och pålitligt SBM-20 Geiger-Muller-rör
• Variabel integrationstid för genomsnittlig doshastighet
• Timed count mode för mätning av låga doser
• Välj mellan Sieverts och Rems som enheter för den visade doshastigheten
• Användarjusterbar varningströskel
• Justerbar kalibrering för att relatera CPM till doshastighet för olika isotoper
• Ljudklickare och LED -indikator slås på och av från startskärmen
• Offline dataloggning
• Lägg upp massloggad data till molntjänsten (ThingSpeak) för att graffera, analysera och/eller spara på datorn
• Monitoring Station -läge: enheten förblir ansluten till WiFi och postar regelbundet omgivande strålningsnivå till ThingSpeak -kanalen
• 2000 mAh uppladdningsbart LiPo -batteri med 16 timmars körtid, micro USB -laddningsport
• Ingen programmering krävs från slutanvändaren, WiFi -installation hanteras via GUI.

Se bruksanvisningen med länken ovan för att utforska programvarufunktionerna och UI -navigering.

Steg 1: Designa filer och andra länkar

Alla designfiler, inklusive koden, Gerbers, STL, SolidWorks -montering, kretsschema, materialförteckning, användarmanual och byggguide finns på min GitHub -sida för projektet.

Observera att detta är ett ganska involverat och tidskrävande projekt och kräver viss kunskap om programmering i Arduino och färdigheter i SMD-lödning.

Det finns en informationssida för det på min portföljwebbplats här, och du kan också hitta en direktlänk till byggguiden som jag sammanställt här.

Steg 2: Delar och utrustning behövs

Kretsschemat innehåller deletiketter för alla diskreta elektroniska komponenter som används i detta projekt. Jag köpte dessa komponenter från LCSC, så att ange dessa artikelnummer i LCSC -sökfältet visar de exakta komponenterna som behövs. Byggguide -dokumentet går mer in på detaljer, men jag sammanfattar informationen här.

UPPDATERING: Jag har lagt till ett Excel -ark med LCSC -beställningslistan på GitHub -sidan.

De flesta elektroniska delar som används är SMD, och detta valdes för att spara utrymme. Alla passiva komponenter (motstånd, kondensatorer) har ett 1206 fotavtryck och det finns några SOT-23-transistorer, SMAF-storleksdioder och SOT-89 LDO och en SOIC-8 555-timer. Det finns anpassade fotavtryck gjorda för induktorn, omkopplaren och summern. Som nämnts ovan är produktnumren för alla dessa komponenter märkta på det schematiska diagrammet och en PDF -version av högre kvalitet av schemat är tillgänglig på GitHub -sidan.

Följande är en lista över alla komponenter som används för att göra hela monteringen, INTE inklusive de diskreta elektroniska komponenterna som ska beställas från LCSC eller en liknande leverantör.

• PCB: Beställ från vilken tillverkare som helst som använder Gerber -filer som finns i min GitHub
• WEMOS D1 Mini eller klon (Amazon)
• 2,8 "SPI -pekskärm (Amazon)
• SBM-20 Geiger-rör med avtagna ändar (många leverantörer online)
• 3,7 V LiPo laddarkort (Amazon)
• Turnigy 3,7 V 1S 1C LiPo-batteri (49 x 34 x 10 mm) med JST-PH-kontakt (HobbyKing)
• M3 x 22 mm försänkta skruvar (McMaster Carr)
• M3 x 8 mm sexkantskruvar (Amazon)
• M3 mässingsgängad insats (Amazon)
• Ledande koppartejp (Amazon)

Förutom delarna ovan är andra diverse delar, utrustning och tillbehör:

• Lödkolv
• Varmluftslödningsstation (tillval)
• Brödrost för SMD -återflöde (tillval, antingen gör det här eller varmluftsstationen)
• Lödtråd
• Lödpasta
• Stencil (valfritt)
• 3d skrivare
• PLA -filament
• Silikonisolerad strängad tråd 22 gauge
• Hexnycklar

Steg 3: Monteringssteg

1. Löd först alla SMD -komponenter till kretskortet med din föredragna metod

2. Löd batteriladdarkortet till elektroderna i SMD-stil

3. Lödhane leder till D1 Mini -kortet och till LCD -kortets bottenplattor

4. Löd D1 Mini -kortet på kretskortet

5. Klipp av alla utskjutande ledningar från D1 Mini på andra sidan

6. Ta bort SD -kortläsaren från LCD -skärmen. Detta kommer att störa andra komponenter på kretskortet. En planfräs fungerar för detta

7. Komponenter för genomlödning av lödning (JST-kontakt, LED)

8. Löd LCD -kortet till kretskortet i slutet. Du kommer inte att kunna avlödda D1 Mini efter detta

9. Klipp av de utskjutande hanledningarna på undersidan från LCD-kortet på andra sidan av kretskortet

10. Klipp två bitar av strängad tråd cirka 8 cm lång och vänd av ändarna

11. Löd en av ledningarna till anoden (stången) på SBM-20-röret

12. Använd koppartejpen för att fästa den andra tråden på kroppen på SBM-20-röret

13. Tenn och löd de andra ändarna av trådarna till de genomgående hålen på kretskortet. Se till att polariteten är korrekt.

14. Ladda upp koden till D1 mini med din föredragna IDE; Jag använder VS -kod med PlatformIO. Om du laddar ner min GitHub -sida borde den fungera utan att behöva göra några ändringar

15. Anslut batteriet till JST -kontakten och slå på för att se om det fungerar!

16. 3D -utskrift av fodralet och omslaget

17. Fäst mässingsgängade skär på de sex hålen i höljet med ett lödkolv

18. Montera det monterade kretskortet i höljet och säkra med 3 8 mm skruvar. Två på toppen och en på undersidan

19. Placera Geiger -röret på den tomma sidan av kretskortet (mot grillen) och fäst med maskeringstejp.

20. Sätt i batteriet över toppen, sittande över SMD -komponenterna. För ledningarna till springan i botten av fodralet. Fäst med maskeringstejp.

21. Montera locket med tre 22 mm försänkta skruvar. Gjort!

Spänningen till Geiger -röret kan justeras med hjälp av det variabla motståndet (R5), men jag har funnit att om man lämnar potentiometern i standard mittläge ger det drygt 400 V, vilket är perfekt för vårt Geiger -rör. Du kan testa högspänningsutmatningen med antingen en högimpedanssond eller genom att bygga en spänningsdelare med minst 100 MOhm total impedans.

Steg 4: Slutsats

I mina tester fungerar alla funktioner perfekt i de tre enheter jag har gjort, så jag tror att detta kommer att bli ganska repeterbart. Lägg upp ditt bygge om du lyckas!

Det här är också ett projekt med öppen källkod, så jag skulle gärna vilja se förändringar och förbättringar av andra! Jag är säker på att det finns många sätt att förbättra det. Jag studerar maskiningenjör och är långt ifrån expert på elektronik och kodning; det här började precis som ett hobbyprojekt, så jag hoppas på mer feedback och sätt att göra det bättre!

UPPDATERING: Jag säljer några av dessa på Tindie. Om du vill köpa en istället för att bygga den själv, kan du hitta den i min Tindie -butik till salu här!