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