Neste artigo, o Konstantin, workshop de Como fazer, mostrará em detalhes como fazer um dosímetro simples Arduino nano e SBM20 (STS-5).
O dosímetro, por seu princípio de operação, é um dispositivo muito simples.
Para construí-lo, precisamos:
Na verdade, um dispositivo para registrar partículas carregadas, para as quais vamos usar um tubo Geiger.
Fonte de alimentação de alta tensão, com uma tensão de saída de cerca de 400 V.
Dispositivo de indicação, som ou luz, que reportará falhas no telefone.
No caso mais simples, você pode usar um alto-falante como indicador.
Uma partícula carregada atingindo a parede do balcão derruba elétrons.
E no gás que o tubo está cheio, ocorre uma avaria. Por um período muito curto, o alto-falante recebe energia do fone e ele clica. Obviamente, todos concordarão que os cliques não são a melhor maneira de obter informações.
Os cliques, é claro, poderão avisar sobre um aumento no plano de fundo, mas contá-los com um cronômetro para obter leituras precisas é simplesmente um método desatualizado.
Vamos usar novas tecnologias e prendê-las no aparelho eletrônico cérebro com uma tela.
Vamos seguir praticando. A eletrônica é apresentada como uma placa nano do Arduino.
O programa é muito simples, conta o número de quebras do tubo por um determinado intervalo de tempo e exibe os dados recebidos na tela.
Além disso, no momento da avaria, um símbolo de radiação é exibido e um indicador de bateria.
A fonte de energia do dispositivo é uma bateria 18650.
Devido ao fato de a placa arduino ser alimentada por 5V, um módulo com um conversor está instalado.
Também é instalada uma placa de gerenciamento de bateria para tornar o dispositivo totalmente autônomo.
As dificuldades começaram quando o autor começou a resolver o problema com um conversor de alta tensão.
Ele originalmente fez isso sozinho. Um transformador foi enrolado em um núcleo de ferrite, cerca de 600 voltas do secundário.
O sinal veio do PWM integrado no Arduino. Através de um transistor, isso funciona muito bem.
O autor, no entanto, queria tornar o design acessível para repetição para qualquer pessoa, mesmo iniciante.
Depois de algum tempo, Konstantin encontrou conversores de alta tensão no aliexpress.
Vamos começar a testar a versão de compra. Ele deu um máximo de 300 volts, com já declarado 620.
Depois de encomendar outra, acabou sendo de tamanhos diferentes, apesar de as anteriores serem indicadas na descrição.
O último conversor ainda era capaz de produzir a tensão necessária de 400 V, a máxima era 450, com a 1200V declarada pelo fabricante.
Remodeamos o gabinete para um tamanho diferente do conversor.
No final, obtemos um design que consiste quase inteiramente de módulos.
Conversor de impulso.
Placa de controle de carga da bateria.
Módulo de impulso de 5 volts.
Cérebro em forma de arduino nano.
A exibição é de 128 por 64, mas no final, serão aplicados 128 por 32 pixels.
Além disso, são necessários transistores 2N3904, resistores de 10MΩ e 10KΩ, um capacitor com capacidade de 470pF.
Interruptor de ligar / desligar.
Bateria, campainha com gerador embutido.
E, claro, o elemento principal é o contador Geiger aplicado o modelo STS5.
Pode ser substituído por um similar, o SBM20, e, em princípio, por um similar.
Ao substituir o contador, será necessário fazer ajustes no programa, de acordo com a documentação do sensor.
No contador STS5 usado, o número de micro-roentgen por hora corresponde ao número de quebras no tubo em 60 segundos.
O estojo, como sempre, é impresso em uma impressora 3D.
Começamos a colecionar.
O primeiro passo é definir a tensão de saída do conversor usando um resistor de corte.
De acordo com a documentação, para o STS5 é de cerca de 410 volts.
Em seguida, basta conectar todos os módulos de acordo com o esquema.
O princípio modular simplifica o circuito ao mínimo.
Ao montar, é desejável usar fios rígidos de um fio, por exemplo, de par trançado.
Graças a eles, o dispositivo inteiro é fácil de montar em uma mesa.
Após a montagem, basta colocá-lo no estojo.
Uma nuance importante. Para que nosso dispositivo funcione, é necessário instalar um jumper no módulo de alta tensão.
Nós conectamos o menos da entrada com o menos da saída.
Mas não podemos controlar a alta tensão diretamente com o Arduino. Para fazer isso, fazemos o circuito de isolamento no transistor.
Soldamos com uma instalação articulada, isolamos com adesivo termofusível ou termorretrátil, para quem é mais conveniente.
No conector da saída de alta tensão positiva, instalamos um resistor de 10MΩ.
É aconselhável fazer os terminais para conectar o próprio tubo a partir de folhas de cobre.
Mas para testes, você pode corrigi-lo em reviravoltas. Observe a polaridade do tubo.
Instalamos a tela, conectamos com um loop com conectores.
Verifique muito bem o isolamento, a tela está localizada ao lado do módulo de alta tensão.
A montagem está pronta, instalamos toda a estrutura no alojamento.
Tudo está terminado, o dispositivo mostra uma radiação de fundo normal.
Links para componentes.
128 * 32 OLED
O contador Geiger foi apresentado a você pelo autor do projeto, Konstantin, workshop Como fazer.