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Um dosímetro simples faça você mesmo em um Nano Arduino

Bom dia querida os habitantes do nosso site!
Neste artigo, a Konstantin, oficina de instruções, mostrará em detalhes como fazer um dosímetro simples em 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 na forma de 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.

7.2
7.1
7.7

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87 comentários
Citação: Sergei H.
A tela pode acender imediatamente após a energia ser aplicada, pode não, mas principalmente após a segunda ou até a terceira vez. A tensão no arduino é de 5 volts após o conversor, o LED de energia no arduino está aceso. Isso está ligado à energia da bateria. Não há problema com o usb.
Se não houver problemas com o USB, mas com a bateria, você organizou incorretamente a energia. Desenhe um diagrama de energia do Arduino.
Você acertou. O que você quer dizer com as palavras "alto-falantes de alta impedância"? Se a resistência for igual ou superior a 32 ohms, retire o coletor do transistor do Arduino e ligue o alto-falante no espaço entre o coletor e os cinco volts. Deve clicar também.
A energia está conectada corretamente. Não é como o diagrama do autor. Conte-me sobre o transistor. Pelo que entendi, um pulso vai para a base do transistor durante o colapso e deve abrir completamente para shunt gnd e pin 2. Ouço cliques através de alto-falantes de alta impedância, ligo o espaço entre a base e sbm-20.
Mais uma vez repito a pergunta: como a energia está conectada - corretamente ou de acordo com a figura deste artigo?
O transistor neste circuito não é um controle, mas uma entrada correspondente.
O esquema do autor é ruim principalmente por causa do consumo selvagem, o indicador de radioatividade deve ser o mais econômico possível.
Nos conversores de alta tensão, geralmente de baixa corrente, é importante medir corretamente a tensão de saída: é necessário levar em consideração a resistência de entrada do voltímetro.
Em geral, conectei o SBM-20. Um clique e todos os 1 μR / h.O sensor é 100% testado.Farei outro circuito para o transistor de controle no ct315. Mesmo assim, o 2t3904 não abre nesse esquema, os direitos eram Ivan Pohmelev.
Eu tenho um conversor de 400 volts no MC34063. O ajuste é de cerca de 200 a 500 volts. O circuito está na revista 2015 radio designer-12.
A tela pode acender imediatamente após a energia ser aplicada, pode não acender, mas principalmente após a segunda ou até a terceira vez. A tensão no arduino é de 5 volts após o conversor, o LED de energia no arduino está aceso. Isso está ligado à energia da bateria. Não há problema com o usb. se o conversor está com defeito ou a tela.
Citação: Sergei H.
Conectado corretamente.
Corretamente ou a partir da figura neste artigo?
Citação: Sergei H.
Após a primeira inicialização, a tela não acende, somente após a segunda.
Na terceira vez em que você descreve o mau funcionamento, cada vez é diferente.
Como realmente?
Conectado corretamente Após a primeira inicialização, a tela não acende somente após a segunda.
Na imagem sobre nutrição, delirium é desenhado. Você só precisa fazer a comida certa. E é isso aí!
A imagem do autor é sombria. Leia sobre a conexão correta desse módulo (TP4056 + DW01). E o módulo de impulso é absurdamente desenhado. Entenda e conecte a energia corretamente.
Citação: Subbota40
Que tipo de bateria?
A voltagem na porta USB é de 5v, e para o lítio de banco único - 3,7v.
Talvez nisso?

A bateria é igual à do 18650 do autor. Eu também forneço energia através do conversor dc-dc, a saída é de 5,12 volts. A propósito, há um erro no circuito, que notou. Eu não sei por que o arduino não é forte. o visor também está desligado.
Alimente todo o circuito a partir de uma fonte de laboratório. E se, com uma tensão de 5V, tudo funcionar bem, mas com 3,7v acontecerá uma vez, pode valer a pena colocar um conversor de impulso no circuito.
E, por curiosidade, observe os parâmetros técnicos dos módulos utilizados. Em particular, a faixa de tensão. Novamente, há um conversor de pulso de alta tensão - uma fonte de ruído de alta qualidade na energia. É improvável que os módulos universais possuam filtros de energia.
Tenho certeza de que o problema é nutrição.
Que tipo de bateria?
A voltagem na porta USB é de 5v, e para o lítio de banco único - 3,7v.
Talvez nisso?
Citação: Sergei H.
O firmware não carrega, em algum lugar há um erro.

Entendido. Não havia biblioteca Bounce2.h Outro problema foi descoberto.Quando a energia é conectada pela bateria, o monitor nem sempre carrega, mas não há problema com a energia USB, o que poderia ser?
O firmware não carrega, em algum lugar há um erro.
Há uma nuance nesses dosímetros. Enfrentou-o há muito tempo. Indicador também coletado no SBM-20. Com uma saída para o indicador de discagem (~ 250mka). E comprei um dosímetro-squeaker simples (saída de som) na loja UT. Com vista a usar para alteração. Esses espaços em branco de 5 anos falharam ... Então ele começou a colecionar - não funciona e é tudo. Verificou-se que o SBM-20 ainda não está funcionando. Eles escrevem para ela uma vida útil de aproximadamente 20 anos.
Obrigado. Vou tentar coletar por diversão.
Presumivelmente, o modo INPUT_PULLUP está definido nesta entrada, ou seja, o resistor de pull-up interno está ativado.
Se o fio preto de acordo com o esquema for negativo (Gnd), se verde, essa é a entrada do arduino. Eu não entendo onde o sinal de mais é retirado do transistor. Da entrada para o arduino?
De Arduina. O autor não apresentou os esquemas, mas a partir da figura você pode determinar qual é essa conclusão. Aparentemente, uma entrada digital.
Eu tenho uma pergunta, além de onde é que a energia do 2n3904 vai?
Não há pessoas que desejam resolver o enigma, exceto uma pessoa. ((
Em relação ao fato de que
na saída de um conversor de alta tensão sem capacitor.
Isto não é verdade. Na saída do multiplicador em relação ao fio comum, 3 capacitores são conectados em série. Infelizmente, não sabemos sua capacidade, mas são.
A razão aqui é diferente. Os chineses embelezaram significativamente a corrente de saída de seu "milagre". Daí as numerosas reclamações dos compradores de que eles não podem suportar a tensão prometida.
Nos sites dos vendedores, as fotos são as mesmas, aparentemente tiradas do fabricante. Eles conectam uma carga de 5,1 MΩ a uma tensão de 500 V, enquanto o consumo de corrente aumenta de 120 mA em marcha lenta para 180 mA. Eles usam um desenho animado com uma impedância de entrada de 10 MΩ e o autor do produto em discussão usou um dispositivo com uma impedância de entrada de 1 MΩ. Portanto, na realidade, a saída do multiplicador não é 400 V, mas muito mais, pelo menos 600 V.
E esse consumo de corrente selvagem torna impossível usar o dispositivo para a finalidade a que se destina. Um gerador de bloqueio convencional, usado para a mesma finalidade, tem um consumo atual de alguns miliamperes.
O Arduino e o display OLED em constante queima também não aumentam a lucratividade.
A julgar pela foto, a saída do conversor de alta tensão sem capacitor. Para STS5 (SBM20), eles geralmente configuram ~ 3nF x 630V. E sem ele, pulsos de mais de 400v podem se arrastar. Eles podem causar uma viagem (para deleite dos arduinistas)
Bem, em um mês ninguém adivinhou o enigma, como o transistor de silício será aberto a 0,4 V na base?
Citação: Novo Padrão
Uma pergunta para os especialistas que mede e o que não mede esse dosímetro:

Bem, novamente no Google com Yandex banido? )))
Em primeiro lugar, este não é um dosímetro.
Em segundo lugar, não mede.
Em terceiro lugar, o dispositivo tem sensibilidade à radiação β e γ.
Uma pergunta para os especialistas que mede e o que não mede esse dosímetro:
Radiação 1-alfa;
Radiação 2-beta;
Raios gama 3;
Fluxos de 4 nêutrons;
Fluxos de 5-neutrinos;
6 notas ao sol;
7-corrige explosões nucleares na Terra e no espaço;
8 medidas como uma bússola, onde Chernobyl ou o "Farol" ...
Você pode medir ou gravar o fundo radioativo total com uma câmera de vídeo sensível convencional. Ligue a câmera no escuro. Você vê flashes individuais de pixels na tela do monitor, isto é radioatividade
Peço desculpas pela apresentação estúpida dos meus pensamentos! Eu sou por diversão. Ao me comunicar com alguns "especialistas", às vezes sinto orgulho da minha educação soviética!
Citação: Korolev
Eu não preciso ser capaz de fazer isso sozinho,

Mas ja sabe alguma coisa deve!
Fico em silêncio sobre o fato de que este não é um "dosímetro" e nem mesmo um radiômetro, embora se assemelhe a ele. Embora este seja um indicador de radioatividade com uma mentira na exibição de informações.
Em algum lugar, li a frase: "Um bom especialista não precisa ser capaz de fazer isso sozinho, ele deve ser capaz de ensinar outro!"
Embora os diagramas de circuito nas fotos também me tocem ...
Lisonjeei os arduinistas um pouco. )) Especialmente nesses "diagramas-desenhos", sou tocada pela imagem de transistores e diodos com figuras, o que torna muito difícil entender o que eles estavam tentando transmitir.
Aqui o autor, é claro, é bastante fraco em eletrônica, para dizer o mínimo. E o revendedor nem sabe disso.E afinal eles se comprometem a ensinar aos outros! ((
Não há esquema de dispositivo nesta publicação. Há um monte de fotos, além de uma imagem distorcida de conectar as placas com linhas coloridas.
Bem, alguém adivinhou um enigma sobre como o transistor se abre?
Vou sugerir: o sensor do autor está em um modo inaceitável.))
E acho que em algum lugar já vi.
CONTADOR DE GEIGER ARDUINO DIY
Dê uma olhada - a unidade de medida não vale a pena.
E, a propósito, quais são os resultados da verificação do funcionamento do dispositivo? Como foi verificado? Em que nível está a inclusão de um tweeter?
É uma pena que a lista do programa não seja apresentada.
Também é necessário .... resistores de 10MΩ e 10KΩ,
Um divisor de 1: 1000 dará 0,4 V. Com base no transistor, a abertura do mesmo é um mistério. ((
O estojo, como sempre, é impresso em uma impressora 3D.
Não está claro por que a grade é feita no compartimento do sensor. Para coletar poeira e sujeira? )))
No diagrama no canto inferior direito, a conexão do módulo de carregamento e do módulo auxiliar é invertida. ((
Mas não podemos controlar a alta tensão diretamente com Arduino. Para fazer isso, fazemos o circuito de isolamento no transistor.
Bem, me diga honestamentesobreGente, como você vai "gerenciar alta tensão"? )))

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