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Un simple dosimètre à faire soi-même sur un Arduino Nano

Bonjour ma chérie les habitants de notre site!
Dans cet article, Konstantin, atelier pratique, montrera en détail comment fabriquer un dosimètre simple sur Arduino nano et SBM20 (STS-5).

Le dosimètre, par son principe de fonctionnement, est un appareil très simple.

Pour le construire, nous avons besoin de:

En fait, un appareil pour enregistrer les particules chargées, pour lequel nous utiliserons un tube Geiger.

Alimentation haute tension pour cela, avec une tension de sortie d'environ 400 V.
Dispositif d'indication, son ou lumière, qui signalera les pannes du combiné.

Dans le cas le plus simple, vous pouvez utiliser un haut-parleur comme indicateur.

Une particule chargée frappant le contre-mur en fait sortir des électrons.
Et dans le gaz dont le tube est rempli, une panne se produit. Pendant très peu de temps, le haut-parleur est alimenté par le combiné et il clique. Bien sûr, tout le monde conviendra que les clics ne sont pas le meilleur moyen d'obtenir des informations.

Les clics, bien sûr, pourront avertir d'une augmentation de l'arrière-plan, mais les compter avec un chronomètre pour obtenir des lectures précises est tout simplement une méthode obsolète.

Nous utiliserons les nouvelles technologies et les fixerons au combiné électronique cerveau avec un écran.


Passons à la pratique. L'électronique se présente sous la forme d'une carte nano Arduino.
Le programme est très simple, il compte le nombre de pannes de tubes pendant un certain intervalle de temps et affiche les données reçues à l'écran.

De plus, au moment de la panne, un symbole de rayonnement est affiché, ainsi qu'un indicateur de batterie.

La source d'alimentation de l'appareil est une batterie 18650.

Du fait que la carte Arduino est alimentée en 5V, un module avec convertisseur est installé.
Une carte de gestion de batterie est également installée pour rendre l'appareil entièrement autonome.

Les difficultés ont commencé lorsque l'auteur a commencé à résoudre le problème avec un convertisseur haute tension.
Il l'a fait à l'origine lui-même. Un transformateur a été enroulé sur un noyau de ferrite, à environ 600 tours du secondaire.

Le signal provenait du PWM intégré dans l'Arduino. Grâce à un transistor, cela fonctionne très bien.

L'auteur, cependant, je voulais rendre le design accessible à la répétition à n'importe qui, même un débutant.
Après un certain temps, Konstantin a trouvé des convertisseurs haute tension sur aliexpress.
Commençons à tester la version d'achat. Il a donné un maximum de 300 Volts, avec déjà déclaré 620.

Après avoir commandé un autre, il s'est avéré être de tailles différentes, malgré le fait que les précédents étaient indiqués dans la description.
Le dernier convertisseur était toujours en mesure de produire la tension requise de 400 V, le maximum était de 450, avec la valeur déclarée de 1200 V du fabricant.

Nous remodelons le boîtier pour une taille différente du convertisseur.

En fin de compte, nous obtenons une conception qui se compose presque entièrement de modules.

Boost Converter.

Carte de contrôle de charge de la batterie.

Module boost 5 volts.

Cerveau sous forme d'arduino nano.

L'affichage est de 128 x 64, mais au final, 128 x 32 pixels seront appliqués.


De plus, les transistors 2N3904, les résistances de 10MΩ et 10KΩ, un condensateur d'une capacité de 470pF sont nécessaires.


Interrupteur marche-arrêt.

Batterie, buzzer avec générateur intégré.

Et, bien sûr, l'élément principal est le compteur Geiger appliqué le modèle STS5.


Il peut être remplacé par un modèle similaire, le SBM20 et, en principe, un modèle similaire.
Lors du remplacement du compteur, il sera nécessaire de faire des ajustements au programme, selon la documentation du capteur.
Dans le compteur STS5 utilisé, le nombre de micro-roentgen par heure correspond au nombre de pannes dans le tube en 60 secondes.

Le boîtier, comme d'habitude, est imprimé sur une imprimante 3D.




Nous commençons à collecter.
La première étape consiste à régler la tension de sortie du convertisseur à l'aide d'une résistance d'ajustement.

Selon la documentation, pour STS5, c'est environ 410 volts.

Ensuite, nous connectons simplement tous les modules selon le schéma.

Le principe modulaire simplifie les circuits au minimum.
Lors de l'assemblage, il est souhaitable d'utiliser des fils rigides monofilaires, par exemple en paire torsadée.

Grâce à eux, l'ensemble de l'appareil est facile à assembler sur une table.

Après l'assemblage, il suffit de le mettre dans le boîtier.

Une nuance importante. Pour que notre appareil fonctionne, il est nécessaire d'installer un cavalier sur le module haute tension.

Nous connectons le moins de l'entrée avec le moins de la sortie.

Mais nous ne pouvons pas contrôler la haute tension directement avec l'Arduino. Pour ce faire, nous réalisons le circuit d'isolement sur le transistor.

Nous soudons avec une installation à charnière, isolons avec un adhésif thermofusible ou thermorétractable, pour qui c'est plus pratique.




Dans le connecteur de la sortie haute tension positive, nous installons une résistance de 10MΩ.




Il est conseillé de réaliser les bornes pour connecter le tube lui-même à partir d'une feuille de cuivre.



Mais pour les tests, vous pouvez le corriger sur des rebondissements. Observez la polarité du tube.
Nous installons l'écran, le connectons avec une boucle avec des connecteurs.




Vérifiez très bien l'isolation, l'écran est situé à côté du module haute tension.




Le montage est prêt, nous installons toute la structure dans le boîtier.


Tout est terminé, l'appareil affiche un rayonnement de fond normal.



Liens vers les composants.


128 * 32 OLED



Le compteur Geiger a été présenté pour vous par l'auteur du projet, Konstantin, How-todo workshop.

7.2
7.1
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87 commentaires
Citation: Sergei H.
L'écran peut s'allumer immédiatement après la mise sous tension, il se peut que ce ne soit pas le cas, mais principalement après la deuxième ou même la troisième fois. La tension sur l'arduino est de 5 volts après le convertisseur, la LED d'alimentation sur l'arduino est allumée. Ceci est sur batterie. Il n'y a pas de problème avec USB.
S'il n'y a pas de problème avec l'USB, mais avec la batterie, alors vous avez une alimentation mal organisée. Dessinez un diagramme de puissance d'Arduino.
Vous avez bien compris. Que voulez-vous dire par les mots "haut-parleurs à haute impédance"? Si leur résistance est de 32 ohms ou plus, dessouder le collecteur du transistor d'Arduino et allumer le haut-parleur dans l'espace entre le collecteur et cinq volts. Il devrait également cliquer.
L'alimentation est connectée correctement. Pas comme le schéma de l'auteur. Parlez-moi du transistor. Si je comprends bien, une impulsion va à la base du transistor pendant la panne et elle doit s'ouvrir complètement pour shunter gnd et pin2. J'entends des clics à travers des haut-parleurs à haute impédance, j'allume l'écart entre la base et sbm-20.
Encore une fois, je répète la question: comment l'alimentation est-elle connectée - correctement ou selon l'image de cet article?
Le transistor de ce circuit n'est pas une commande, mais une adaptation d'entrée.
Le schéma de l'auteur est mauvais principalement à cause de la consommation sauvage, l'indicateur de radioactivité doit être aussi économique que possible.
Dans les convertisseurs haute tension, souvent à faible courant, il est important de mesurer correctement la tension de sortie: il faut tenir compte de la résistance d'entrée du voltmètre.
En général, j'ai connecté le SBM-20. Un clic et tous les 1 μR / h. Le capteur est testé à 100%. Je vais faire un autre circuit pour le transistor de contrôle sur ct315. Tout de même, 2t3904 ne s'ouvre pas dans ce schéma. Les droits étaient Ivan Pohmelev.
J'ai un convertisseur 400 volts sur le MC34063. Le réglage est d'environ 200 à 500 volts. Le circuit est dans le magazine 2015 radio designer-12.
L'écran peut s'allumer immédiatement après la mise sous tension, il se peut que ce ne soit pas le cas, mais principalement après la deuxième ou même la troisième fois. La tension sur l'arduino est de 5 volts après le convertisseur, la LED d'alimentation sur l'arduino est allumée. Ceci est sur l'alimentation de la batterie. si le convertisseur est buggé, ou l'affichage.
Citation: Sergei H.
Connecté correctement.
Correctement ou à partir de l'image de cet article?
Citation: Sergei H.
Après la première mise sous tension, l'affichage ne s'allume pas, seulement après la seconde.
La troisième fois, vous décrivez le dysfonctionnement et à chaque fois d'une manière différente ((
Comment vraiment?
Connecté correctement Après la première mise sous tension, l'affichage ne s'allume pas, seulement après la seconde.
Dans l'image sur la nutrition, le délire est dessiné. Vous avez juste besoin de faire la bonne nourriture. Et c'est tout!
L'image de l'auteur est mousy. Lisez à propos de la connexion correcte d'un tel module (TP4056 + DW01). Et le module boost est absurdement dessiné. Comprenez et connectez correctement l'alimentation.
Citation: Subbota40
Quel genre de batterie?
La tension sur le port USB est de 5 V et, pour le lithium à une seule banque, de 3,7 V.
Peut-être dans ça?

La batterie est la même que celle de l'auteur 18650. Je fournis également de l'énergie via le convertisseur CC-CC, la sortie est de 5,12 volts. En passant, il y a une erreur sur le circuit, qui l'a remarqué. Je ne sais pas pourquoi l'arduino n'est pas puissant. Si vous retirez séparément l'alimentation de l'écran, puis l'allumez, l'affichage est également éteint.
Alimentez l'ensemble du circuit à partir d'une source de laboratoire. Et si, avec une tension de 5V, tout fonctionne bien, mais avec 3,7v, cela se produira une fois, alors il peut être utile de mettre un convertisseur boost dans le circuit.
Et donc, par curiosité, regardez les paramètres techniques des modules utilisés. En particulier, la plage de tension. Encore une fois, il existe un convertisseur d'impulsions haute tension - une source de bruit de haute qualité sur l'alimentation. Il est peu probable que les modules universels aient des filtres de puissance.
Je suis presque sûr que le problème est la nutrition.
Quel genre de batterie?
La tension sur le port USB est de 5 V et, pour le lithium à une seule banque, de 3,7 V.
Peut-être dans ça?
Citation: Sergei H.
Le firmware ne se charge pas, quelque part il y a une erreur.

Compris. Il n'y avait pas de bibliothèque Bounce2.h. Un autre problème est survenu. Lorsque l'alimentation est connectée à partir de la batterie, l'écran ne se charge pas toujours, mais il n'y a pas de problème d'alimentation USB, qu'est-ce qui pourrait être?
Le firmware ne se charge pas, quelque part il y a une erreur.
Il y a une nuance dans ces dosimètres. Il lui a fait face il y a longtemps. Indicateur également collecté sur SBM-20. Avec une sortie vers l'indicateur à cadran (~ 250mka). Et j'ai acheté un simple dosimètre-squeaker (sortie sonore) dans le magasin UT. En vue de l'utiliser pour la modification. Ces blancs de 5 ans ont échoué ... Puis il a commencé à collectionner - ça ne marche pas et c'est tout. Il s'est avéré que SBM-20 ne fonctionne pas déjà. Ils lui écrivent une durée de vie d'environ 20 ans.
Merci, je vais essayer de collectionner pour le plaisir.
Vraisemblablement, le mode INPUT_PULLUP est défini sur cette entrée, c'est-à-dire que la résistance de rappel interne est activée.
Si le fil noir selon le schéma est négatif (Gnd), s'il est vert, c'est l'entrée de l'arduino. Je ne comprends pas où le plus est tiré du transistor. De l'entrée à l'arduino?
D'Arduina. L'auteur n'a pas présenté les schémas, mais à partir de l'image, vous pouvez déterminer quelle est cette conclusion. Apparemment, une entrée numérique.
J'ai une question, et d'où vient l'alimentation du 2n3904?
Personne ne veut résoudre l'énigme, à l'exception d'une seule personne. ((
Concernant le fait que
à la sortie d'un convertisseur haute tension pas de condensateur.
Ce n'est pas le cas. En sortie du multiplicateur par rapport au fil commun, 3 condensateurs sont connectés en série. Malheureusement, nous ne connaissons pas leur capacité, mais ils le sont.
La raison ici est différente. Les Chinois ont considérablement embelli le courant de sortie de leur «miracle». D'où les nombreuses plaintes des acheteurs qui ne peuvent pas mettre en place la tension promise.
Sur les sites Web des vendeurs, les photos sont les mêmes, apparemment prises par le fabricant. Ils connectent une charge de 5,1 MΩ à une tension de 500 V, tandis que la consommation de courant passe de 120 mA au repos à 180 mA. Ils utilisent un dessin animé avec une impédance d'entrée de 10 MΩ, et l'auteur du produit en discussion a utilisé un appareil avec une impédance d'entrée de 1 MΩ. Par conséquent, en réalité, la sortie du multiplicateur n'est pas de 400 V, mais bien plus, au moins 600 V.
Et une telle consommation de courant sauvage rend impossible l'utilisation de l'appareil à sa destination. Un générateur de blocage conventionnel, utilisé dans le même but, a une consommation de courant de quelques milliampères.
L'affichage Arduino et OLED à gravure constante n'ajoutent pas non plus de rentabilité.
A en juger par la photo, la sortie du convertisseur haute tension pas de condensateur. Pour STS5 (SBM20), ils définissent généralement ~ 3nF x 630V. Et sans cela, des impulsions de plus de 400 V peuvent se glisser. Ils peuvent provoquer un voyage (pour le plus grand plaisir des Arduinistes)
Eh bien, en un mois, personne n'a deviné l'énigme, comment le transistor en silicium s'ouvrira-t-il à 0,4 V à la base?
Citation: nouvelle norme
Une question pour les connaisseurs quelles mesures et ce qui ne mesure pas ce dosimètre:

Eh bien, encore une fois dans Google avec Yandex interdit? )))
Tout d'abord, ce n'est pas un dosimètre.
Deuxièmement, il ne mesure pas.
Troisièmement, le dispositif est sensible aux rayonnements β et γ durs.
Une question pour les connaisseurs quelles mesures et ce qui ne mesure pas ce dosimètre:
Rayonnement 1-alpha;
Rayonnement 2-bêta;
Rayons 3-gamma;
Flux à 4 neutrons;
Flux de 5 neutrinos;
6 notes au soleil;
7-fixe des explosions nucléaires sur Terre et dans l'espace;
8 mesures comme une boussole, où Tchernobyl ou le "Phare" ...
Vous pouvez mesurer ou enregistrer le fond radioactif total avec une caméra vidéo sensible conventionnelle. Allumez l'appareil photo dans l'obscurité. Vous voyez des flashs individuels de pixels sur l'écran du moniteur, c'est de la radioactivité
Je m'excuse pour la stupide présentation de mes pensées! Je suis pour le plaisir. Lorsque je communique avec certains "spécialistes", je me sens parfois fier de mon éducation soviétique!
Citation: Korolev
Je n'ai pas besoin de pouvoir le faire moi-même,

Mais déjà savoir quelque chose doit!
Je ne parle pas du fait qu'il ne s'agit pas d'un "dosimètre" ni même d'un radiomètre, même s'il lui ressemble. Bien que ce soit un indicateur de radioactivité avec un mensonge dans l'affichage des informations.
Quelque part, j'ai lu la phrase: "Un bon spécialiste ne doit pas être capable de le faire lui-même, il doit pouvoir en enseigner un autre!"
Bien que les schémas des circuits sur les photos me touchent aussi ...
J'ai flatté un peu les Arduinistes. )) Surtout dans de tels "diagrammes-dessins", je suis touché par l'image des transistors et des diodes avec des images, ce qui rend très difficile de comprendre ce qu'ils essayaient de transmettre.
Ici, l'auteur, bien sûr, est plutôt faible en électronique, pour le moins. Et le revendeur ne le sait même pas.Et après tout, ils s'engagent à enseigner aux autres! ((
Il n'y a pas de schéma de périphérique dans cette publication. Il y a un tas de photos, plus une image floue de connexion des planches avec des lignes colorées.
Eh bien, quelqu'un a-t-il deviné une énigme sur la façon dont le transistor s'ouvre?
Je vais vous laisser entendre: le capteur de l'auteur est dans un mode inacceptable.))
Et je pense que quelque part je l'ai déjà vu.
BRICOLAGE ARDUINO GEIGER COUNTER
Regardez de plus près - l'unité de mesure n'en vaut pas la peine.
Et au fait, quels sont les résultats de la vérification du fonctionnement de l'appareil? Comment a-t-il été vérifié? A quel niveau est l'inclusion d'un tweeter?
Il est dommage que la liste du programme ne soit pas présentée.
Également requis .... résistances 10MΩ et 10KΩ,
Un diviseur de 1: 1000 donnera 0,4 V basé sur le transistor. La façon dont il s'ouvrira est un mystère. ((
Le boîtier, comme d'habitude, est imprimé sur une imprimante 3D.
Il n'est pas clair pourquoi le gril est fabriqué dans le compartiment du capteur. Pour collecter la poussière et la saleté? )))
Dans le schéma en bas à droite, la connexion du module de charge et du module boost est inversée. ((
Mais nous ne pouvons pas contrôler la haute tension directement avec Arduino. Pour ce faire, nous réalisons le circuit d'isolement sur le transistor.
Eh bien, dis-moi honnêtementà proposLes gens, comment allez-vous "gérer la haute tension"? )))

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