Nowy i ulepszony licznik Geigera - teraz z WiFi!: 4 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

To jest zaktualizowana wersja mojego licznika Geigera z tego Instructable. Był dość popularny i otrzymałem wiele opinii od osób zainteresowanych jego budową, więc oto sequel:

KG-20. Licznik Geigera, dozymetr i stacja monitorowania promieniowania w jednym! Teraz o 50% mniej gruba i z mnóstwem nowych funkcji oprogramowania! Napisałem nawet tę instrukcję obsługi, aby wyglądała bardziej jak prawdziwy produkt. Oto lista głównych funkcji tego nowego urządzenia:

• Sterowany ekranem dotykowym, intuicyjny GUI
• Wyświetla liczbę na minutę, aktualną dawkę i skumulowaną dawkę na ekranie głównym
• Wrażliwa i niezawodna tuba Geigera-Mullera SBM-20
• Zmienny czas integracji dla uśredniania mocy dawki
• Tryb zliczania czasowego do pomiaru małych dawek
• Wybierz między siwertami i remami jako jednostkami wyświetlanej mocy dawki
• Próg alertu regulowany przez użytkownika
• Regulowana kalibracja w celu powiązania CPM z szybkością dawki dla różnych izotopów
• Dźwiękowy pilot i wskaźnik LED włączane i wyłączane z ekranu głównego
• Rejestrowanie danych offline
• Wysyłaj zbiorczo zarejestrowane dane do usługi w chmurze (ThingSpeak) w celu tworzenia wykresów, analizowania i/lub zapisywania na komputerze
• Tryb stacji monitorującej: urządzenie pozostaje połączone z Wi-Fi i regularnie przesyła poziom promieniowania otoczenia do kanału ThingSpeak
• Akumulator LiPo 2000 mAh z 16-godzinnym czasem pracy, port ładowania micro USB
• Nie wymaga programowania od użytkownika końcowego, konfiguracja WiFi obsługiwana przez GUI.

Zapoznaj się z instrukcją obsługi, korzystając z powyższego łącza, aby poznać funkcje oprogramowania i nawigację w interfejsie użytkownika.

Krok 1: Pliki projektowe i inne linki

Wszystkie pliki projektowe, w tym kod, Gerbers, STL, SolidWorks Assembly, Circuit Schematic, Bill of Materials, User Manual i Build Guide można znaleźć na mojej stronie GitHub dla projektu.

Należy pamiętać, że jest to dość pracochłonny i czasochłonny projekt i wymaga pewnej znajomości programowania w Arduino oraz umiejętności lutowania SMD.

Na stronie mojego portfolio znajduje się strona informacyjna na ten temat, a także bezpośredni link do przewodnika po kompilacji, który stworzyłem tutaj.

Krok 2: Potrzebne części i sprzęt

Schemat obwodu zawiera etykiety części dla wszystkich dyskretnych komponentów elektronicznych używanych w tym projekcie. Kupiłem te komponenty od LCSC, więc wprowadzenie tych numerów części w pasku wyszukiwania LCSC pokaże dokładnie potrzebne komponenty. Dokument przewodnika po kompilacji zawiera więcej szczegółów, ale podsumuję tutaj informacje.

AKTUALIZACJA: Dodałem arkusz Excela listy zamówień LCSC do strony GitHub.

Większość używanych części elektronicznych to SMD, co zostało wybrane w celu zaoszczędzenia miejsca. Wszystkie elementy pasywne (rezystory, kondensatory) zajmują powierzchnię 1206 i są tam tranzystory SOT-23, diody SMAF i SOT-89 LDO oraz timer SOIC-8 555. Dla cewki indukcyjnej, przełącznika i brzęczyka wykonano niestandardowe ślady. Jak wspomniano powyżej, numery produktów dla wszystkich tych komponentów są oznaczone na schemacie, a wyższej jakości wersja schematu PDF jest dostępna na stronie GitHub.

Poniżej znajduje się lista wszystkich komponentów użytych do wykonania pełnego montażu, NIE WŁĄCZAJĄC dyskretnych komponentów elektronicznych, które mają być zamawiane w LCSC lub podobnego dostawcy.

• PCB: Zamów u dowolnego producenta za pomocą plików Gerber znalezionych w moim serwisie GitHub
• WEMOS D1 Mini lub klon (Amazon)
• 2,8-calowy ekran dotykowy SPI (Amazonka)
• Rura Geigera SBM-20 ze zdjętymi końcówkami (wielu dostawców online)
• Płytka ładowarki LiPo 3,7 V (Amazon)
• Akumulator Turnigy 3,7 V 1S 1C LiPo (49 x 34 x 10mm) ze złączem JST-PH (HobbyKing)
• Śruby z łbem stożkowym M3 x 22 mm (McMaster Carr)
• Śruby z łbem sześciokątnym M3 x 8 mm (Amazon)
• Mosiężna wkładka gwintowana M3 (Amazon)
• Przewodząca taśma miedziana (Amazon)

Oprócz powyższych części inne różne części, sprzęt i materiały eksploatacyjne to:

• Lutownica
• Stacja lutownicza na gorące powietrze (opcja)
• Piekarnik do tostera do ponownego rozpływu SMD (opcjonalnie, zrób to lub stację gorącego powietrza)
• Drut lutowniczy
• Pasta lutownicza
• Szablon (opcjonalnie)
• drukarka 3d
• Włókno PLA
• Skrętka w izolacji silikonowej o grubości 22 mm
• Klucze sześciokątne

Krok 3: Etapy montażu

1. Najpierw przylutuj wszystkie elementy SMD do płytki drukowanej, używając preferowanej metody

2. Przylutuj płytkę ładowarki do podkładek w stylu SMD

3. Lutowane przewody męskie do płyty D1 Mini i do dolnych padów płyty LCD

4. Przylutuj płytkę D1 Mini do PCB

5. Odetnij wszystkie wystające przewody z D1 Mini po drugiej stronie

6. Wyjmij czytnik kart SD z wyświetlacza LCD. Będzie to kolidować z innymi komponentami na płytce drukowanej. Służy do tego frez do przepłukiwania

7. Przylutuj elementy przewlekane (złącze JST, LED)

8. Przylutuj płytkę LCD do PCB NA KOŃCU. Po tym nie będziesz mógł odlutować D1 Mini

9. Odetnij dolne wystające męskie przewody z płyty LCD po drugiej stronie PCB

10. Odetnij dwa kawałki skręconego drutu o długości około 8 cm (3 cale) każdy i zdejmij końce

11. Przylutuj jeden z przewodów do anody (pręta) lampy SBM-20

12. Użyj taśmy miedzianej, aby przymocować drugi przewód do korpusu tuby SBM-20

13. Cynuj i przylutuj pozostałe końce przewodów do podkładek przelotowych na płytce drukowanej. Upewnij się, że polaryzacja jest prawidłowa.

14. Prześlij kod do D1 mini za pomocą preferowanego IDE; Używam VS Code z PlatformIO. Jeśli pobierzesz moją stronę GitHub, powinna działać bez konieczności wprowadzania jakichkolwiek zmian

15. Podłącz baterię do złącza JST i włącz, aby sprawdzić, czy działa!

16. Wydrukuj obudowę i okładkę w 3D

17. Przymocuj mosiężne wkładki gwintowane do sześciu otworów w obudowie za pomocą lutownicy

18. Zainstaluj zmontowaną płytkę PCB w obudowie i zabezpiecz 3 śrubami 8mm. Dwa na górze i jeden na dole

19. Umieść rurkę Geigera na pustej stronie PCB (w kierunku grilla) i zabezpiecz taśmą maskującą.

20. Włóż baterię od góry, siedząc nad elementami SMD. Poprowadź przewody do szczeliny w dolnej części obudowy. Zabezpiecz taśmą maskującą.

21. Zamontuj pokrywę za pomocą trzech wkrętów z łbem stożkowym 22 mm. Gotowe!

Napięcie do lampy Geigera można regulować za pomocą rezystora zmiennego (R5), ale odkryłem, że pozostawienie potencjometru w domyślnej pozycji środkowej daje nieco ponad 400 V, co jest idealne dla naszej lampy Geigera. Wyjście wysokiego napięcia można przetestować za pomocą sondy o wysokiej impedancji lub budując dzielnik napięcia o całkowitej impedancji co najmniej 100 MOhm.

Krok 4: Wniosek

W moich testach wszystkie funkcje działają idealnie w trzech wykonanych przeze mnie egzemplarzach, więc myślę, że będzie to dość powtarzalne. Opublikuj swoją kompilację, jeśli w końcu to zrobisz!

Ponadto jest to projekt open-source, więc chciałbym zobaczyć zmiany i ulepszenia wprowadzone przez innych! Jestem pewien, że jest wiele sposobów, aby to poprawić. Jestem studentem inżynierii mechanicznej i daleko mi do eksperta w dziedzinie elektroniki i kodowania; to dopiero zaczęło się jako projekt hobby, więc mam nadzieję na więcej opinii i sposobów, aby to ulepszyć!

AKTUALIZACJA: Sprzedaję kilka z nich na Tindie. Jeśli chcesz go kupić zamiast budować go samodzielnie, możesz go znaleźć w moim sklepie Tindie na sprzedaż tutaj!