Licznik Geigera miernika PKE: 7 kroków (ze zdjęciami)

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

Od dawna chciałem zbudować licznik Geigera, aby uzupełnić moją chłodzoną Peltiera komorę chmurową. Posiadanie licznika Geigera nie ma (miejmy nadzieję) zbyt wielkiego pożytku, ale po prostu uwielbiam stare rosyjskie rurki i pomyślałem, że byłoby fajnie zbudować taki licznik. Potem natknąłem się na zgrabny instruktaż How-ToDo i pomyślałem o przebudowaniu go z pewnymi ulepszeniami (np. większa tuba). Po zdobyciu całej elektroniki i okablowaniu przyszedł czas na zaprojektowanie odpowiedniej obudowy. Kiedy pokazałem licznik znajomemu powiedział, że powinienem sprawić, by obudowa wyglądała jak miernik PKE z filmów o pogromcach duchów z lat 80-tych. Nie zajęło mi dużo czasu, aby przekonać mnie, że to świetny pomysł, który wyróżniałby go spośród innych konstrukcji licznika Geigera.

Jak widać na filmie, licznik reaguje na radioaktywność słyszalnymi kliknięciami brzęczyka piezoelektrycznego. Ponadto skrzydła rozkładają się, gdy tempo zliczania wzrasta, a diody LED będą migać szybciej. Posiada również wyświetlacz pokazujący szybkość zliczania i obliczoną dawkę promieniowania.

Kieszonkowe dzieci

Projekt został zbudowany przy użyciu następujących komponentów

Rurka Geigera SBM-20 (np. ebay.de)

Można kupić wiele starych rurek Geigera z krajów postsowieckich, takich jak Rumunia i Ukraina. Na początku kupiłem dużą tubę SBM-19, która nawet była w oryginalnym opakowaniu, jak pokazano na powyższym zdjęciu. Do ostatecznej budowy potrzebowałem jednak mniejszej tuby, więc kupiłem SBM-20, który został zapakowany w ukraińską gazetę i zawierał kupon rabatowy na wycieczkę po Czarnobylu;-)

Wyświetlacz OLED, 0,96", 128x64 (np. ebay.de)

Na zdjęciu większy wyświetlacz LCD 1,8 , który planuję wykorzystać w innym projekcie

• Arduino Nano (np. ebay.de)
• Pasywny brzęczyk piezoelektryczny (np. ebay.de)
• Moduł podwyższający napięcie 5–12 V do 300–1200 V (np. ebay.de)

Generuje to napięcie 400 V niezbędne do działania lampy Geigera

Moduł podwyższający 0,9 - 5 V do 5 V (np. ebay.de)

Ponieważ prąd pobierany z lampy jest znikomy, moduł musi być w stanie dostarczyć tylko ~100 mA dla Arduino i wyświetlacza.

Moduł ładowarki LiPo/Li ion (np. ebay.de)

Upewnij się, że masz ten z zabezpieczeniem przed rozładowaniem, który ma oddzielne styki 'B+/-' i 'Out+/-'

Akumulator litowo-jonowy 18650 (np. ebay.de)

Wolę markowe, takie jak LG, ponieważ nie ufam baterii, której nazwa zawiera słowo „ogień”.

• 18650 uchwyt baterii (np. ebay.de)
• Zaciski bezpiecznikowe 6,3 mm (np. conrad.de)

Służą do trzymania rurki, więc nie musisz jej bezpośrednio lutować

• Rezystor 10 KOhm (np. conrad.de)
• Rezystor 5-10 MOhm (np. conrad.de)
• Kondensator 470 pF (np. conrad.de)
• Tranzystor NPN 2N3904 (np. conrad.de)
• przełącznik suwakowy (np. amazon.de)
• Mikro serwo SG90 (np. ebay.de)
• 14 szt. diod LED 3mm, żółte (np. conrad.de)
• 6 szt. wkręt samogwintujący M2.2x6.5 (np. conrad.de)

Dodatkowo do obudowy użyłem czarnej i srebrnej farby akrylowej. Również epoksyd i podkład do wygładzania wydruku 3D. Jak do każdego porządnego projektu będziesz potrzebować dużo gorącego kleju, trochę drutu i lutownicy.

Krok 1: Części drukowane w 3D

Na początku chciałem wykorzystać projekt miernika PKE autorstwa hobbymana, ale w końcu łatwiej było po prostu zrobić własny model CAD od podstaw, chociaż skopiowałem hobbystyczny mechanizm poruszania skrzydłami. Model został zaprojektowany na podstawie zdjęć zabawki miernika PKE firmy Mattel, a w załączeniu znajdują się pliki stl. Po wydrukowaniu 3D pokryłem części żywicą epoksydową, aby wygładzić powierzchnię. Dodatkowo rękojeść i korpus obudowy sklejono za pomocą szpachli epoksydowej. Po powleczeniu epoksydowym części zostały przeszlifowane, a następnie spryskane podkładem i pomalowane na czarno i srebrno. Niestety nie udało mi się uzyskać całkowicie gładkiej powierzchni, szczególnie górna część korpusu obudowy ma jeszcze kilka widocznych warstw.

Krok 2: Kalibracja serwa

"loading="lazy" ładowanie kodu do arduino, należy wpisać min i max pozycje serwomechanizmu, które zostały wcześniej ustalone. Kod wykorzystuje przerwania do wykrycia impulsu geigera i klika brzęczyk piezo. Podsumowuje również zlicza przez czas całkowania 1 s, a następnie oblicza średnią ruchomą z 5 pomiarów. Z tego obliczana jest szybkość zliczania w cpm i przeliczana na dawkę promieniowania w µSv/h zgodnie ze współczynnikiem konwersji z tej strony internetowej. tempo, diody LED będą migać szybciej, skrzydełka się rozłożą, a na wyświetlaczu pokazywana jest szybkość zliczania i dawka promieniowania oraz aktualne napięcie baterii.

Przetestowałem obwód przy użyciu małego kawałka blendy smolistej (tlenku uranu), którego również użyłem w moim projekcie Cloud Chamber.

Krok 6: Montaż elektroniki

Po pomyślnym przetestowaniu obwodu wszystkie elementy zostały zamontowane w obudowie i przymocowane gorącym klejem. Kable pod skrzydłami zostały zabezpieczone gorącym klejem, aby nie blokowały ruchu. Dodatkowo pomiędzy zaciskiem bezpiecznika a ujemnym biegunem oprawki baterii umieszczono mały kawałek taśmy izolacyjnej, ponieważ były one bardzo blisko siebie.

Krok 7: Gotowy projekt

Po zamontowaniu wszystkich elementów obudowę zamknięto za pomocą śrub M2.2x6.5. Ponieważ skrzydełka były zbyt mocno wciśnięte, musiałem jeszcze trochę szlifować, aby mieć pewność, że mogą się swobodnie poruszać. Niestety, uchwyty śrub w uchwycie pękły podczas montażu, więc użyłem gorącego kleju, aby górna i dolna połowa trzymały się razem.

Film pokazuje, że licznik Geigera reaguje na dość duży kawałek blendy, którą trzymałem w piwnicy.

Drugie miejsce w konkursie Fandom