Neuer und verbesserter Geigerzähler - jetzt mit WLAN! - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Dies ist eine aktualisierte Version meines Geigerzählers von diesem Instructable. Es war sehr beliebt und ich erhielt eine Menge Feedback von Leuten, die daran interessiert waren, es zu bauen, also hier ist die Fortsetzung:

Der GC-20. Geigerzähler, Dosimeter und Strahlungsmessstation in einem! Jetzt 50 % weniger dick und mit vielen neuen Softwarefunktionen! Ich habe sogar dieses Benutzerhandbuch geschrieben, damit es eher wie ein echtes Produkt aussieht. Hier ist eine Liste der Hauptfunktionen dieses neuen Geräts:

• Touchscreen-gesteuerte, intuitive Benutzeroberfläche
• Zeigt die Anzahl pro Minute, die aktuelle Dosis und die akkumulierte Dosis auf dem Startbildschirm an
• Empfindliches und zuverlässiges SBM-20 Geiger-Müller-Rohr
• Variable Integrationszeit zur Mittelung der Dosisleistung
• Zeitgesteuerter Zählmodus zum Messen niedriger Dosen
• Wählen Sie zwischen Sieverts und Rems als Einheiten für die angezeigte Dosisleistung
• Vom Benutzer einstellbarer Alarmschwellenwert
• Einstellbare Kalibrierung, um CPM mit Dosisleistung für verschiedene Isotope in Beziehung zu setzen

• Hörbarer Klicker und LED-Anzeige auf dem Startbildschirm ein- und ausgeschaltet

• Offline-Datenprotokollierung
• Posten Sie protokollierte Massendaten an den Cloud-Dienst (ThingSpeak), um sie grafisch zu analysieren, zu analysieren und/oder auf dem Computer zu speichern
• Überwachungsstation-Modus: Das Gerät bleibt mit dem WLAN verbunden und sendet regelmäßig den Umgebungsstrahlungspegel an den ThingSpeak-Kanal
• 2000 mAh wiederaufladbarer LiPo-Akku mit 16 Stunden Laufzeit, Micro-USB-Ladeanschluss
• Keine Programmierung durch den Endbenutzer erforderlich, WiFi-Setup über die GUI.

Bitte lesen Sie das Benutzerhandbuch über den obigen Link, um die Softwarefunktionen und die UI-Navigation zu erkunden.

Schritt 1: Designdateien und andere Links

Alle Designdateien, einschließlich Code, Gerbers, STLs, SolidWorks Assembly, Circuit Schematic, Bill of Materials, User Manual und Build Guide, finden Sie auf meiner GitHub-Seite für das Projekt.

Bitte beachten Sie, dass dies ein ziemlich kompliziertes und zeitaufwändiges Projekt ist und einige Kenntnisse in der Programmierung in Arduino sowie Kenntnisse im SMD-Löten erfordert.

Es gibt eine Informationsseite dazu auf meiner Portfolio-Website hier, und Sie finden auch einen direkten Link zu der Build-Anleitung, die ich hier zusammengestellt habe.

Schritt 2: Benötigte Teile und Ausrüstung

Der Schaltplan enthält Teileetiketten für alle in diesem Projekt verwendeten diskreten elektronischen Komponenten. Ich habe diese Komponenten von LCSC gekauft. Wenn Sie diese Teilenummern in die LCSC-Suchleiste eingeben, werden die genau benötigten Komponenten angezeigt. Das Build-Guide-Dokument geht ins Detail, aber ich werde die Informationen hier zusammenfassen.

UPDATE: Ich habe der GitHub-Seite ein Excel-Blatt der LCSC-Bestellliste hinzugefügt.

Die meisten der verwendeten elektronischen Teile sind SMD, und dies wurde gewählt, um Platz zu sparen. Alle passiven Komponenten (Widerstände, Kondensatoren) haben eine Grundfläche von 1206, und es gibt einige SOT-23-Transistoren, SMAF-Dioden und SOT-89-LDO sowie einen SOIC-8 555-Timer. Für den Induktor, den Schalter und den Summer gibt es benutzerdefinierte Fußabdrücke. Wie oben erwähnt, sind die Produktnummern für alle diese Komponenten auf dem Schaltplan gekennzeichnet, und eine höherwertige PDF-Version des Schaltplans ist auf der GitHub-Seite verfügbar.

Im Folgenden finden Sie eine Liste aller Komponenten, die zur Herstellung der vollständigen Baugruppe verwendet werden, NICHT einschließlich der diskreten elektronischen Komponenten, die bei LCSC oder einem ähnlichen Lieferanten bestellt werden müssen.

• PCB: Bestellung von jedem Hersteller mit Gerber-Dateien in meinem GitHub
• WEMOS D1 Mini oder Klon (Amazon)
• 2,8" SPI-Touchscreen (Amazon)
• SBM-20 Geigerrohr mit abgezogenen Enden (viele Anbieter online)
• 3,7 V LiPo-Ladeplatine (Amazon)
• Turnigy 3,7 V 1S 1C LiPo Akku (49 x 34 x 10mm) mit JST-PH Anschluss (HobbyKing)
• M3 x 22 mm Senkkopfschrauben (McMaster Carr)
• M3 x 8 mm Sechskant-Maschinenschrauben (Amazon)
• M3 Messing-Gewindeeinsatz (Amazon)
• Leitfähiges Kupferband (Amazon)

Zusätzlich zu den oben genannten Teilen sind weitere sonstige Teile, Ausrüstungen und Verbrauchsmaterialien:

• Lötkolben
• Heißluft-Lötstation (optional)
• Toasterofen für SMD-Reflow (optional, entweder dies oder die Heißluftstation)
• Lötdraht
• Lötpaste
• Schablone (optional)
• 3D Drucker
• PLA-Filament
• Silikonisolierter Litzendraht 22 Gauge
• Sechskantschlüssel

Schritt 3: Montageschritte

1. Löten Sie zuerst alle SMD-Komponenten mit Ihrer bevorzugten Methode auf die Leiterplatte

2. Löten Sie die Batterieladeplatine an die Pads im SMD-Stil

3. Lötstecker führt zur D1 Mini-Platine und zu den unteren Pads der LCD-Platine

4. Löten Sie die D1 Mini-Platine auf die Platine

5. Schneiden Sie alle überstehenden Kabel vom D1 Mini auf der anderen Seite ab

6. Entfernen Sie den SD-Kartenleser vom LCD-Display. Dies wird andere Komponenten auf der Leiterplatte stören. Dafür eignet sich ein Bündigschneider

7. Durchlöten von Komponenten (JST-Stecker, LED)

8. Löten Sie die LCD-Platine AM ENDE auf die Platine. Sie können den D1 Mini danach nicht mehr entlöten

9. Schneiden Sie die an der Unterseite hervorstehenden männlichen Kabel von der LCD-Platine auf der anderen Seite der Platine ab

10. Schneiden Sie zwei ca. 8 cm lange Stücke Litze ab und streifen Sie die Enden ab

11. Löten Sie einen der Drähte an die Anode (Stab) der SBM-20-Röhre

12. Verwenden Sie das Kupferband, um den anderen Draht am Körper des SBM-20-Rohrs zu befestigen

13. Verzinnen und löten Sie die anderen Enden der Drähte an die Durchgangsloch-Pads auf der Platine. Achten Sie auf die richtige Polarität.

14. Laden Sie den Code mit Ihrer bevorzugten IDE auf den D1 mini hoch; Ich verwende VS Code mit PlatformIO. Wenn Sie meine GitHub-Seite herunterladen, sollte es ohne Änderungen funktionieren

15. Schließen Sie den Akku an den JST-Anschluss an und schalten Sie ihn ein, um zu sehen, ob er funktioniert!

16. 3D-Druck des Gehäuses und der Abdeckung

17. Befestigen Sie die Messing-Gewindeeinsätze mit einem Lötkolben in den sechs Lochpositionen im Gehäuse

18. Montieren Sie die bestückte Platine in das Gehäuse und befestigen Sie sie mit 3 8-mm-Schrauben. Zwei oben und einer unten

19. Legen Sie das Geigerrohr auf die leere Seite der Platine (zum Grill hin) und sichern Sie es mit Kreppband.

20. Legen Sie den Akku über die Oberseite, sitzend über den SMD-Komponenten. Führen Sie die Drähte zum Spalt an der Unterseite des Gehäuses. Mit Kreppband sichern.

21. Montieren Sie die Abdeckung mit drei 22 mm Senkkopfschrauben. Fertig!

Die Spannung an der Geigerröhre kann mit dem variablen Widerstand (R5) eingestellt werden, aber ich habe festgestellt, dass das Belassen des Potentiometers in der Standard-Mittelposition etwas über 400 V erzeugt, was perfekt für unsere Geigerröhre ist. Sie können den Hochspannungsausgang entweder mit einem hochohmigen Tastkopf testen oder einen Spannungsteiler mit einer Gesamtimpedanz von mindestens 100 MOhm aufbauen.

Schritt 4: Fazit

In meinen Tests funktionieren alle Funktionen in den drei Einheiten, die ich erstellt habe, perfekt, daher denke ich, dass dies ziemlich wiederholbar sein wird. Bitte posten Sie Ihren Build, wenn Sie ihn am Ende schaffen!

Außerdem ist dies ein Open-Source-Projekt, daher würde ich mich freuen, wenn andere Änderungen und Verbesserungen daran vornehmen! Ich bin sicher, es gibt viele Möglichkeiten, es zu verbessern. Ich studiere Maschinenbau und bin alles andere als ein Experte für Elektronik und Codierung; dies hat gerade als Hobbyprojekt begonnen, daher hoffe ich auf mehr Feedback und Möglichkeiten, es besser zu machen!

UPDATE: Ich verkaufe ein paar davon auf Tindie. Wenn Sie einen kaufen möchten, anstatt ihn selbst zu bauen, können Sie ihn hier in meinem Tindie-Shop zum Verkauf finden!