V tomto článku Konstantin, How-todo workshop, podrobne ukáže, ako vytvoriť jednoduchý dozimeter Arduino nano a SBM20 (STS-5).
Dozimeter je svojím princípom činnosti veľmi jednoduché zariadenie.
Na jeho vybudovanie potrebujeme:
V skutočnosti je to zariadenie na zaznamenávanie nabitých častíc, pre ktoré použijeme Geigerovu trubicu.
Vysokonapäťový napájací zdroj s výstupným napätím asi 400 V.
Indikačné zariadenie, zvuk alebo svetlo, ktoré bude hlásiť poruchy v slúchadle.
V najjednoduchšom prípade môžete ako indikátor použiť reproduktor.
Nabitá častica dopadajúca na stenu pultu z nej vyrazí elektróny.
A v plyne, ktorým je trubica naplnená, dôjde k poruche. Na veľmi krátky čas prijíma reproduktor napájanie cez slúchadlo a klikne. Každý sa samozrejme dohodne, že kliknutia nie sú najlepším spôsobom, ako získať informácie.
Kliknutia budú samozrejme schopné varovať pred zvýšením pozadia, ale ich spočítanie pomocou stopiek na získanie presných údajov je jednoducho zastaraná metóda.
Budeme používať nové technológie a pripevňovať ich k telefónu elektronický mozog s displejom.
Poďme na prax. Elektronika je prezentovaná vo forme dosky nano Arduino.
Program je veľmi jednoduchý, počíta počet zlyhaní elektrónky v určitom časovom intervale a zobrazuje prijaté údaje na obrazovke.
V čase poruchy sa zobrazí aj symbol žiarenia a indikátor batérie.
Zdrojom energie zariadenia je batéria 18650.
Pretože doska arduino je napájaná 5 V, je nainštalovaný modul s prevodníkom.
Je tiež nainštalovaná doska na riadenie batérie, aby bolo zariadenie úplne autonómne.
Ťažkosti sa začali, keď autor začal riešiť problém vysokonapäťovým prevodníkom.
Pôvodne to urobil sám. Transformátor bol navinutý na feritové jadro, asi 600 otáčok sekundárneho.
Signál pochádza z integrovaného PWM v Arduino. Cez tranzistor to funguje celkom dobre.
Autorom som však chcel návrh sprístupniť na opakovanie všetkým, dokonca aj začiatočníkom.
Po čase našiel Konstantin vysokonapäťové prevodníky na aliexpresse.
Začnime testovať nákupnú verziu. Vydal maximálne 300 voltov, už vyhlásených za 620.
Po objednaní iného sa ukázalo, že má inú veľkosť, napriek skutočnosti, že predchádzajúce boli uvedené v opise.
Posledný menič bol stále schopný vyrobiť požadované napätie 400 V, maximum bolo 450 s výrobcom deklarovaným 1200 V.
Prípad prerobíme na inú veľkosť prevodníka.
Nakoniec dostaneme návrh, ktorý takmer úplne pozostáva z modulov.
Boost Converter.
Riadiaca doska nabíjania batérie.
5 voltový zosilňovací modul.
Mozog vo forme arduino nano.
Displej má veľkosť 128 x 64 pixlov, ale nakoniec sa použije 128 x 32 pixelov.
Potrebné sú tiež tranzistory 2N3904, rezistory s 10MΩ a 10KΩ, kondenzátor s kapacitou 470pF.
Vypínač.
Batéria, bzučiak so vstavaným generátorom.
Hlavným prvkom je samozrejme Geigerov počítač model STS-5.
Môže byť nahradený podobným, SBM20 a v zásade akýmkoľvek podobným.
Pri výmene počítadla bude potrebné vykonať úpravy programu podľa dokumentácie k senzoru.
V použitom počítadle STS5 počet röntgenových lúčov za hodinu zodpovedá počtu porúch v skúmavke za 60 sekúnd.
Prípad je ako obvykle vytlačený na 3D tlačiarni.
Začneme zbierať.
Prvým krokom je nastavenie výstupného napätia prevodníka pomocou orezávacieho odporu.
Podľa dokumentácie je pre STS5 asi 410 voltov.
Ďalej jednoducho pripojíme všetky moduly podľa schémy.
Modulárny princíp zjednodušuje obvody na minimum.
Pri montáži je žiaduce použiť tuhé drôty s jedným drôtom, napríklad z krúteného páru.
Vďaka nim je celé zariadenie ľahko zostaviteľné na stôl.
Po montáži ju jednoducho vložte do puzdra.
Dôležitá nuancia. Aby naše zariadenie fungovalo, je potrebné nainštalovať na vysokonapäťový modul prepojku.
Spojíme mínus vstupu s mínusom výstupu.
Ale s Arduino nemôžeme priamo ovládať vysoké napätie. Za týmto účelom vytvoríme izolačný obvod na tranzistore.
Spájkujeme s výklopnou inštaláciou, izolujeme teplom taviteľným lepidlom alebo teplom zmraštiteľné, pre ktoré je to výhodnejšie.
Do konektora kladného vysokonapäťového výstupu inštalujeme odpor 10 MΩ.
Je vhodné, aby boli svorky na pripojenie samotnej trubice vyrobené z medenej fólie.
Ale pre testy to môžete opraviť na zvraty. Dbajte na polaritu skúmavky.
Namontujeme displej, prepojíme ho slučkou s konektormi.
Veľmi dobre skontrolujte izoláciu, obrazovka je umiestnená vedľa vysokonapäťového modulu.
Montáž je hotová, celú konštrukciu inštalujeme do krytu.
Všetko je hotové, zariadenie vykazuje normálne žiarenie pozadia.
Odkazy na komponenty.
128 * 32 OLED
Počítadlo Geiger vám predstavil autor projektu Konstantin, workshop How-todo.