V tomto článku Konstantin, dílna How-todo, podrobně ukáže, jak vytvořit jednoduchý dozimetr Arduino nano a SBM20 (STS-5).
Dozimetr je svým principem činnosti velmi jednoduchým zařízením.
K jeho vybudování potřebujeme:
Ve skutečnosti jde o zařízení pro záznam nabitých částic, pro které použijeme Geigerovu trubici.
Vysokonapěťový napájecí zdroj s výstupním napětím asi 400 V.
Indikační zařízení, zvuk nebo světlo, které bude hlásit poruchy na sluchátku.
V nejjednodušším případě můžete jako indikátor použít reproduktor.
Nabitá částice dopadající na stěnu pultu z ní vyrazí elektrony.
A v plynu, kterým je trubice naplněna, dojde k rozpadu. Na velmi krátkou dobu přijímá reproduktor energii prostřednictvím sluchátka a klikne. Všichni samozřejmě souhlasí, že kliknutí nejsou nejlepším způsobem, jak získat informace.
Kliknutí budou samozřejmě schopna varovat před zvýšením pozadí, ale počítat je pomocí stopek pro přesné odečty je prostě zastaralá metoda.
Budeme používat nové technologie a připevňovat je k telefonu elektronický mozek s displejem.
Pojďme k cvičení. Elektronika je prezentována ve formě desky Arduino nano.
Program je velmi jednoduchý, počítá počet poruch trubek za určitý časový interval a zobrazuje přijatá data na obrazovce.
V době poruchy je také zobrazen symbol záření a indikátor baterie.
Zdrojem napájení zařízení je baterie 18650.
Vzhledem k tomu, že deska arduino je napájena 5V, je nainstalován modul s převodníkem.
Je také nainstalována deska pro správu baterií, aby bylo zařízení plně autonomní.
Problémy začaly, když autor začal řešit problém vysokonapěťovým převodníkem.
Původně to udělal sám. Transformátor byl navinut na feritové jádro, asi 600 otáček sekundárního.
Signál pocházel z integrovaného PWM v Arduinu. Přes tranzistor to funguje docela dobře.
Autorem jsem však chtěl, aby byl návrh přístupný pro opakování všem, dokonce i začátečníkům.
Konstantin po nějaké době našel na aliexpress vysokonapěťové převodníky.
Začněme testování nákupní verze. Vydal maximálně 300 voltů, s již deklarovanými 620.
Po objednání jiného se ukázalo, že má různé velikosti, a to i přesto, že v popisu byly uvedeny předchozí.
Poslední převodník byl stále schopen vyrobit požadované napětí 400 V, maximum bylo 450, s výrobcem deklarovaným 1200 V.
Přebudujeme pouzdro na jinou velikost převodníku.
Nakonec dostaneme návrh, který téměř zcela sestává z modulů.
Boost Converter.
Řídicí deska nabíjení baterie.
5 voltový zesilovací modul.
Mozek ve formě arduino nano.
Displej je 128 x 64, ale nakonec bude použito 128 x 32 pixelů.
Také jsou vyžadovány tranzistory 2N3904, rezistory s 10MΩ a 10KΩ, kondenzátor s kapacitou 470pF.
Vypínač.
Baterie, bzučák s vestavěným generátorem.
A samozřejmě, hlavním prvkem je použit Geigerův čítač model STS5.
Může být nahrazen podobným, SBM20 a v zásadě jakýmkoli podobným.
Při výměně čítače bude nutné provést úpravy programu podle dokumentace senzoru.
V použitém čítači STS5 odpovídá počet mikroorgenů za hodinu počtu rozpadů v zkumavce za 60 sekund.
Případ je jako obvykle vytištěn na 3D tiskárně.
Začneme sbírat.
Prvním krokem je nastavení výstupního napětí převodníku pomocí trimovacího rezistoru.
Podle dokumentace je pro STS5 asi 410 voltů.
Dále jednoduše připojíme všechny moduly podle schématu.
Modulární princip zjednodušuje obvody na minimum.
Při montáži je žádoucí použít pevné jednožilové dráty, například z krouceného páru.
Díky nim lze celé zařízení snadno sestavit na stůl.
Po sestavení ji jednoduše vložte do pouzdra.
Důležitá nuance. Aby naše zařízení fungovalo, je nutné na vysokonapěťový modul nainstalovat propojku.
Spojíme mínus vstupu s mínusem výstupu.
Ale nemůžeme ovládat vysoké napětí přímo s Arduino. Za tímto účelem vytvoříme izolační obvod na tranzistoru.
Pájíme se zavěšenou instalací, izolováme horkým lepidlem nebo smršťováním, pro které je to pohodlnější.
Do konektoru kladného vysokonapěťového výstupu instalujeme odpor 10MΩ.
Je vhodné vytvořit svorky pro připojení samotné trubky z měděné fólie.
Ale pro testy, můžete to opravit na zvraty. Sledujte polaritu zkumavky.
Nainstalujeme displej, spojíme jej smyčkou s konektory.
Velmi dobře zkontrolujte izolaci, obrazovka je umístěna vedle vysokonapěťového modulu.
Montáž je připravena, celou konstrukci instalujeme do pouzdra.
Všechno je hotové, zařízení ukazuje normální pozadí záření.
Odkazy na komponenty.
128 * 32 OLED
Počítadlo Geiger pro vás představil autor projektu Konstantin, dílna How-todo.