Nieuwe en verbeterde geigerteller - nu met wifi! - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Dit is een bijgewerkte versie van mijn Geigerteller van deze Instructable. Het was behoorlijk populair en ik kreeg veel feedback van mensen die geïnteresseerd waren om het te bouwen, dus hier is het vervolg:

De GC-20. Een geigerteller, dosimeter en stralingsmeetstation in één! Nu 50% minder dik en met tal van nieuwe softwarefuncties! Ik heb deze gebruikershandleiding zelfs geschreven om het meer op een echt product te laten lijken. Hier is een lijst met de belangrijkste functies van dit nieuwe apparaat:

• Touchscreen-gestuurde, intuïtieve GUI
• Geeft tellingen per minuut, huidige dosis en geaccumuleerde dosis weer op het startscherm
• Gevoelige en betrouwbare SBM-20 Geiger-Muller-buis
• Variabele integratietijd voor middeling van dosistempo
• Getimede telmodus voor het meten van lage doses
• Kies tussen Sieverts en Rems als eenheden voor de weergegeven dosissnelheid
• Door gebruiker instelbare waarschuwingsdrempel
• Instelbare kalibratie om CPM te relateren aan dosistempo voor verschillende isotopen
• Hoorbare clicker en LED-indicator in- en uitgeschakeld vanaf het startscherm
• Offline gegevensregistratie
• Post bulksgewijs geregistreerde gegevens naar cloudservice (ThingSpeak) om grafieken te maken, te analyseren en/of op te slaan op de computer
• Monitoring Station-modus: apparaat blijft verbonden met wifi en plaatst regelmatig het omgevingsstralingsniveau op het ThingSpeak-kanaal
• 2000 mAh oplaadbare LiPo-batterij met een looptijd van 16 uur, micro-USB-oplaadpoort
• Geen programmering vereist van de eindgebruiker, WiFi-instelling wordt afgehandeld via GUI.

Raadpleeg de gebruikershandleiding via de bovenstaande link om de softwarefuncties en UI-navigatie te verkennen.

Stap 1: Ontwerpbestanden en andere links

Alle ontwerpbestanden, inclusief de code, Gerbers, STL's, SolidWorks Assembly, Circuit Schematic, Bill of Materials, User Manual en Build Guide zijn te vinden op mijn GitHub-pagina voor het project.

Houd er rekening mee dat dit een behoorlijk ingewikkeld en tijdrovend project is en enige kennis van programmeren in Arduino en vaardigheden in SMD-solderen vereist.

Er is een informatiepagina ervoor op mijn portfoliowebsite hier, en je kunt ook een directe link vinden naar de bouwgids die ik hier heb samengesteld.

Stap 2: benodigde onderdelen en apparatuur

Het schakelschema bevat onderdeellabels voor alle discrete elektronische componenten die in dit project worden gebruikt. Ik heb deze componenten bij LCSC gekocht, dus als u die onderdeelnummers in de LCSC-zoekbalk invoert, worden de exacte benodigde componenten weergegeven. Het document met de bouwhandleiding gaat dieper in op de details, maar ik zal de informatie hier samenvatten.

UPDATE: ik heb een Excel-blad van de LCSC-bestellijst toegevoegd aan de GitHub-pagina.

De meeste gebruikte elektronische onderdelen zijn SMD, en dit is gekozen om ruimte te besparen. Alle passieve componenten (weerstanden, condensatoren) hebben een footprint van 1206 en er zijn enkele SOT-23-transistoren, SMAF-diodes en SOT-89 LDO en een SOIC-8 555-timer. Er zijn op maat gemaakte footprints gemaakt voor de spoel, schakelaar en de zoemer. Zoals hierboven vermeld, zijn de productnummers voor al deze componenten gelabeld op het schematische diagram, en een hogere kwaliteit PDF-versie van het schema is beschikbaar op de GitHub-pagina.

Het volgende is een lijst van alle componenten die gebruikt zijn om de volledige assemblage te maken, NIET inclusief de discrete elektronische componenten die besteld moeten worden bij LCSC of een gelijkaardige leverancier.

• PCB: bestel bij elke fabrikant met behulp van Gerber-bestanden in mijn GitHub
• WEMOS D1 Mini of kloon (Amazon)
• 2,8" SPI-touchscreen (Amazon)
• SBM-20 Geigerbuis met verwijderde uiteinden (veel leveranciers online)
• 3,7 V LiPo-oplaadkaart (Amazon)
• Turnigy 3,7 V 1S 1C LiPo-batterij (49 x 34 x 10 mm) met JST-PH-connector (HobbyKing)
• M3 x 22 mm Verzonken schroeven (McMaster Carr)
• M3 x 8 mm zeskantige machineschroeven (Amazon)
• M3 messing schroefdraadinzet (Amazon)
• Geleidende kopertape (Amazon)

Naast de bovenstaande onderdelen zijn andere diverse onderdelen, apparatuur en benodigdheden:

• Soldeerbout
• Hot Air soldeerstation (optioneel)
• Broodroosteroven voor SMD-reflow (optioneel, doe dit of het heteluchtstation)
• Soldeerdraad
• Soldeerpasta
• Sjabloon (optioneel)
• 3D-printer
• PLA-filament
• Met siliconen geïsoleerde gevlochten draad 22 gauge
• Inbussleutels

Stap 3: Montagestappen

1. Soldeer eerst alle SMD-componenten op de printplaat, volgens de methode van uw voorkeur

2. Soldeer de batterijladerkaart aan de pads SMD-stijl

3. Soldeer mannelijke leads naar het D1 Mini-bord en naar de onderste pads van het LCD-bord

4. Soldeer het D1 Mini-bord op de PCB

5. Knip alle uitstekende draden van de D1 Mini aan de andere kant af

6. Verwijder de SD-kaartlezer van het LCD-scherm. Dit zal interfereren met andere componenten op de printplaat. Hiervoor werkt een spoelsnijder

7. Soldeer doorlopende componenten (JST-connector, LED)

8. Soldeer het LCD-bord AAN HET EINDE op de PCB. Hierna kunt u de D1 Mini niet meer lossolderen

9. Snijd de uitstekende mannelijke draden aan de onderkant af van het LCD-bord aan de andere kant van de PCB

10. Knip twee stukken gevlochten draad van elk ongeveer 8 cm (3 in) lang en strip de uiteinden

11. Soldeer een van de draden aan de anode (staaf) van de SBM-20 buis

12. Gebruik de kopertape om de andere draad aan het lichaam van de SBM-20-buis te bevestigen

13. Vertin en soldeer de andere uiteinden van de draden aan de doorlopende gaten op de printplaat. Zorg ervoor dat de polariteit correct is.

14. Upload de code naar de D1 mini met uw favoriete IDE; Ik gebruik VS Code met PlatformIO. Als je mijn GitHub-pagina downloadt, zou het moeten werken zonder dat er wijzigingen nodig zijn

15. Sluit de batterij aan op de JST-connector en schakel hem in om te zien of deze werkt!

16. 3D-print de hoes en de hoes

17. Bevestig de messing inzetstukken met schroefdraad in de zes gaten in de behuizing met een soldeerbout

18. Installeer de gemonteerde printplaat in de behuizing en zet deze vast met 3 schroeven van 8 mm. Twee aan de bovenkant en één aan de onderkant

19. Plaats de Geigerbuis op de lege kant van de print (richting de grill) en zet vast met plakband.

20. Plaats de batterij over de bovenkant, zittend over de SMD-componenten. Leid de draden naar de opening aan de onderkant van de behuizing. Zet vast met plakband.

21. Monteer het deksel met behulp van drie 22 mm verzonken schroeven. Gedaan!

De spanning naar de Geiger-buis kan worden aangepast met behulp van de variabele weerstand (R5), maar ik heb ontdekt dat het laten staan van de potentiometer in de standaard middenpositie iets meer dan 400 V produceert, wat perfect is voor onze Geiger-buis. U kunt de hoogspanningsuitgang testen met behulp van een sonde met hoge impedantie, of door een spanningsdeler te bouwen met een totale impedantie van ten minste 100 MOhm.

Stap 4: Conclusie

Tijdens mijn tests werken alle functies perfect in de drie eenheden die ik heb gemaakt, dus ik denk dat dit redelijk herhaalbaar zal zijn. Post je build als je het uiteindelijk haalt!

Dit is ook een open-sourceproject, dus ik zou graag veranderingen en verbeteringen door anderen zien! Ik weet zeker dat er veel manieren zijn om het te verbeteren. Ik studeer werktuigbouwkunde en ben verre van een expert in elektronica en codering; dit is net begonnen als een hobbyproject, dus ik hoop op meer feedback en manieren om het beter te maken!

UPDATE: ik verkoop er een paar op Tindie. Als je er een wilt kopen in plaats van hem zelf te bouwen, kun je hem hier in mijn Tindie-winkel te koop vinden!