Bộ đếm Geiger mới và cải tiến - Hiện có Wi-Fi!: 4 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Đây là phiên bản cập nhật của bộ đếm Geiger của tôi từ Có thể hướng dẫn này. Nó khá phổ biến và tôi đã nhận được rất nhiều phản hồi từ những người quan tâm đến việc xây dựng nó, vì vậy đây là phần tiếp theo:

GC-20. Một máy đếm Geiger, máy đo liều lượng và trạm giám sát bức xạ tất cả trong một! Giờ đây, dung lượng thicc ít hơn 50% và với vô số tính năng phần mềm mới! Tôi thậm chí đã viết Hướng dẫn sử dụng này để làm cho nó trông giống như một sản phẩm thật hơn. Dưới đây là danh sách các tính năng chính mà thiết bị mới này có:

• Điều khiển màn hình cảm ứng, GUI trực quan
• Hiển thị số lượng mỗi phút, liều hiện tại và liều tích lũy trên màn hình chính
• Ống SBM-20 Geiger-Muller nhạy và đáng tin cậy
• Thời gian tích hợp có thể thay đổi để tính tỷ lệ liều trung bình
• Chế độ đếm thời gian để đo liều thấp
• Chọn giữa Sieverts và Rems làm đơn vị cho tỷ lệ liều được hiển thị
• Ngưỡng cảnh báo do người dùng điều chỉnh
• Hiệu chuẩn có thể điều chỉnh để liên quan CPM với tỷ lệ liều cho các đồng vị khác nhau
• Công cụ nhấp có âm thanh và chỉ báo LED được bật và tắt từ màn hình chính
• Ghi nhật ký dữ liệu ngoại tuyến
• Đăng dữ liệu đã ghi hàng loạt lên dịch vụ đám mây (ThingSpeak) để vẽ biểu đồ, phân tích và / hoặc lưu vào máy tính
• Chế độ Trạm giám sát: thiết bị vẫn kết nối với WiFi và thường xuyên đăng mức bức xạ xung quanh lên kênh ThingSpeak
• Pin sạc LiPo 2000 mAh với thời gian chạy 16 giờ, cổng sạc micro USB
• Không yêu cầu lập trình từ người dùng cuối, thiết lập WiFi được xử lý thông qua GUI.

Vui lòng tham khảo hướng dẫn sử dụng bằng cách sử dụng liên kết ở trên để khám phá các tính năng của phần mềm và điều hướng giao diện người dùng.

Bước 1: Thiết kế tệp và các liên kết khác

Tất cả các tệp thiết kế, bao gồm mã, Gerbers, STLs, SolidWorks Assembly, Circuit Schematic, Bill of Materials, User Manual và Build Guide có thể được tìm thấy tại trang GitHub của tôi cho dự án.

Xin lưu ý rằng đây là một dự án khá liên quan và tốn thời gian và yêu cầu một số kiến thức về lập trình trong Arduino và kỹ năng hàn SMD.

Có một trang thông tin về nó trong trang web portfolio của tôi ở đây và bạn cũng có thể tìm thấy một liên kết trực tiếp đến hướng dẫn xây dựng mà tôi đã tổng hợp tại đây.

Bước 2: Các bộ phận và thiết bị cần thiết

Sơ đồ mạch chứa các nhãn bộ phận cho tất cả các thành phần điện tử rời được sử dụng trong dự án này. Tôi đã mua các thành phần này từ LCSC, vì vậy việc nhập các số bộ phận đó vào thanh tìm kiếm LCSC sẽ hiển thị các thành phần chính xác cần thiết. Tài liệu hướng dẫn xây dựng đi vào chi tiết hơn, nhưng tôi sẽ tóm tắt thông tin ở đây.

CẬP NHẬT: Tôi đã thêm một trang tính Excel của danh sách đơn hàng LCSC vào trang GitHub.

Hầu hết các bộ phận điện tử được sử dụng là SMD, và điều này được chọn để tiết kiệm không gian. Tất cả các thành phần thụ động (điện trở, tụ điện) có diện tích 1206 và có một số bóng bán dẫn SOT-23, điốt kích thước SMAF, SOT-89 LDO và bộ định thời SOIC-8 555. Có các dấu chân tùy chỉnh được thực hiện cho cuộn cảm, công tắc và bộ rung. Như đã đề cập ở trên, số sản phẩm của tất cả các thành phần này được dán nhãn trên sơ đồ và phiên bản PDF chất lượng cao hơn của sơ đồ có sẵn tại trang GitHub.

Sau đây là danh sách tất cả các thành phần được sử dụng để lắp ráp hoàn chỉnh, KHÔNG bao gồm các thành phần điện tử rời được đặt hàng từ LCSC hoặc nhà cung cấp tương tự.

• PCB: Đặt hàng từ bất kỳ nhà sản xuất nào bằng cách sử dụng các tệp Gerber được tìm thấy trong GitHub của tôi
• WEMOS D1 Mini hoặc bản sao (Amazon)
• Màn hình cảm ứng SPI 2,8 "(Amazon)
• Ống Geiger SBM-20 với các đầu được tháo rời (nhiều nhà cung cấp trực tuyến)
• Bảng sạc LiPo 3.7 V (Amazon)
• Pin LiPo 3,7 V 1S 1C Turnigy (49 x 34 x 10mm) với đầu nối JST-PH (HobbyKing)
• Vít M3 x 22 mm (McMaster Carr)
• Vít máy lục giác M3 x 8 mm (Amazon)
• Chèn ren đồng M3 (Amazon)
• Băng đồng dẫn điện (Amazon)

Ngoài các bộ phận trên, các bộ phận, thiết bị và vật tư linh tinh khác là:

• Hàn sắt
• Trạm hàn không khí nóng (tùy chọn)
• Lò nướng bánh mì cho SMD reflow (tùy chọn, làm điều này hoặc trạm không khí nóng)
• Dây hàn
• Hàn dán
• Stencil (tùy chọn)
• máy in 3D
• PLA filament
• Dây bện cách điện silicone 22 gauge
• Các phím hex

Bước 3: Các bước lắp ráp

1. Hàn tất cả các thành phần SMD vào PCB trước, sử dụng phương pháp ưa thích của bạn

2. Hàn bảng bộ sạc pin vào miếng đệm kiểu SMD

3. Nam hàn dẫn đến bảng D1 Mini và đến các miếng đệm dưới cùng của bảng LCD

4. Hàn bo mạch D1 Mini với PCB

5. Cắt tất cả các dây dẫn nhô ra khỏi D1 Mini ở phía bên kia

6. Tháo đầu đọc thẻ SD khỏi màn hình LCD. Điều này sẽ ảnh hưởng đến các thành phần khác trên PCB. Máy cắt phẳng hoạt động cho việc này

7. Các thành phần hàn xuyên lỗ (đầu nối JST, đèn LED)

8. Hàn bo mạch LCD vào PCB Ở CUỐI CÙNG. Bạn sẽ không thể khử hàn D1 Mini sau khi này

9. Cắt các dây dẫn nam nhô ra phía dưới khỏi bảng LCD ở phía bên kia của PCB

10. Cắt hai đoạn dây bện dài khoảng 8 cm (3 in) mỗi đoạn và dải các đầu

11. Hàn một trong các dây dẫn vào cực dương (thanh) của ống SBM-20

12. Dùng băng dính Đồng gắn dây còn lại vào thân ống SBM-20

13. Thiếc và hàn các đầu còn lại của dây vào miếng đệm lỗ trên PCB. Đảm bảo rằng cực tính là chính xác.

14. Tải mã lên D1 mini bằng IDE ưa thích của bạn; Tôi sử dụng VS Code với PlatformIO. Nếu bạn tải xuống trang GitHub của tôi, nó sẽ hoạt động mà không cần bất kỳ thay đổi nào

15. Gắn pin vào đầu nối JST và bật nguồn để xem nó có hoạt động không!

16. In 3D vỏ và vỏ

17. Gắn các miếng chèn có ren bằng đồng vào sáu vị trí lỗ trong hộp bằng mỏ hàn

18. Lắp PCB đã lắp ráp vào vỏ và cố định bằng 3 vít 8mm. Hai ở trên cùng và một ở dưới cùng

19. Đặt ống Geiger trên mặt trống của PCB (về phía vỉ nướng) và cố định bằng băng che.

20. Lắp pin lên phía trên, đặt trên các thành phần SMD. Hướng dẫn các dây dẫn đến khoảng trống ở dưới cùng của hộp. Bảo mật bằng băng che.

21. Lắp nắp bằng ba vít chìm 22 mm. Xong!

Điện áp đến ống Geiger có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng biến trở (R5), nhưng tôi thấy rằng việc để chiết áp ở vị trí giữa mặc định chỉ tạo ra hơn 400 V, điều này hoàn hảo cho ống Geiger của chúng tôi. Bạn có thể kiểm tra đầu ra điện áp cao bằng cách sử dụng một đầu dò trở kháng cao hoặc bằng cách xây dựng một bộ chia điện áp với tổng trở kháng ít nhất là 100 MOhms.

Bước 4: Kết luận

Trong thử nghiệm của tôi, tất cả các tính năng đang hoạt động hoàn hảo trong ba đơn vị tôi đã thực hiện, vì vậy tôi nghĩ điều này sẽ khá lặp lại. Vui lòng đăng bản dựng của bạn nếu bạn kết thúc việc tạo ra nó!

Ngoài ra, đây là một dự án mã nguồn mở nên tôi rất muốn thấy những thay đổi và cải tiến do những người khác thực hiện! Tôi chắc rằng có nhiều cách để cải thiện nó. Tôi là một sinh viên kỹ thuật cơ khí và tôi không phải là một chuyên gia về điện tử và mã hóa; đây chỉ mới bắt đầu như một dự án sở thích, vì vậy tôi hy vọng sẽ có thêm phản hồi và cách để làm cho nó tốt hơn!

CẬP NHẬT: Tôi đang bán một vài cái này trên Tindie. Nếu bạn muốn mua một cái thay vì tự chế tạo, bạn có thể tìm thấy nó tại cửa hàng Tindie của tôi để bán ở đây!