Contador Geiger novo e aprimorado - agora com WiFi !: 4 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Esta é uma versão atualizada do meu contador Geiger deste Instructable. Era bastante popular e recebi uma boa quantidade de feedback de pessoas interessadas em construí-lo, então aqui está a sequência:

O GC-20. Contador Geiger, dosímetro e estação de monitoramento de radiação tudo-em-um! Agora, 50% menos thicc e com muitos novos recursos de software! Até escrevi este Manual do Usuário para torná-lo mais parecido com um produto real. Aqui está uma lista dos principais recursos deste novo dispositivo:

• GUI intuitivo e controlado por tela de toque
• Exibe contagens por minuto, dose atual e dose acumulada na tela inicial
• Tubo SBM-20 Geiger-Muller sensível e confiável
• Tempo de integração variável para calcular a taxa de dose média
• Modo de contagem cronometrada para medir doses baixas
• Escolha entre Sieverts e Rems como as unidades para a taxa de dose exibida
• Limite de alerta ajustável pelo usuário
• Calibração ajustável para relacionar o CPM à taxa de dose para vários isótopos
• Clicker audível e indicador LED ligado e desligado na tela inicial
• Registro de dados offline
• Publique os dados registrados em massa no serviço em nuvem (ThingSpeak) para representar graficamente, analisar e / ou salvar no computador
• Modo de estação de monitoramento: o dispositivo permanece conectado ao WiFi e publica regularmente o nível de radiação ambiente no canal ThingSpeak
• Bateria LiPo recarregável de 2000 mAh com um tempo de execução de 16 horas, porta de carregamento micro USB
• Nenhuma programação exigida do usuário final, configuração de WiFi feita por meio da GUI.

Consulte o manual do usuário usando o link acima para explorar os recursos do software e a navegação da IU.

Etapa 1: arquivos de design e outros links

Todos os arquivos de projeto, incluindo o código, Gerbers, STLs, SolidWorks Assembly, Circuit Schematic, Bill of Materials, User Manual and Build Guide podem ser encontrados na minha página do GitHub para o projeto.

Observe que este é um projeto bastante complexo e demorado e requer algum conhecimento de programação em Arduino e habilidades em soldagem SMD.

Há uma página de informações sobre ele no site do meu portfólio aqui, e você também pode encontrar um link direto para o guia de construção que elaborei aqui.

Etapa 2: peças e equipamentos necessários

O esquema do circuito contém rótulos de peças para todos os componentes eletrônicos discretos usados neste projeto. Eu comprei esses componentes do LCSC, portanto, inserir esses números de peça na barra de pesquisa do LCSC mostrará os componentes exatos necessários. O documento do guia de construção fornece mais detalhes, mas resumirei as informações aqui.

ATUALIZAÇÃO: adicionei uma planilha Excel da lista de pedidos LCSC à página GitHub.

A maioria das peças eletrônicas utilizadas são SMD, e esta foi escolhida para economizar espaço. Todos os componentes passivos (resistores, capacitores) têm uma pegada 1206 e existem alguns transistores SOT-23, diodos de tamanho SMAF e SOT-89 LDO e um temporizador SOIC-8 555. Existem pegadas personalizadas feitas para o indutor, interruptor e campainha. Conforme mencionado acima, os números do produto para todos esses componentes estão rotulados no diagrama esquemático, e uma versão em PDF de maior qualidade do esquema está disponível na página do GitHub.

A seguir está uma lista de todos os componentes usados para fazer a montagem completa, NÃO incluindo os componentes eletrônicos discretos a serem pedidos da LCSC ou de um fornecedor semelhante.

• PCB: Encomende de qualquer fabricante usando arquivos Gerber encontrados em meu GitHub
• WEMOS D1 Mini ou clone (Amazon)
• Tela sensível ao toque SPI de 2,8 "(Amazon)
• Tubo Geiger SBM-20 com extremidades removidas (muitos fornecedores online)
• Placa do carregador 3,7 V LiPo (Amazon)
• Bateria LiPo Turnigy 3,7 V 1S 1C (49 x 34 x 10 mm) com conector JST-PH (HobbyKing)
• Parafusos escareados M3 x 22 mm (McMaster Carr)
• Parafusos de máquina hexagonais M3 x 8 mm (Amazon)
• Inserto roscado de latão M3 (Amazon)
• Fita condutiva de cobre (Amazon)

Além das peças acima, outras peças diversas, equipamentos e suprimentos são:

• Ferro de solda
• Estação de solda por ar quente (opcional)
• Forno torradeira para refluxo SMD (opcional, faça isso ou a estação de ar quente)
• Fio de solda
• Pasta de solda
• Estêncil (opcional)
• impressora 3d
• Filamento PLA
• Fio trançado isolado com silicone de calibre 22
• Chaves hexadecimais

Etapa 3: etapas de montagem

1. Solde todos os componentes SMD no PCB primeiro, usando seu método preferido

2. Solde a placa do carregador de bateria nas almofadas estilo SMD

3. O macho da solda leva à mini placa D1 e às almofadas inferiores da placa LCD

4. Solde a mini placa D1 no PCB

5. Corte todos os cabos salientes do D1 Mini do outro lado

6. Remova o leitor de cartão SD do visor LCD. Isso irá interferir com outros componentes do PCB. Um cortador de descarga funciona para isso

7. Componentes do orifício de solda (conector JST, LED)

8. Solde a placa LCD ao PCB NO FINAL. Você não será capaz de dessoldar o D1 Mini depois disso

9. Corte os fios machos salientes do lado inferior da placa LCD do outro lado da PCB

10. Corte dois pedaços de fio trançado com cerca de 8 cm (3 pol.) De comprimento cada e descasque as pontas

11. Solde um dos fios ao ânodo (haste) do tubo SBM-20

12. Use a fita de cobre para prender o outro fio ao corpo do tubo SBM-20

13. Estanhe e solde as outras extremidades dos fios às almofadas do orifício de passagem na placa de circuito impresso. Certifique-se de que a polaridade está correta.

14. Carregue o código para o D1 mini com seu IDE preferido; Eu uso o VS Code com PlatformIO. Se você baixar minha página do GitHub, ela deve funcionar sem a necessidade de alterações

15. Conecte a bateria ao conector JST e ligue para ver se funciona!

16. Impressão 3D da caixa e da capa

17. Prenda as inserções roscadas de latão nas localizações dos seis orifícios na caixa com um ferro de solda

18. Instale o PCB montado na caixa e prenda com 3 parafusos de 8 mm. Dois na parte superior e um na parte inferior

19. Coloque o tubo Geiger no lado vazio do PCB (em direção à grade) e prenda com fita adesiva.

20. Insira a bateria por cima, sobre os componentes SMD. Guie os fios até a abertura na parte inferior do gabinete. Prenda com fita adesiva.

21. Instale a tampa usando três parafusos escareados de 22 mm. Feito!

A voltagem para o tubo Geiger pode ser ajustada usando o resistor variável (R5), mas descobri que deixar o potenciômetro na posição intermediária padrão produz pouco mais de 400 V, o que é perfeito para nosso tubo Geiger. Você pode testar a saída de alta tensão usando uma ponta de prova de alta impedância ou construindo um divisor de tensão com pelo menos 100 MOhms de impedância total.

Etapa 4: Conclusão

Em meus testes, todos os recursos estão funcionando perfeitamente nas três unidades que fiz, então acho que isso será bastante repetível. Por favor, poste sua construção se você acabar fazendo isso!

Além disso, este é um projeto de código aberto, então eu adoraria ver as alterações e melhorias feitas nele por outras pessoas! Tenho certeza de que existem muitas maneiras de melhorá-lo. Sou um estudante de engenharia mecânica e estou longe de ser um especialista em eletrônica e codificação; isso começou como um projeto de hobby, então espero mais feedback e maneiras de torná-lo melhor!

ATUALIZAÇÃO: estou vendendo alguns desses no Tindie. Se você quiser comprar um em vez de construí-lo, você pode encontrá-lo na minha loja Tindie à venda aqui!