شمارنده جدید و بهبود یافته Geiger - اکنون با WiFi!: 4 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

این نسخه به روز شده شمارنده Geiger من از این دستورالعمل است. این برنامه بسیار محبوب بود و من بازخورد خوبی از افراد علاقمند به ساخت آن دریافت کردم ، بنابراین عاقبت آن در اینجا آمده است:

GC-20. یک شمارنده ، دوزیمتر و ایستگاه نظارت بر تشعشع گایگر همه در یک! در حال حاضر 50 درصد کمتر و با تعداد زیادی از ویژگی های نرم افزار جدید! من حتی این راهنمای کاربر را نوشتم تا بیشتر شبیه یک محصول واقعی باشد. در اینجا لیستی از ویژگی های اصلی این دستگاه جدید آمده است:

• رابط کاربری گرافیکی بصری و کنترل شده با صفحه لمسی
• تعداد در دقیقه ، دوز فعلی و دوز انباشته را روی صفحه اصلی نمایش می دهد
• لوله حساس و قابل اعتماد SBM-20 Geiger-Muller
• زمان ادغام متغیر برای میانگین میزان دوز
• حالت شمارش زمان بندی شده برای اندازه گیری دوزهای پایین
• برای میزان دوز نمایش داده شده ، بین Sieverts و Rems یکی را انتخاب کنید
• آستانه هشدار قابل تنظیم توسط کاربر
• کالیبراسیون قابل تنظیم جهت ارتباط CPM با میزان دوز برای ایزوتوپهای مختلف
• کلیک کننده قابل شنیدن و نشانگر LED از صفحه اصلی روشن و خاموش می شود
• ثبت اطلاعات آفلاین

• ارسال داده های انبوه به سرویس ابری (ThingSpeak) برای رسم نمودار ، تجزیه و تحلیل و/یا ذخیره در رایانه

• حالت ایستگاه مانیتورینگ: دستگاه به WiFi متصل است و مرتباً سطح تابش محیط را به کانال ThingSpeak ارسال می کند
• باتری لیپو قابل شارژ 2000 میلی آمپر ساعتی با 16 ساعت کارکرد ، درگاه شارژ میکرو USB
• بدون نیاز به برنامه نویسی از طرف کاربر نهایی ، تنظیم WiFi از طریق رابط کاربری گرافیکی انجام می شود.

لطفاً با استفاده از پیوند بالا به کتابچه راهنمای کاربر مراجعه کنید تا ویژگی های نرم افزار و پیمایش UI را بررسی کنید.

مرحله 1: طراحی فایل ها و سایر پیوندها

همه فایلهای طراحی ، از جمله کد ، Gerbers ، STLs ، SolidWorks Assembly ، Circuit Schematic ، Bill of Materials ، User Manual و Build Guide را می توانید در صفحه GitHub من برای پروژه پیدا کنید.

لطفاً توجه داشته باشید که این یک پروژه نسبتاً درگیر و وقت گیر است و نیاز به دانش برنامه نویسی در آردوینو و مهارت در لحیم کاری SMD دارد.

در وب سایت نمونه کارها من یک صفحه اطلاعاتی برای آن وجود دارد ، و همچنین می توانید پیوند مستقیم راهنمای ساختاری را که در اینجا گردآوری کرده ام پیدا کنید.

مرحله 2: قطعات و تجهیزات مورد نیاز

شماتیک مدار شامل برچسب هایی برای تمام قطعات الکترونیکی مجزا است که در این پروژه استفاده می شود. من این اجزا را از LCSC خریداری کردم ، بنابراین وارد کردن آن شماره قطعات در نوار جستجوی LCSC قطعات دقیق مورد نیاز را نشان می دهد. سند راهنمای ساخت به جزئیات بیشتری می پردازد ، اما اطلاعات را در اینجا خلاصه می کنم.

UPDATE: من یک برگه Excel از لیست سفارشات LCSC را به صفحه GitHub اضافه کردم.

بیشتر قطعات الکترونیکی مورد استفاده SMD هستند و این برای صرفه جویی در فضا انتخاب شده است. همه اجزای غیرفعال (مقاومت ها ، خازن ها) دارای 1206 ردپا هستند و تعدادی ترانزیستور SOT-23 ، دیودهای اندازه SMAF و SOT-89 LDO و یک تایمر SOIC-8 555 وجود دارد. ردپای سفارشی برای سلف ، سوئیچ و زنگ وجود دارد. همانطور که در بالا ذکر شد ، شماره محصول برای همه این اجزا در نمودار شماتیک برچسب گذاری شده است و نسخه PDF طرحواره با کیفیت بالاتر در صفحه GitHub موجود است.

در زیر لیستی از تمام اجزای مورد استفاده برای ساختن مجموعه کامل آمده است ، شامل قطعات الکترونیکی مجزا که از LCSC یا تأمین کننده مشابه سفارش داده می شود.

• PCB: با استفاده از فایل های Gerber موجود در GitHub من ، از هر سازنده ای سفارش دهید
• WEMOS D1 Mini یا کلون (آمازون)
• صفحه نمایش لمسی 2.8 اینچی (آمازون)
• لوله SBM-20 Geiger با انتهای برداشته شده (بسیاری از فروشندگان آنلاین)
• برد شارژر 3.7 ولت LiPo (آمازون)
• باتری Turnigy 3.7 V 1S 1C LiPo (49 x 34 x 10 میلی متر) با اتصال JST-PH (HobbyKing)
• M3 22 22 میلی متر پیچ ضد پیچ (McMaster Carr)
• پیچ های دستگاه شش ضلعی M3 x 8 میلی متر (آمازون)
• درج نخ برنجی M3 (آمازون)
• نوار مسی رسانا (آمازون)

علاوه بر قطعات فوق ، سایر قطعات ، تجهیزات و ملزومات دیگر عبارتند از:

• آهن لحیم کاری
• ایستگاه لحیم کاری هوای گرم (اختیاری)
• توستر برای بازگرداندن SMD (اختیاری ، این کار را انجام دهید یا ایستگاه هوای گرم)
• سیم لحیم کاری
• خمیر لحیم کاری
• شابلون (اختیاری)
• چاپگر سه بعدی
• رشته PLA
• سیم رشته ای عایق سیلیکون 22 سنج
• کلیدهای شش گوش

مرحله 3: مراحل مونتاژ

1. ابتدا همه اجزای SMD را با استفاده از روش دلخواه خود به PCB لحیم کنید

2. برد شارژر باتری را به پد ها به سبک SMD لحیم کنید

3. نر لحیم شده به برد D1 Mini و پدهای پایینی صفحه LCD منتهی می شود

4. برد D1 Mini را به PCB لحیم کنید

5. تمام سرهای بیرون زده از D1 Mini را در طرف دیگر قطع کنید

6. کارت خوان SD را از صفحه LCD حذف کنید. این امر با سایر اجزای PCB تداخل ایجاد می کند. برای این کار یک دستگاه برش فلاش کار می کند

7. اجزای لحیم کاری (اتصال JST ، LED)

8. برد LCD را در انتها به PCB لحیم کنید. بعد از آن دیگر نمی توانید D1 Mini را لحیم کنید

9. سرهای نر بیرون زده سمت پایین را از روی صفحه LCD در طرف دیگر PCB قطع کنید

10. دو تکه سیم رشته ای را به طول هر یک به طول 8 سانتی متر (3 اینچ) برش دهید و انتهای آن را بردارید

11. یکی از سیمها را به آند (میله) لوله SBM-20 لحیم کنید

12. از نوار مسی برای اتصال سیم دیگر به بدنه لوله SBM-20 استفاده کنید

13. انتهای دیگر سیم ها را به پدهای حفره ای روی PCB قلع و لحیم کنید. مطمئن شوید که قطبیت درست است.

14. کد را با IDE دلخواه خود در D1 mini بارگذاری کنید. من از VS Code با PlatformIO استفاده می کنم. اگر صفحه GitHub من را بارگیری می کنید ، باید بدون نیاز به هیچ گونه تغییری کار کند

15. باتری را به کانکتور JST وصل کرده و روشن کنید تا کار کند!

16. قاب و جلد را به صورت سه بعدی چاپ کنید

17. درج های نخ دار برنجی را با یک دستگاه لحیم کاری به شش محل سوراخ در جعبه وصل کنید

18. PCB مونتاژ شده را در کیس نصب کرده و با 3 پیچ 8 میلی متری محکم کنید. دو در بالا و یکی در پایین

19. لوله گایگر را در طرف خالی PCB (به طرف کباب پز) قرار دهید و با نوار چسب محکم کنید.

20. باتری را در قسمت بالا قرار دهید و روی اجزای SMD نشسته باشید. سیمها را به شکاف پایین کیس هدایت کنید. با نوار ماسک محکم کنید.

21. درپوش را با استفاده از سه پیچ 22 میلی متری ضد افتاب نصب کنید. انجام شده!

ولتاژ لوله گایگر را می توان با استفاده از مقاومت متغیر (R5) تنظیم کرد ، اما من دریافتم که گذاشتن پتانسیومتر در موقعیت میانی پیش فرض کمی بیش از 400 ولت تولید می کند ، که برای لوله گایگر ما مناسب است. شما می توانید خروجی ولتاژ بالا را با استفاده از یک پروب با امپدانس بالا یا با ایجاد یک تقسیم کننده ولتاژ با حداقل 100 امپر امپدانس کل آزمایش کنید.

مرحله 4: نتیجه گیری

در آزمایش من ، همه ویژگی ها در سه واحدی که من ساخته ام کاملاً کار می کنند ، بنابراین من فکر می کنم این مورد تقریباً قابل تکرار است. لطفاً در صورت ساختن ، ساخت خود را ارسال کنید!

همچنین ، این یک پروژه منبع باز است ، بنابراین من دوست دارم تغییرات و پیشرفت هایی را که دیگران در آن ایجاد کرده اند ببینم! مطمئنم راههای زیادی برای بهبود آن وجود دارد. من دانشجوی مهندسی مکانیک هستم و از کارشناس الکترونیک و کد نویسی فاصله دارم. این به تازگی به عنوان یک پروژه سرگرمی شروع شده است ، بنابراین من امیدوارم که بازخورد بیشتری داشته باشم و راه هایی برای بهتر شدن آن داشته باشم!

UPDATE: من تعدادی از این موارد را در Tindie می فروشم. اگر می خواهید به جای ساختن آن ، خودتان آن را بخرید ، می توانید آن را در فروشگاه Tindie من برای فروش اینجا پیدا کنید!