Compteur Geiger nouveau et amélioré - Maintenant avec WiFi ! : 4 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Il s'agit d'une version mise à jour de mon compteur Geiger de ce Instructable. C'était assez populaire et j'ai reçu une bonne quantité de commentaires de personnes intéressées à le construire, alors voici la suite:

Le GC-20. Un compteur Geiger, un dosimètre et une station de surveillance des rayonnements tout-en-un ! Maintenant 50 % moins d'épaisseur et avec plein de nouvelles fonctionnalités logicielles ! J'ai même écrit ce manuel d'utilisation pour le faire ressembler davantage à un vrai produit. Voici une liste des principales caractéristiques de ce nouvel appareil:

• Interface graphique intuitive, contrôlée par écran tactile
• Affiche les comptes par minute, la dose actuelle et la dose accumulée sur l'écran d'accueil
• Tube SBM-20 Geiger-Muller sensible et fiable
• Temps d'intégration variable pour moyennage du débit de dose
• Mode de comptage temporisé pour mesurer de faibles doses
• Choisissez entre Sieverts et Rems comme unités pour le débit de dose affiché
• Seuil d'alerte réglable par l'utilisateur
• Étalonnage réglable pour relier le CPM au débit de dose pour divers isotopes
• Sélecteur sonore et indicateur LED activés et désactivés à partir de l'écran d'accueil
• Enregistrement de données hors ligne
• Publiez des données enregistrées en masse sur le service cloud (ThingSpeak) pour représenter graphiquement, analyser et/ou enregistrer sur un ordinateur
• Mode Station de surveillance: l'appareil reste connecté au WiFi et affiche régulièrement le niveau de rayonnement ambiant sur le canal ThingSpeak
• Batterie LiPo rechargeable de 2000 mAh avec une autonomie de 16 heures, port de chargement micro USB
• Aucune programmation requise de la part de l'utilisateur final, la configuration WiFi est gérée via l'interface graphique.

Veuillez vous référer au manuel d'utilisation en utilisant le lien ci-dessus pour explorer les fonctionnalités du logiciel et la navigation dans l'interface utilisateur.

Étape 1: Fichiers de conception et autres liens

Tous les fichiers de conception, y compris le code, Gerbers, STL, SolidWorks Assembly, Circuit Schematic, Bill of Materials, User Manual et Build Guide se trouvent sur ma page GitHub pour le projet.

Veuillez noter qu'il s'agit d'un projet assez complexe et fastidieux et qu'il nécessite des connaissances en programmation sur Arduino et des compétences en soudure SMD.

Il y a une page d'informations à ce sujet dans mon site Web de portfolio ici, et vous pouvez également trouver un lien direct vers le guide de construction que j'ai mis en place ici.

Étape 2: Pièces et équipement nécessaires

Le schéma de circuit contient des étiquettes de pièces pour tous les composants électroniques discrets utilisés dans ce projet. J'ai acheté ces composants auprès de LCSC, donc la saisie de ces numéros de pièce dans la barre de recherche LCSC affichera les composants exacts nécessaires. Le document du guide de construction va plus en détail, mais je vais résumer les informations ici.

MISE À JOUR: j'ai ajouté une feuille Excel de la liste des commandes LCSC à la page GitHub.

La plupart des pièces électroniques utilisées sont des CMS, et cela a été choisi pour économiser de l'espace. Tous les composants passifs (résistances, condensateurs) ont une empreinte de 1206, et il y a des transistors SOT-23, des diodes de taille SMAF et SOT-89 LDO, et une minuterie SOIC-8 555. Il existe des empreintes personnalisées pour l'inducteur, le commutateur et le buzzer. Comme mentionné ci-dessus, les numéros de produit de tous ces composants sont étiquetés sur le schéma de principe, et une version PDF de meilleure qualité du schéma est disponible sur la page GitHub.

Ce qui suit est une liste de tous les composants utilisés pour réaliser l'assemblage complet, N'incluant PAS les composants électroniques discrets à commander auprès de LCSC ou d'un fournisseur similaire.

• PCB: Commandez auprès de n'importe quel fabricant en utilisant les fichiers Gerber trouvés dans mon GitHub
• WEMOS D1 Mini ou clone (Amazon)
• Écran tactile SPI 2,8" (Amazon)
• Tube SBM-20 Geiger avec extrémités enlevées (de nombreux vendeurs en ligne)
• Carte chargeur LiPo 3,7 V (Amazon)
• Batterie Turnigy 3,7 V 1S 1C LiPo (49 x 34 x 10 mm) avec connecteur JST-PH (HobbyKing)
• Vis à tête fraisée M3 x 22 mm (McMaster Carr)
• Vis à métaux hexagonales M3 x 8 mm (Amazon)
• Insert fileté en laiton M3 (Amazon)
• Ruban de cuivre conducteur (Amazon)

En plus des pièces ci-dessus, d'autres pièces, équipements et fournitures divers sont:

• Fer à souder
• Station de soudage à air chaud (facultatif)
• Four grille-pain pour la refusion CMS (en option, faites ceci ou la station d'air chaud)
• Fil de soudure
• Pâte à braser
• Pochoir (facultatif)
• Imprimante 3D
• Filament PLA
• Fil toronné isolé au silicone de calibre 22
• Clés hexagonales

Étape 3: Étapes d'assemblage

1. Soudez d'abord tous les composants SMD au PCB, en utilisant votre méthode préférée

2. Soudez la carte du chargeur de batterie aux pastilles de style SMD

3. Les fils mâles à souder à la carte D1 Mini et aux plaquettes inférieures de la carte LCD

4. Soudez la carte D1 Mini au PCB

5. Coupez tous les fils qui dépassent du D1 Mini de l'autre côté

6. Retirez le lecteur de carte SD de l'écran LCD. Cela interférera avec d'autres composants sur le PCB. Un cutter à ras fonctionne pour cela

7. Souder les composants traversants (connecteur JST, LED)

8. Soudez la carte LCD au PCB À LA FIN. Vous ne pourrez plus dessouder le D1 Mini après cela

9. Coupez les fils mâles saillants inférieurs de la carte LCD de l'autre côté du PCB

10. Coupez deux morceaux de fil torsadé d'environ 8 cm (3 po) de long chacun et dénudez les extrémités

11. Soudez l'un des fils à l'anode (tige) du tube SBM-20

12. Utilisez le ruban de cuivre pour attacher l'autre fil au corps du tube SBM-20

13. Etamez et soudez les autres extrémités des fils aux plots traversants sur le PCB. Assurez-vous que la polarité est correcte.

14. Téléchargez le code sur le D1 mini avec votre IDE préféré; J'utilise VS Code avec PlatformIO. Si vous téléchargez ma page GitHub, cela devrait fonctionner sans avoir besoin de modifications

15. Branchez la batterie sur le connecteur JST et allumez pour voir si cela fonctionne !

16. Imprimez en 3D le boîtier et la couverture

17. Fixez les inserts filetés en laiton dans les emplacements à six trous du boîtier avec un fer à souder

18. Installez le PCB assemblé dans le boîtier et fixez-le avec 3 vis de 8 mm. Deux en haut et un en bas

19. Placez le tube Geiger sur le côté vide du PCB (vers la grille) et fixez-le avec du ruban adhésif.

20. Insérez la batterie par-dessus, en vous appuyant sur les composants SMD. Guidez les fils jusqu'à l'espace au fond du boîtier. Fixez avec du ruban adhésif.

21. Installez le couvercle à l'aide de trois vis à tête fraisée de 22 mm. Terminé!

La tension du tube Geiger peut être ajustée à l'aide de la résistance variable (R5), mais j'ai constaté que laisser le potentiomètre dans la position médiane par défaut produit un peu plus de 400 V, ce qui est parfait pour notre tube Geiger. Vous pouvez tester la sortie haute tension à l'aide d'une sonde à haute impédance ou en construisant un diviseur de tension avec au moins 100 MOhms d'impédance totale.

Étape 4: Conclusion

Lors de mes tests, toutes les fonctionnalités fonctionnent parfaitement dans les trois unités que j'ai créées, donc je pense que cela va être assez reproductible. S'il vous plaît poster votre build si vous finissez par le faire!

De plus, il s'agit d'un projet open source, j'aimerais donc voir les modifications et les améliorations apportées par d'autres ! Je suis sûr qu'il y a plusieurs façons de l'améliorer. Je suis étudiant en génie mécanique et je suis loin d'être un expert en électronique et en codage; cela vient de commencer comme un projet de passe-temps, alors j'espère avoir plus de retours et des moyens de l'améliorer !

MISE À JOUR: j'en vends quelques-uns sur Tindie. Si vous souhaitez en acheter un au lieu de le construire vous-même, vous pouvez le trouver dans ma boutique Tindie en vente ici !