Contador Geiger nuevo y mejorado: ¡ahora con WiFi !: 4 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Esta es una versión actualizada de mi contador Geiger de este Instructable. Fue bastante popular y recibí una buena cantidad de comentarios de personas interesadas en construirlo, así que aquí está la secuela:

El GC-20. ¡Una estación de monitoreo de radiación, dosímetro y contador Geiger todo en uno! ¡Ahora un 50% menos de grosor y con un montón de nuevas funciones de software! Incluso escribí este manual de usuario para que pareciera más un producto real. Aquí hay una lista de las principales características que tiene este nuevo dispositivo:

• GUI intuitiva y controlada por pantalla táctil
• Muestra recuentos por minuto, dosis actual y dosis acumulada en la pantalla de inicio
• Tubo SBM-20 Geiger-Muller sensible y confiable
• Tiempo de integración variable para promediar la tasa de dosis
• Modo de conteo temporizado para medir dosis bajas
• Elija entre Sieverts y Rems como unidades para la tasa de dosis mostrada
• Umbral de alerta ajustable por el usuario
• Calibración ajustable para relacionar el CPM con la tasa de dosis de varios isótopos

• Indicador LED y clicker audible que se encienden y apagan desde la pantalla de inicio

• Registro de datos sin conexión
• Publique datos registrados masivamente en el servicio en la nube (ThingSpeak) para graficar, analizar y / o guardar en la computadora
• Modo de estación de monitoreo: el dispositivo permanece conectado a WiFi y publica regularmente el nivel de radiación ambiental en el canal ThingSpeak
• Batería LiPo recargable de 2000 mAh con un tiempo de funcionamiento de 16 horas, puerto de carga micro USB
• No se requiere programación por parte del usuario final, la configuración de WiFi se maneja a través de GUI.

Consulte el manual del usuario utilizando el enlace anterior para explorar las funciones del software y la navegación de la interfaz de usuario.

Paso 1: Archivos de diseño y otros enlaces

Todos los archivos de diseño, incluido el código, Gerbers, STL, SolidWorks Assembly, Circuit Schematic, Bill of Materials, User Manual y Build Guide se pueden encontrar en mi página de GitHub para el proyecto.

Tenga en cuenta que este es un proyecto bastante complicado y que requiere mucho tiempo y requiere algunos conocimientos de programación en Arduino y habilidades en soldadura SMD.

Hay una página de información para ello en el sitio web de mi portafolio aquí, y también puede encontrar un enlace directo a la guía de compilación que preparé aquí.

Paso 2: Piezas y equipo necesarios

El esquema del circuito contiene etiquetas de piezas para todos los componentes electrónicos discretos utilizados en este proyecto. Compré estos componentes de LCSC, por lo que ingresar esos números de pieza en la barra de búsqueda de LCSC mostrará los componentes exactos necesarios. El documento de la guía de compilación entra en más detalles, pero resumiré la información aquí.

ACTUALIZACIÓN: He agregado una hoja de Excel de la lista de pedidos LCSC a la página de GitHub.

La mayoría de las partes electrónicas utilizadas son SMD, y esto se eligió para ahorrar espacio. Todos los componentes pasivos (resistencias, condensadores) tienen una huella de 1206, y hay algunos transistores SOT-23, diodos de tamaño SMAF y SOT-89 LDO, y un temporizador SOIC-8555. Hay huellas personalizadas hechas para el inductor, el interruptor y el timbre. Como se mencionó anteriormente, los números de producto para todos estos componentes están etiquetados en el diagrama esquemático, y una versión PDF del esquema de mayor calidad está disponible en la página de GitHub.

La siguiente es una lista de todos los componentes utilizados para hacer el ensamblaje completo, SIN incluir los componentes electrónicos discretos que se pedirán a LCSC o un proveedor similar.

• PCB: Ordene a cualquier fabricante usando archivos Gerber que se encuentran en mi GitHub
• WEMOS D1 Mini o clon (Amazon)
• Pantalla táctil SPI de 2,8 "(Amazon)
• Tubo SBM-20 Geiger con extremos quitados (muchos proveedores en línea)
• Placa de carga LiPo de 3,7 V (Amazon)
• Batería Turnigy 3.7 V 1S 1C LiPo (49 x 34 x 10 mm) con conector JST-PH (HobbyKing)
• Tornillos avellanados M3 x 22 mm (McMaster Carr)
• Tornillos para metales hexagonales M3 x 8 mm (Amazon)
• Inserto roscado de latón M3 (Amazon)
• Cinta de cobre conductora (Amazon)

Además de las piezas anteriores, otras piezas, equipos y suministros diversos son:

• Soldador
• Estación de soldadura de aire caliente (opcional)
• Horno tostador para reflujo SMD (opcional, haga esto o la estación de aire caliente)
• Alambre de soldar
• Pasta de soldadura
• Plantilla (opcional)
• impresora 3d
• Filamento PLA
• Alambre trenzado con aislamiento de silicona calibre 22
• Llaves hexagonales

Paso 3: Pasos de montaje

1. Suelde primero todos los componentes SMD a la PCB, utilizando su método preferido

2. Suelde la placa del cargador de batería a las almohadillas estilo SMD

3. Suelde los cables macho a la placa D1 Mini y a las almohadillas inferiores de la placa LCD.

4. Suelde la placa D1 Mini a la PCB

5. Corte todos los cables que sobresalgan del D1 Mini en el otro lado

6. Retire el lector de tarjetas SD de la pantalla LCD. Esto interferirá con otros componentes de la PCB. Un cortador al ras funciona para esto

7. Suelde los componentes del orificio pasante (conector JST, LED)

8. Suelde la placa LCD al PCB AL FINAL. No podrás desoldar el D1 Mini después de esto.

9. Corte los cables macho que sobresalen de la parte inferior de la placa LCD en el otro lado de la PCB

10. Corte dos trozos de alambre trenzado de unos 8 cm (3 pulgadas) de largo cada uno y pele los extremos.

11. Suelde uno de los cables al ánodo (varilla) del tubo SBM-20

12. Use la cinta de cobre para sujetar el otro cable al cuerpo del tubo SBM-20

13. Estañe y suelde los otros extremos de los cables a las almohadillas de los orificios pasantes de la PCB. Asegúrese de que la polaridad sea la correcta.

14. Cargue el código al D1 mini con su IDE preferido; Yo uso VS Code con PlatformIO. Si descarga mi página de GitHub, debería funcionar sin necesidad de cambios

15. Conecte la batería al conector JST y enciéndalo para ver si funciona.

16. Imprime en 3D la carcasa y la funda.

17. Coloque los insertos roscados de latón en las ubicaciones de seis orificios de la carcasa con un soldador

18. Instale el PCB ensamblado en la caja y asegúrelo con 3 tornillos de 8 mm. Dos arriba y uno abajo

19. Coloque el tubo Geiger en el lado vacío de la PCB (hacia la parrilla) y asegúrelo con cinta adhesiva.

20. Inserte la batería en la parte superior, colocándola sobre los componentes SMD. Guíe los cables hacia el espacio en la parte inferior de la caja. Asegúrelo con cinta adhesiva.

21. Instale la tapa con tres tornillos avellanados de 22 mm. ¡Hecho!

El voltaje al tubo Geiger se puede ajustar usando la resistencia variable (R5), pero descubrí que dejar el potenciómetro en la posición media predeterminada produce un poco más de 400 V, lo cual es perfecto para nuestro tubo Geiger. Puede probar la salida de alto voltaje utilizando una sonda de alta impedancia o construyendo un divisor de voltaje con al menos 100 MOhms de impedancia total.

Paso 4: Conclusión

En mis pruebas, todas las funciones funcionan perfectamente en las tres unidades que hice, así que creo que esto va a ser bastante repetible. ¡Publica tu compilación si terminas haciéndolo!

Además, este es un proyecto de código abierto, por lo que me encantaría ver los cambios y mejoras realizados por otros. Estoy seguro de que hay muchas formas de mejorarlo. Soy estudiante de ingeniería mecánica y estoy lejos de ser un experto en electrónica y codificación; esto acaba de comenzar como un proyecto de pasatiempo, ¡así que espero recibir más comentarios y formas de mejorarlo!

ACTUALIZACIÓN: Vendo algunos de estos en Tindie. Si desea comprar uno en lugar de construirlo usted mismo, ¡puede encontrarlo en mi tienda Tindie a la venta aquí!