9zip.ru - технологии для людей
9zip.ru Радиотехника, электроника и схемы своими руками Миниатюрный дозиметр на микроконтроллере

Данный вариант дозиметра появился по многочисленным просьбам, как дальнейшее совершенствование предыдущего, построенного на микроконтроллере ATMEGA8 с довольно специфическим дисплеем от мобильного телефона Siemens. Первое оказалось излишним для такого простого устройства, а второе делало повторение затруднительным. Здесь описан уже третий вариант самодельного дозиметра, и он - максимально прост к повторению. Почти все детали можно свободно найти на Aliexpress и выпаять с плат от неисправной электроники. Сложности могут возникнуть, разве что, с доставанием счётчика Гейгера СБМ-20 (или СТС-5), но при желании его также можно найти.

Схема дозиметра на мкроконтроллере
нажми для увеличения

Кратко пробежимся по схеме дозиметра. На ШИМ-контроллере CE8301 построен преобразователь из 3,7 в 5 вольт для питания всей логики от литиевого аккумулятора. На основе этой микросхемы в маленьком "транзисторном" корпусе сделаны многие миниатюрные модули преобразователей напряжения на Aliexpress.

Высоковольтный преобразователь 5В - 400В выполнен на распространённой микросхеме MC34063 с внешним ключом. Полевой транзистор включен по упрощённой схеме, что стало возможным благодаря сверхмалой нагрузке данного преобразователя. В верхнем плече делителя напряжения обратной связи используется составной высокоомный резистор с суммарным сопротивлением 32 МОм. Номиналы резисторов этого делителя можно смело уменьшить, пересчитав, т.к. КПД данного преобразователя достаточно высок. Изначально такое большое сопротивление было выбрано для того, чтобы не делать лишней нагрузки на преобразователь. При подключении счётчика Гейгера важно соблюдать полярность: положительный вывод должен быть подключен к резистору R9.

Здесь же используется повышающий трансформатор от CCLF-инвертора, выпаянный с платы ЖК-монитора. Он и счётчик Гейгера являются самыми крупными деталями в этом устройстве. Две первичные обмотки этого трансформатора соединены последовательно (на схеме это не показано). Но более подходящим здесь был бы вот такой миниатюрный высоковольтный трансформатор.

Операции подсчёта импульсов срабатывания счётчика Гейгера выполняет микроконтроллер ATtiny85. Его ресурсов более, чем хватает для этих целей. Отображение информации ведётся на миниатюрный OLED дисплей с последовательным интерфейсом. На экране отображается только подсчитанный радиационный фон в микрорентгенах и уровень заряда аккумулятора в виде привычного значка батарейки с разной степенью заполнения. Каждое срабатывание счётчика Гейгера индицируется звуковым сигналом.

На резисторах R6 и R7 выполнен делитель для измерения напряжения аккумулятора. Диод D3 установлен на всякий случай, он защищает вход микроконтроллера от возможных импульсов амплитудой больше 5 вольт.

Вся схема собрана на односторонней печатной плате (детали - с одной стороны, дисплей - с другой) размерами 95 * 55 мм, под готовый китайский корпус размерами 100*60*25 мм. Печатная плата пока только такая, она дорабатывалась по ходу сборки. Возможно, она будет улучшена.

Печатная плата дозиметра


Разъём ICSP здесь не разведён, для программирования используется удобная прищепка.

печатная плата: dosimeter_pcb.pdf (уже отзеркалена для ЛУТ'а)
прошивка: dosimeter_tiny85_oled.hex, 8 MHz internal RC generator


04 декабря 2018
Сборку дозиметра следует производить поэтапно. Сначала на плате распаивается преобразователь 3,7 - 5 вольт и проверяется его работоспособность. Питание от литиевого аккумулятора подключается через выключатель к линии, обозначенной на схеме, как +3V3. На плате контактные площадки для подключения помечены, как "+" и "-". В любой точке VCC должно быть 5 вольт. Затем распаивается повышающий преобразователь 5 - 400 вольт для питания счётчика Гейгера. При проверке на катоде высоковольтного быстрого диода D2 должно быть 400 вольт, проверяется мультиметром. Затем можно припаивать остальные детали и программировать микроконтроллер. Область платы вместе с деталями, обведённую на фото красной линией, следует протереть спиртом и покрыть цапонлаком для устранения возможных утечек высокого напряжения при повышенной влажности. На высыхание лака требуется 24 часа.

Изменения в схеме: C5 увеличить до 100 нФ (напряжение - 400 или 630В). Параллельно резистору R8 установить конденсатор ёмкостью 100 - 220 пФ. Параллельно C6 поставить тантал на 100 мкФ.

нажми, чтобы увеличить
Плата дозиметра со стороны деталейПлата со стороны дисплеяКорпус дозиметра

комментировать

18 декабря 2018
Новая версия схемы и печатной платы. Учтены изменения, добавлены перечисленные ранее детали. Печатная плата - под готовый миниатюрный высоковольтный трансформатор с Aliexpress от ноутбучного ccfl инвертора.

Новая схема с изменениями
нажми для увеличения

Список измненений (на схеме помечены красным):
  • индуктивность дросселя преобразователя - от 22 до 100 мкГн
  • добавлен тантал C8 по питанию 5 вольт
  • токовый шунт R3 для MC34063 увеличен до 1 Ом. возможно, будет работать и с сопротивлением 0,5 Ом. это сделано с учётом применения конкретного трансформатора
  • добавлен подстроечный резистор R15 на случай, если не удаётся подобрать точные резисторы для делителя
  • собственно, повышаюший трансформатор - готовый, миниатюрный
  • увеличена ёмкость времязадающего конденсатора C4
  • добавлен R14 в затвор полевика
  • добавлен C9
Печатная плата: dosimeter_pcb_v2.pdf (отзеркалена)

нажми, чтобы увеличить
Новая печатная платаПлата дозиметра с деталямиКорпус с аккумулятором, контроллером заряда и выключателем

28.12.18 пт, 3:17
А, если выкинуть 34063, и полевиком пусть рулит контроллер в зависимоти от кол-ва импульсов с счетчика (что-бы не мерять) - схема сильно упростится в отличии от софта ;)
https://radiokot.ru/circu it/power/converter/56/
13:07
В самой первой версии дозиметра на ATMEGA8 так и было сделано, работало нормально.
7.2.19 чт, 9:33
Повторил схему, работает. Плату развел под ИК пульт «SONY». Кому надо могу скинуть разводку платы. Счетчик использовал СБТ-9. Можно ли переделать прошивку так, чтобы счет импульсов обнулялся через 1 минуту. E-mail:kalex@59.ru
18:10
Присылайте печтаку и фотографии на contacts9zipru, добавим сюда.
Опишите, пожалуйста, подробнее по поводу обнуления счёта импульсов. Если я правильно понял, Вы хотите, чтобы подсчёт был не в реальном времени, а с интервалом в 1 минуту?
8.2.19 пт, 22:32
Просто так понизить показания во сколько-то раз будет, наверное, некорректно. Попробуйте прошивку ниже, в ней изменена чувствительнсость датчика при расчётах на ту, которая соответствует СБТ-9.
11.2.19 пн, 12:01
Перепрошил контроллер. Показания увеличились ровно в 2 раза 120-130 мкр/ч. Может что то с прошивкой?
13:32
Проверьте фьюзы, должна быть установлена тактовая частота 8МГц и не установлено её деление на 8.
13:44
Хорошо, завтра попробую
12.2.19 вт, 13:36
Спасибо. Все получилось. Как будет готов внешний вид, выложу на почту.
24.8.19 сб, 13:13
а кто-то может скинуть саму прошивку в формате .ino , а не скомпилированную ?
29.8.19 чт, 10:54
Прошивка никак не связана с arduino. Если есть пожелания - пишите сюда.
18.9.19 ср, 21:24
Добавьте,если можно, кнопку сброса показаний
22:16
Для чего это может быть нужно?
19.9.19 чт, 10:15
Для повтороного замера
12:22
А если выключить и включить прибор?
16:40
в общем-то можно..
16:40
ладно. все равно. сейчас разведу плату
(у меня другой корпус
)
19:40
Присылайте, добавим Вашу разводку.
Сейчас делается новый вариант этого дозиметра, с кнопками управления для настроек звука. Если получится, сделаем и сброс показаний.
20:55
а как скоро он будет?Может, мне подождать?
21:40
Это неизвестно. Придумывает один человек, паяет другой, программирует - третий :) Надеемся, что в октябре, но это не точно.
22.9.19 вс, 17:05
ЗДравствуйте,у меня ещк есиь просьба.Можно изменить чувствительность под датчик си22г?
23.9.19 пн, 21:57
Сделаем. Будет пара небольших изменений в схеме.
24.9.19 вт, 19:41
Спасбо!
25.9.19 ср, 12:26
Тут - схема с изменениями и прошивка для СИ22Г.
31.12.19 вт, 5:39
Автор, пожалуйста, выложи исходный код. Писать все хотелки смысла не вижу, проще модифицировать исходник.
Заранее спасибо!
комментировать

08 февраля 2019
Вариант от Александра со счётчиком СБТ-9:

Фото дозиметра и его печатная плата в "lay". DC-DC использовал MT3608 3v - 5v. R7 заменил на 8.2 кОм.

Печатная плата: dosimeter_sbt9.zip
Прошивка для СБТ-9 dosimeter_tiny85_oled_sbt9.hex

В прошивке изменена чувствительсность счётчика с 78 имп/мкР для СБМ-20 до 40 имп/мкР для СБТ-9 (по данным из книги Виноградова Ю. А. "Ионизирующая радиация: обнаружение, контроль, защита.", 2002).

нажми, чтобы увеличить
Радиационная чувствительность счётчиков Гейгера

комментировать

25 сентября 2019
Вариант дозиметра для счётчика Гейгера СИ22Г. Изменения в схеме коснулись в основном способа снятия импульса с СИ22Г, потому что корпус у него достаточно массивный и при снятии импульса с катода начнёт ловить помехи, поэтому его лучше заземлить. Делитель в цепи обратной связи микросхемы MC34063 можно переделать на новые номиналы, чтобы избавиться от настройки, но это не обязательно.


нажми для увеличения


прошивка: dosimeter_oled_si22g.hex

26.1.20 вс, 14:19
На схеме есть ошибка, ошибочно зачёркнут номинал резистора 20М в верхнем плече делителя обратной связи MC34063. Правильно суммарно в верхнем плече - 32 МОм, в нижнем - 100 кОм.
Фьюзы: low E2, high DF.
1.4.20 ср, 11:16
а можно ли по этой схеме сбм 19 подключать?
17:04
По схеме можно, но нужна другая прошивка. У СИ-22Г и СБМ-19 разное количество импульсов на микрорентген в час.
4.4.20 сб, 12:29
Может,вы все-таки выложите исходник прошивки?
23:01
или сделаете еще одну под сбм19
7.4.20 вт, 13:38
Уточните, для какой схемы нужна прошивка - для этой или для первой?
15:13
для этой
комментировать

08 апреля 2020
Вариант для СБМ-19, 310 имп/мкР (по данным из книги Виноградова Ю. А. "Ионизирующая радиация: обнаружение, контроль, защита.", 2002). Проверить в железе нет возможности, кто будет повторять - отпишитесь о результатах.

dosimeter_tiny85_oled_sbm19.hex

Схема на СБМ-19
нажми, чтобы увеличить

8.4.20 ср, 18:12
А насколько критичен номинал r16?
9.4.20 чт, 11:06
Можно поставить 22к.
25.6.20 чт, 11:04
подскажите кто нить сколько потребляет преобразователь 5-400В, а то у меня 160 мА, вот думаю не многовато ли?
12:57
правда у меня 4,7В, ну то такое
15:34
кстати да интересно сколько такие преобразователи жрут? меньше чем 10-20 ма по любому не будет, но 160 и правда много. кто-нибудь собирал такие? какое потребление в норме?
19:17
у меня именно этот на MC34063 на вышеприведенной схеме потребляет 160 мА
20:35
А у меня самодельный сигнализатор на СИ-13Г и К176ЛА7 от кроны жрёт всего лишь 80 мкА (на природном фоне 15-20 мкР).
МИКРОАМПЕР, Карл!!!
Как тебе такое, Илон Маск?
26.6.20 пт, 10:51
160 мА - много, что-то не так. Нужно проверить токовый резистор в обвязке микросхемы, который на 1 Ом. Возможно, следует подобрать его сопротивление под конкретный трансформатор.
11:27
а к какому потреблению следует стремиться при подборе, хоть приблизительно
11:33
понятно что к минимальному, но все таки
15:50
можно примерно прикинуть по даташитам : ток потребления самой микрухи + ток через ключ делённый на 2 + ток цепи 400 вольт, умноженный на 100.
очень примерно, но хоть что-то, кому не лень - считайте.
21:17
Дойду до своего прибора - померяю, но будет это не прямо вот сегодня или завтра. постараюсь на след. неделе, отпишусь.
23:55
такие преобразователи все неэкономичны, но зато со стабилизацией. простые блокинги мало потребляют, но сколько у них там на выходе вольт пёс их знает. плюс-минус 50 в лучшем случае.
27.6.20 сб, 18:04
Как раз наоборот! На холостом ходу (когда нет срабатывания счётчика Гейгера и нет утечки на конденсаторе) у них идёт пропуск тактов и нет потребления вообще.
19:56
да неужто? ну надо же! а я то думал что делитель в цепи 400 вольт много тока жрёт, а он оказывается ничего не потребляет! вот оно как, век живи - век учись.
400В/32Мом=12,5мкА. минус КПД, ток от 5 вольт минимум 1,5-2 мА.
"нет потребления", ну да.
20:00
тут один только делитель жрёт в 10 раз больше, чем преобразователи на транзисторе. а сама микруха на паузе что, тоже не потребляет?
там пара миллиампер, тут ещё немного, где-то ещё тоже, вот вам и 160 мА наберётся.
20:25
если токовый резистор в 1 ом, то ток ключа будет 300 мА. у мс34063 порог по току 0,3 вольта. при заполнении 50% ток как раз и будет 150 мА. либо транс в насыщении, либо в нём межвитковое.
30.6.20 вт, 11:25
Током делителя напряжения можно пренебречь. И не будет там заполнения 50%. Кстати, проверьте транзистор, чтобы был с логическим уровнем.
12:41
Измерил потребление преобразователя по питанию +5 вольт. Ток равен 4,7 мА.
17:25
5 мА совсем другой коленкор, транзистор у меня AO4406, токовый резистор 1 Ом(попробую удвоить), трансформатор с рабочего инвертора(вроде)
23:28
Скорее всего нужно просто уменьшить сопротивление резистора.
1.7.20 ср, 12:28
увеличил токовый резистор до 1,8 Ома: ток потребления упал до 42 мА, но и напряжение на выходе уже 280 В, транс такой чтоль
13:43
таки заколосилось. вернул назад 1 Ом. нашел ошибку: частото-задающий конденсатор стоял 1 нФ (на другую схему видимо смотрел), поставил ~ 530 пФ. Теперь со старта пару сек жрет 85 мА потом резко падает до 6 мА
13:46
заполнение очень маленькое, слышно даже как транс торохтит
13:54
схема крутая кстати, как меряешь тестером выходное напряжение немного нагружая, так слышно как макра подкачивает
14:00
а не пробовали запускать без внешнего ключа на встроенном
22:00
а выдержит встроенный ключ выброс самоиндукции? у него по паспорту предельное всего 30 вольт и защиты никакой нет.
2.7.20 чт, 8:17
дык диодом его
11:13
С конденсатором на 1нФ тоже должно работать. Попробуйте всё-таки уменьшить сопротивление резистора.
11:43
разве уменьшение сопротивления токового сенсора не должно приводить к увеличению тока через него для создания значимого падения напряжения
3.7.20 пт, 18:18
Не поможет уменьшение - поможет увеличение. Мне для разных трансформаторов приходилось подбирать эти резисторы. Кстати, а какой конденсатор на выходе?
19:56
680nF
20:35
R13 на выходе имеет сопротивление только 330 ом. Может можно больше? Если на выходе микросхемы +5 вольт, то через него пойдёт 15 мА, просто в тепло. Понятно, что импульсы, но всё равно - зачем такой маленький номинал?
5.7.20 вс, 0:00
Можно и подобрать этот резистор под конкретный транзистор, почему нет? А так это вполне нормальный номинал, ширина импульса там небольшая, да и фигачит генератор не постоянно, а вот закрыться транзистору такой номинал поможет, если без отдельного драйвера
0:02
Это ж обратноходовый преобразователь, задний фронт тут важен. Но так так токи весьма небольшие, то в схеме закрытие сделано простым резистором. Не идеально, но допустимо.
3:04
Ага, то есть этот резистор служит для более быстрого разряда ёмкости затвора, так? Понятно, спасибо.
7.7.20 вт, 17:38
у IRLML2402 предельное 20 вольт. а и правда, может быть можно и без него, на встроенном транзисторе? там 30 вольт и 1,6 ампера, для такой нагрузки хватит, зачем вообще внешний ключ?
19:46
Похоже что преобразователь просто взят от какой-то более мощной схемы. Поэтому и внешний полевик и амперный диод в выпрямителе. Неплохо бы действительно попробовать оптимизировать схему.
10.7.20 пт, 11:27
У автора схема не заработала с имеющимся трансформатором от CCFL на встроенном в MC34063 ключе с первого раза, поэтому проблема была решена просто добавлением внешнего, из того, что было под рукой, далее схема уже не дорабатывалась. Диод также выбран из того, что было.
19:09
Понятно.
" и так сойдёт!"©
11.7.20 сб, 15:27
Давайте попробую, у меня есть три разных трансформатора. Пишите, что делать.
22:43
Народ, кто-нибудь, запилите уж тогда отдельную статью по этому преобразователю, раз тема так популярна. Неудобно же в таком формате общаться!
12.7.20 вс, 19:11
По возможности сделаем. Если у кого есть наработки - присылайте.
13.7.20 пн, 21:26
кстати да, в интернете практически нет нормальных схем таких преобразователей. либо суперкрутые-хрен-сделаешь , либо простые, но неэкономные. эта схема и простая и мало жрёт, респект.
комментировать

11 нравится? 3

04.12.2018 © 9zip.ru
Авторские права охраняет Роскомнадзор

Понравилась статья? Похвастайся друзьям:

Хочешь почитать ещё про схемы своими руками? Вот что наиболее популярно на этой неделе:
Регулируемый блок питания из блока питания компьютера ATX
Схемы и печатные платы блоков питания на микросхемах UC3842 и UC3843
Зарядное устройство на UC3842/UC3843 с регулировкой напряжения и тока
Штрилиц одобряет.


Есть вопросы, комментарии? Напиши:

Имя
Комментарий
Длина текста:
число с картинки
Правила прочитал(а)

LA08 апр 2020 10:57
Фьюзы: low E2, high DF.

Николай07 апр 2020 16:42
Делаю дозиметр по статье
а подскажите какие фьюзы использовать для прошивки МК?

LA07 апр 2020 13:36
По какой схеме собрано, по первой или от 25 сентября 2019?

Юрий06 апр 2020 16:48
Здравствуйте, сделайте, пожалуйста, прошивку под сбм 19, ибо даже плата есть, а счетчик не подходит((

Николай18 фев 2020 12:47
Тоже решил повторить данный девайс. Есть у кого схема в lay?

LA18 дек 2019 14:47
Да, просили добавить настройки, а значит - кнопки и более крупный дисплей.

Andy17 дек 2019 14:46
Работает замечательно, спасибо! А будет данный проект ещё развиваться дальше?

Пользовательские теги: самодельные дозиметры самодельный дозиметр на сбм-20 и преобразователи с алиэкспресс [ Что это? ]

Дальше в разделе радиотехника, электроника и схемы своими руками: Переделка тестера транзисторов LCR-4 на работу от литиевого аккумулятора, как переделать готовый китайский транзистор тестер lcr-4 с aliexpress на литий.

Главная 9zip.ru База знаний радиолюбителя Контакты
Девять кучек хлама:

Радиотехника, электроника и схемы своими руками Ремонт домашней электроники Виртуальный музей старых радиодеталей XX века Ламповый звук hi-end и ретро электроника Катушки Теслы Радиодетали и модули с Aliexpress Интернет и сети, компьютеры и программы Сотовые операторы Инструкции


Дайджест
радиосхем

Новые схемы интернета - в одном месте!

 3.8 Миллиомметр для внутрисхемных измерений
 2.8 Часы на Bluetooth LE модуле
 30.7 ШИМ на компараторе LM393


Рассылка для радиолюбителей


18.6 Powerbank за 321p
11.6 И вновь USB-тестер FNB18
24.10 Новый USB-тестер FNB18






Новые видео: