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.

нажми для увеличенияКратко 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.

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

детали для сборки:
шим CE8301 или BL8530
МК ATtiny85
дисплей 128*32
шим MC34063
ВВ трансформатор
текстолит
корпус 6*10 см

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
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.

нажми для увеличенияСписок 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
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.hexВ 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
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
комментировать

08 апреля 2020

нажми, чтобы увеличить
комментировать

29 августа 2020
Вариант реализации от Николая.
geyger_m.zip (.lay6)

нажми, чтобы увеличить
комментировать

18 января 2021
Вариант дозиметра от АлександраИспользовал на повышайку готовый дроссель 10 мгн 0510 размер, остальное делал по схеме 74hc14, затем запрограммироваровал Тини85 на 3,3 вольта и тактовый генератор 8 мгц. При таком генераторе тини 85 может работать от 1,8 вольта. Ардуино или атмега 328р начинает работать с 3.3 вольта при 8 мгц тактовой частоты независимо, внешний кварц или внутренний. Заменил на OLED дисплее стабилизатор 662k на mcp1700 3302e для того, чтобы вообще уменьшить ток потребления до миниума. Подключил СБМ-21, включил дозиметр, замерил 8.5 ма, прибор для замера использовал аналоговый китайский MF47F.
Почти все детали использовал smd кроме дросселя и резистора на 10 мом и два конденсатора 22 пф 250 вольт. Почему не использовал smd? Мне лень было сверлить просечки меду контактами резисторов и конденсаторов на высоковольтной стороне.

схема, печатная плата:
attiny85_sbm21_smd.zip
прошивка для СБМ-21:
dosimeter_oled_sbm21.hex
нажми, чтобы увеличить
комментировать

18 апреля 2022
Переделки схемы для тех, кому важно минимальное потребление. Исходная схема потребляет 22-25мА при напряжении аккумулятора от 4,2 до 3,6 вольт.
Первый вариант переделки - это убрать повышающий преобразователь 3,6 в 5 вольт и питать всю схему напрямую от аккумулятора. В этом случае потребление составляет 13-15 мА.
Второй вариант - это замена делителя напряжения в цепи стабилизации +400 вольт на стабилитроны. В этом случае потребление схемы составляет 16-17 мА.
Третий вариант - скомбинировать первые два вместе. Потребление схемой в этом случае будет 10-11 мА.
Изменения на схеме выделены красным цветом.

нажми, чтобы увеличить
комментировать

05 декабря 2022
Вариант сборки дозиметра от АлексеяПеределка дозиметра «Мастер-1», вренее использование только корпуса от него. Корпус компактный и поместится почти в каждый карман. Но очень неудобен отсек для батареек, поэтому все это место я выпилил и поместил туда модуль зарядки, аккумулятор 100 mAh, выключатель. Для аккумуляторного отсека дополнительно сделал подложку и заднюю мини панель из стеклотекстолита. Схема простая, поэтому конструкция собрана на макетной плате, с обратной стороны которой находятся SMD компоненты. Преобразователь на 74HC14.

нажми, чтобы увеличить
комментировать
62 
нравится?
14 
04.12.2018 ©
9zip.ru
Авторские права охраняет Роскомнадзор
 | Понравилась статья? Штрилиц говорит: поделись с друзьями! |
|
Хочешь почитать ещё про схемы своими руками? Вот что наиболее популярно на этой неделе:
Схемы и печатные платы блоков питания на микросхемах UC3842 и UC3843
Зарядное устройство на UC3842/UC3843 с регулировкой напряжения и тока
Регулируемый блок питания из блока питания компьютера ATXЕсть вопросы, комментарии? Напиши:
 | Иван |  | 21 фев 2025 9:14 |
Перепошил. Выхода показаний при включении и далее за пределы 20мкР/час нету, и в среднем одинаковы со старым прибором. Колебания радиационного фона - естественный процесс. Другое дело, когда эти колебания сильно скачут, т.е. суммирование в определённый момент пора остановить, а прирост значения продолжается. Кажись - получилось. Спасибо! Ещё бы цифры вернуть с жирных на прежние ажурные, и порядок, прибор - супер!
 | LA |  | 20 фев 2025 21:47 |
Проверьте:
dosimeter_sbm20_36s.hexПодсчитывается количество срабатываний счётчика Гейгера за 36 секунд. Думаю, что в этом случае точность должна быть такой же, как в изначальной прошивке, т.е. показания могут прыгать.
 | Иван |  | 20 фев 2025 9:22 |
Да. Подсчитать количество импульсов за 36 секунд и к этому значению "приделать" буквы "мкР/час". Для других датчиков интервал другой. Вот интересное видео по теме: https://www.youtube.com/watch?v=QXiWLsCAJA0&t=56s . На девятой минуте автор рассказывает о методике расчёта простым языком. На моём старом приборе сразу после включения вместо CPS отображается символ песочных часов в течении 36 секунд, а в верхней строчке - с каждым импульсом увеличивается число мкР/час. Далее вместо часов отображается число CPS. Для улучшения точности в меню можно увеличивать интервал замера, но на практике это делать не приходилось. К каждому типу датчика устанавливается свой коэффициент. Для СБМ20 это - 36.
 | LA |  | 20 фев 2025 4:05 |
По какой формуле сделать подсчёт? Просто вывести на экран количество импульсов за 36 секунд?
 | Иван |  | 19 фев 2025 18:55 |
Запредельные набеги показаний исчезли однозначно, развеяв сомнения насчёт немного увеличенной ВВ ёмкости С7 (23пФ против 5пФ по оригинальной схеме). Сравнительно имеющегося старого радиометра-дозиметра и официальных данных, на новой прошивке за день мониторинга обнаружено занижение значений, примерно на 25-30%. Для сверки также использовал секундомер, подсчитывая количество импульсов за 36 секунд. Жирные цифры вместо прежних "ажурных" выглядят... не очень, и ухудшают читабельность. Пока откатил прошивку к исходной. Нельзя ли всё-таки измерять количество импульсов за 36 секунд? 60 секунд это 1/60 доля часа, а 36 - сотая. Манипулировать в расчётах двумя нулями ведь проще, чем множить/делить на 60. Спасибо за труд.
 | Иван |  | 19 фев 2025 9:03 |
Спасибо. Перепрошил. Набегов показаний нету. День потестирую - отпишусь.
 | LA |  | 19 фев 2025 1:04 |
 | Гость |  | 17 фев 2025 20:56 |
Размером чуть больше двух спичечных коробков (на фото ниже) - вполне удобно. Ширина - по экрану, длина - по СБМ20. Сбоку имеется окошко с плотно вставляемой крышкой на случай выявления мягкого бета излучения. Использовать мини датчики только ради малых габаритов в ущерб рабочим параметрам интереса нет. С экраном вдоль корпуса можно было бы сделать ещё меньше, но будет неудобно пользоваться. Прежний, использовавшийся более 10 лет, вдвое больше, как ладонь с пальцами. Против ДП-5А... В качестве корпуса - по периметру плата оклеена полосками нефольгированого стеклотекстолита. Лицевая панель из того же материала изнутри крепится двумя витниками к плате, задняя - тремя саморезами впотай. Клей - 503/505/"Секунда"... Для увеличения прочности и экономии клея швы перед проклейкой заполнены мелкими опилками стеклотекстолита. Технология не без возни, но не нужен 3D принтер... В текущей версии дозиметр, точнее - радиометр получился хороший. Подправить бы математику для избавления от набегов показаний. Если ориентроваться по CPS (частиц в секунду), то естественный фон (10-20мкР/ч) с СБМ20 это 0,3-0,9 CPS. Вот статья с некоторыми подробностями расчётов, если что: https://sxem.org/2-vse-stati/24-izmereniya/213-radiometr-dozimetr#google_vignette . ЗЫ: политика - оффтоп.
 | LA |  | 17 фев 2025 3:32 |
Прибор можно существенно уменьшить, всё упирается в корпус. Думаю, оптимально было бы что-то такое, хотелось бы найти готовое.
[img:20HCf5xr/image/png]
 | Иван |  | 17 фев 2025 0:33 |
При своей миниатюрности, функциях без излишеств и минимальных ресурсах, данный прибор получился весьма удобным и экономичным (в том числе по себестоимости деталей) для повседневного ношения. Для поиска явных источников радиоактивности достаточно простой схемы динамика-"трещалки". С отображением уровня радиации на экране - это уже измерительный прибор, нуждающийся в +-точности, хотя бы в пределах ресурсов Attiny85. Кроме звукового сопровождения "пойманых" квантов, иногда удобна световая индикация, например, в общественных местах... Для этого достаточно подключить светодиод с ограничивающим резистором 100 Ом параллельно динамику. А в цепи самого динамика установить мини выключатель для возможности его отключения. В имеющемся "навороченом" дозиметре управление звуком выполнено через меню настроек. На практике это оказалось неудобным. Пришлось добавить клавишу. Спасибо за поддержку проекта.
 | LA |  | 16 фев 2025 23:15 |
Этот прибор был спроектирован больше для поиска источников радиации, поэтому работает в поисковом режиме с коротким временем замера для быстрой реакции. Увеличить его можно, если у МК ещё осталась память. Но, т.к. проект уже закрыт, то проверить в железе возможности нет. Если получится, на неделе сделаем.
 | Иван |  | 14 фев 2025 23:20 |
Вариант схемы от Александра из сообщения от 18.01.21г..
 | Иван |  | 14 фев 2025 22:44 |
Дозиметр собран именно со снятием импульса с анода. Вариант с подключением катода через резистор себя не показал: стоит обхватить корпус прибора пальцами в области анода, и начинается лавинный рост показаний. Увидев такое впервые(давно было), даже испугался. Как ни странно, такое подключение до сих пор встречается среди любителей.
Ёмкость ВВ конденсатора пробовал 470нФ и 100нФ. Разницы не заметил, поэтому ради экономии места и веса на плате оставил 100нФ 630 В.
Набег показаний, особенно при включении, до 25-30мкР/ч происходит с любой ёмкостью ВВ конденсатора и с любым из имеющихся СБМ-20. С каждым импульсом (квантом) показание увеличивается на единицу без усреднения по времени. Другой имеющийся дозиметр (на ATmega88) обсчитывает импульсы как-то по другому, иногда с повышением фона выше 23мкР/час, но не так часто, как Дозиметр Мини 9ZIP.RU. При этом количество щелчков/вспышек/импульсов приблизительно одинаково. Нельзя ли увеличить время подсчёта импульсов с последующим суммированием-усреднением?
 | LA |  | 14 фев 2025 13:51 |
По какой схеме собран дозиметр? Есть два варианта, в них импульс со счётчика Гейгера снимается по-разному. Рекомендуется
этот вариант.
Следует обратить внимание на ёмкость высоковольтного конденсатора. Если пульсации высокого напряжения существенны, маленькая ёмкость может сглаживать их недостаточно.
Расчёт ведётся согласно данным на СБМ-20 из книги Виноградова Ю. А. "Ионизирующая радиация: обнаружение, контроль, защита.", 2002 - 78 имп/мкР.
 | Иван |  | 12 фев 2025 16:05 |
Собрал миниатюрный дозиметр по Вашему проекту, с доработками от Александра(на 74НС14).
За неделю тестирования замечен постоянный набег показаний до 23-30мкР/час, после чего значения уменьшаются к норме. При этом на находящемся рядом дозиметре с AMega88 и СБМ20, значения не выходят за пределы 10-18мкР/час.
Попытки изменить ситуацию схемотехнически от набега показаний не избавили. Питание стабильное (LIon, 700maH), без пульсаций, потребление 10мА.
Перечитал статью и ленту комментариев. Возник вопрос - за какой интервал времени производится расчет импульсов? Для СБМ20 по различным источникам измерение проводится за 36 секунд (1/100 часа). Количество импульсов при этом составляет величину радиационного фона в мкР/час. Нельзя ли внести поправку в программу/прошивку?
Прибор получился отличный. Компактный и без излишеств.
[img:ZpnVMFQc/image/png] [img:pBqp5hwH/image/png] [img:RkBjwYCx/image/png]
 | Алексей |  | 20 янв 2025 13:40 |
Спасибо!
 | LA |  | 18 янв 2025 0:07 |
Если надо - сделаем.
 | Alexey |  | 16 янв 2025 19:38 |
Нет ли прошивки под счётчик СБМ-10 для Attiny85?
 | Александр |  | 06 июн 2024 15:38 |
гость алюминиевой пластины не хватит ,если программно нельзя отделить поток гамма от альфы и бетты,то чтобы принимать гамму надо делать двухслойную пластину фильтр ,первая пластина медь ,толщиной 0,5 мм,и на не накладывается вторая пластина из бабита и тоже толщиной 0,5 мм
 | LA |  | 29 май 2024 12:25 |
Нужно проверять. По идее, должно хватить, но может возникать тормозное излучение, которое будет регистрировать датчик.
Пользовательские теги: дозиметр atmega8 увлажнитель [ 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.
Некоторые ругают цапонлак, дескать он всё-таки проводит ток. Кто-то что-либо слышал об этом?