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
56 нравится?
13 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:
| 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.
| Гость | | 28 май 2024 13:21 |
Я планирую прикрутить на корпус что-то похожее на задвижку как на МКС. А алюминиевой пластинки не хватит?
| LA | | 28 май 2024 10:57 |
Показания дозиметра с этим датчиком будут условными. Для точных нужно закрыть его свинцовой пластиной, отсекающей альфу и бету.
| Гость | | 28 май 2024 9:26 |
Благодарю Вас! Протестирую Бета1 сообщу о результате. Всего доброго.
| LA | | 28 май 2024 7:47 |
Для СБМ-20 подойдёт любая из тех, что выложены здесь для схем с СБМ-20.
Для Бета1-1:
dosimeter_oled_beta1.hex (в железе не проверена)
| Гость | | 28 май 2024 1:11 |
Огромное спасибо что откликнулись! Дело в то что я собрал два прибора и использую разные трубки. И обе не как в схеме от Александра. Если Вам не в тягость можно ли скомпилировать две прошивки? Одна под СБМ-20 с чувствительностью 68 имп/мкР. А вторая под Бета1-1 с чувствительностью 120 имп/мкР. Не знаю важный ли момент но я использовал attiny85V-10 с максимальной частотой 10 МГц.
Заранее благодарен
| LA | | 23 май 2024 9:49 |
Да. Напишите, какую именно чувствительность поставить.
| Гость | | 23 май 2024 9:01 |
Приветствую всех! Тема уже долгое время не обсуждается, но надеюсь кто-нибудь откликнется. Возможно ли оптимизировать прошивку "вариант дозиметра от Александра" с трубкой СБМ-21 под трубку Бета1-1. Там чувствительность 96-144 имп/мкР. Заранее благодарен
| Гость | | 11 апр 2024 20:31 |
Теоретически МК может зависнуть от пролёта через него частицы, если измеряемый источник находится рядом. На этот случай должен помочь watchdog, который сбросит МК при зависании.
| Александр | | 11 апр 2024 13:53 |
Валерий это бывает когда неправильно разведена плата либо не выполнено расстояние между проводниками высоким ,граунд или управление на текстолите это расстояние должно быть не менее 1,5 мм и ширина продников высоковольтных должна быть не более 0,3 мм,если эти условия не соблюдаются то микроконтроллер уходит в защиту и транзистор сгорает,на жёсткой логике преобразователь просто не запускается
| Валерий | | 10 апр 2024 11:35 |
Речь о зависании микроконтроллера с логической единицей на выходе ШИМа. Транзистор открыт, по первичке трансформатора неперывно течёт ток, обмотка перегревается и перегорает.
| Александр | | 10 апр 2024 7:38 |
Валерий всё дело в том что на микроконтроллере сделан экономичный режим и деталек мало для преобразователя HV ,а на дискретных элементах много получается и они дороговато стоят против микроконтроллера,а если будет короткое то идёт останов генерации ,транзистор на трансе закрывается ,транзистор может пробиться в том случае если выбросы идут выше его рассчётного напряжения на которое он рассчитан так бывает тоже
| Валерий | | 07 апр 2024 19:57 |
Если микроконтроллер зависнет с логической единицей на ШИМе, то трансформатор скорее всего сгорит. Тем и хороша отдельная микросхема на питании, что она не зависает.
| Евгений. | | 07 мар 2024 23:00 |
Газоразрядный счетчик Гейгера-Мюллера, как правило, выполняется в виде герметичной трубки, стеклянной или металлической, из которой откачан воздух, а вместо него добавлен инертный газ (неон или аргон или их смесь) под небольшим давлением, с примесью галогенов или спирта. Счетчик СТС-5 представляет собой представляет собой тонкостенный цилиндр, изготовленный из нержавеющей стали. Внутри цилиндра натянута нить из проволоки. Из цилиндра откачан воздух, а затем заполнен смесью неона и паров брома под небольшим давлением. Сбм20 смесь неона, аргон, паров брома. 3 вещества имеющих собственные номера в таблице. Есть тз по наполнению счетчиков. Спирты́ (от лат. spiritus — дух; устар. алкого́ли, от араб. الكحول аль-кухуль — порошок[2]) — органические соединения, содержащие одну или более гидроксильных групп (гидроксил, −OH), непосредственно связанных с насыщенным (находящимся в состоянии sp³-гибридизации) атомом углерода[3]. Спирты можно рассматривать как производные воды (H−O−H), в которых один атом водорода замещён на органическую функциональную группу: R−O−H..
| Евгений. | | 07 мар 2024 16:06 |
Наработка в часах указывается для фэу. Для гейгеров указывается в минимальном количестве импульсов до потери работоспособности. Для сбм20 это 2х10 в 10й степени.
| Евгений. | | 07 мар 2024 15:44 |
Виктор. Я тоже без сорказма рад за вас. Вы сделали свой преобразователь и он вам он нравиться. Отлично. У меня в момент подкачки при ерф 7мка. И я тоже даволен. Про мифы расскажите людям которые этого добились. Удачи.
| Виктор | | 07 мар 2024 15:12 |
Евгений. Я не собираюсь никого слушать. У меня уже есть отличный преобразователь с лития на 400 вольт, стабилизированный, с потреблением менее миллиампера, с пульсациями меньше 20 милливольт, допускающий подключение нагрузки в 10 МОм. Мне не нужны никакие другие мифические и существующие только в вашем воображении схемы. Меня эти две собранные платки более чем устраивают.
Насчёт вашего "учите матчасть". Возвращаю это вам. Счётчики типа СБМ-20 и СТС-5 являются именно спиртовыми. Вот только спирт там не тот, который вы, судя по всему, обильно употребляете, а галогениды из класса многоатомных спиртов. Их вообще очень много на свете, а не только C2H5OH.
Откуда вообще 1000 лет взялась? В справочнике есть эта цифра в графе "срок службы", но она обозначает часы а не годы.
| Евгений. | | 07 мар 2024 14:22 |
Что то память стала подводить. Совсем забыл про это
[img:qn1YmTW/image/png]
| Евгений. | | 07 мар 2024 14:06 |
LA. Вот здесь я с вами согласен. Преобразователь на мк будет экономичнее. Вы правильно все говорите. У него не будет понятия холостого хода. Потребление только при подкачке. Но увы, иногда нужны просто преобразователи. Самый экономный на данный момент из известных мне потребляет на холостом ходу 3.86мка.
Пользовательские теги: Дозимитер дозиметр самодельный [ 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?