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
63 
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 TOPSwitch TOP221-TOP227
Схемы и печатные платы блоков питания на микросхемах UC3842 и UC3843
Детектор радиации на pin-фотодиодахЕсть вопросы, комментарии? Напиши:
 | LA |  | 17 мар 2025 23:30 |
Идея понятна. Сейчас работы над данным проектом не ведутся, при возможности реализуем.
 | Гость |  | 17 мар 2025 21:35 |
Так и есть. У "Мастера" первые 36 секунд на экране возле нарастающего значения мкРн отображаются буквы "СЧ" - счёт. В момент исчезновения "СЧ" показания соответствуют реальному фону. У других приборов вместо "СЧ" - "песочные часы". Идея в том, чтобы можно было связывать ход процесса подсчёта со временем. Не только первоначальный интервал, но и далее - по вращающемуся в окружности радиусу, делающему оборот за 36 секунд. Если это не трудно. Спасибо.
 | LA |  | 17 мар 2025 20:15 |
О каком именно времени замера речь? Прибор считает в реальном времени за последние 30 секунд. В этом плане можно добавить какой-то анимированный символ в течение первых 30 секунд, а затем его придётся убрать с экрана, потому что интервалов как таковых нет.
 | Гость |  | 17 мар 2025 10:26 |
Чтобы засекать/синхронизировать интервалы времени замеров. Такая возможность имеется на многих аналогичных девайсах. Если позволят ресурсы МК и экрана, - было бы неплохо отбражать окружность с вращающимся отрезком-радиусом, с циклом, соответствующим определённому счётчику.
 | LA |  | 16 мар 2025 18:24 |
Можете подробнее рассказать, для чего это нужно?
 | Гость |  | 16 мар 2025 8:56 |
Здравствуйте. Нельзя ли в данном приборе справа на экране разместить символ первоначального интервала времени? Например, песочные часики, двоеточие или просто точку. Как в "мастере" буквы "сч"(счёт).
 | LA |  | 27 фев 2025 2:04 |
Именно так реализованы настройки в одной из версий прибора. Нужно поискать исходник.
 | Иван |  | 26 фев 2025 20:16 |
Приборчик получился - супер! Без "Атмег", "Хмег" и прочих дорогих сложностей и ненужностей, в которых из сорока ног используется десяток, восемь из которых - интерфейс к.л. редкостного дисплея, а добрая половина выводов гуляет... В данном проекте при минимуме доступных и недорогих деталей есть самое необходимое для большинства случаев - уровень фона и состояние батареи. В комментариях выше упоминалось, что в используемой Attiny85 осталось в резерве примерно 20% памяти. Нельзя ли добавить в программу возможность изменения интервала подсчёта импульсов пользователем? Чтоб не нужно было менять прошивку под каждый тип датчика (различные СБМ, СИ, СБТ...). Например, опрашивать первые 2 секунды вывод 2 МК (ADC), к которому подключить тактовую кнопку на общий провод. Если в эти первые секунды после подачи питания на выводе 2 будет ноль(кнопка нажата), то запускать процедуру калибровки - той же (или другой) кнопкой задавать нужный интервал в пределах от 5 до 120... секунд, увеличивая значение на единицу при каждом нажатии, по кругу. Если кнопка по выводу 2 не нажата - запускать обычный алгоритм подсчёта и индикации. Таким образом прибор можно сделать ещё и универсальным, под любой тип датчика.
 | Иван |  | 25 фев 2025 22:05 |
Если расчёт сходится, и подтверждается самым упрямым - фактом - практикой, чего ж ещё? Прыгать показания будут и за больший интервал, только в меньшем диапазоне. С измерением за 45 секунд происходили регулярные набеги показаний до 23-30мкР/ч, что не соответствовало другим источникам данных, включая официальный. Почему не будет поискового режима? А динамик на что? Параллельно ему ещё и светодиод может подмигивать. Ухом/глазом вполне несложно уловить разницу в частоте треска/вспышек. Причём мгновенно. Да и небольшое, но стабильное увеличение цифр на экране в зависимости от места - вполне поиск.
 | Гость |  | 25 фев 2025 16:51 |
А теперь давайте подумаем. Допустим, 20 импульсов за 36 секунд дадут показания 20 мкР/ч. То же самое, но по формуле: (3600*20)/36/78 даст 25 мкР/ч. Из округлений тут только отбрасывание десятичной части. Т.е. рассчёт правильный, при нём показания точно такие же, как и при подсчёте количества импульсов за 36 секунд. Прыгать они будут при любом варианте, т.к. время небольшое. За 5 минут показания будут стабильными, но не будет поискового режима.
 | Иван |  | 23 фев 2025 9:53 |
В таблицах указано "импульсов на микрорентген". Микрорентген в минуту/час/..., т.е с привязкой уровня ко времени, почему-то не указано нигде. Ещё и по разным таблицам данные отличаются (60-75, 67+-7,5...). С интервалом измерения 36 секунд прибор "идёт в ногу" со старым навороченым "собратом" и в соответствии с официальными данными из Интернета. Вставить имеющиеся таблицы и статью не получается, поэтому отправил почтой. Спасибо за труд.
 | LA |  | 22 фев 2025 22:09 |
Не за что, пользуйтесь. Просто предупредил, что 36 секунд для СБМ20 не соответствует данным из справочников - 78 импульсов на микрорентген.

 | Иван |  | 22 фев 2025 20:03 |
Порядок. Спасибо. При подсчёте за 36 секунд сумма импульсов для СБМ20 составляет количество микрорентген в час. Для других датчиков интервал времени другой, т.к. у каждого датчика свой параметр "импульсов на микрорентген", поэтому интервал не может быть произвольным. Для повышения точности вычисляется среднеарифметическое от измерений за несколько интервалов по 36 секунд. Либо накопленное значение делится на количество интервалов... С последней прошивкой всё устраивает - величина фона хоть и колеблется, но в пределах 10-20мкР/час, цифры хорошо читабельны. Ещё раз спасибо!
 | LA |  | 22 фев 2025 11:09 |
Проверьте:
dosimeter_sbm20_36s_2.hexЧто касается алгоритма подсчёта, то показания при прямом подсчёте за 36 секунд будут меньше, чем в стандартной прошивке по формуле.
 | Иван |  | 22 фев 2025 0:44 |
В первой/оригинальной прошивке (которая с превышениями показаний) были вполне нормальные ажурные цифры, с толщиной максимум 4 пикселя и более узкими участками. Начиная с прошивки ...60s цифры стали жирными, шириной 5 пикселей. Ноль выглядит как овал, число 11 можно спутать с буквой U... Наверное, пытались улучшить дизайн, но ухудшилась читабельность. Подсчёт импульсов за 36 секунд даёт отличные/правильные результаты. Спасибо за понимание.
 | LA |  | 21 фев 2025 23:16 |
Можно поставить любой шрифт. Размер знакоместа - 16*32.
Покажите, как выглядит тот, который нужен. Может быть он где-то сохранился.
 | Иван |  | 21 фев 2025 18:19 |
...если несложно, нельзя ли вернуть цифры с шириной в четыре пикселя вместо пяти? Жирные цифры ассоциируются с нерезкостью. И в комментариях выше обсуждали во сколько микроампер потребления "обходится" каждый пиксель. Экран хоть и маленький, но имеет хорошее разрешение. Лучше справа, под "батарейкой" вывести тонкими цифрами среднее - CPS. И больше никакой другой прибор с наворотами или без, не нужен.
 | Иван |  | 21 фев 2025 18:07 |
За день измерений фона в разных местах, показания радиометра находились в пределах 8-17 мкР/час, что в среднем (12,5) соответсвует норме и официальным источникам из Интернета - 13мкР/час. Можно оставить и так. Возможность дальнейшего совершенствования видится в выводе на экран суммы сначала за первые 36 сек, а затем среднеарифметического за пару-тройку последующих интервалов (по 36сек). Если, конечно, хватит ресурсов Attiny85. Спасибо за разработку и поддержку хорошего прибора!
 | 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.
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?