Идея сделать бытовой дозиметр появилась в самом начале моего увлечения электроникой, идея радиации всегда интересовала меня.
Шаг 1: Теория
Итак, дозиметр — на самом деле очень простой прибор, нам нужен чувствительный элемент, в нашем случае трубка Гейгера, питание для неё, обычно около 400V постоянного тока и индикатор, в простейшем случае это может быть обычный динамик. Когда ионизирующее излучение ударяется о стенку счётчика Гейгера и выбивает из неё электроны, оно заставляет газ в трубке стать проводником, поэтому ток идёт прямо на динамик и заставляет его щелкать, если вам интересно, то в сети можно найти гораздо лучшее объяснение.
Я думаю, все согласятся, что щелки — не самый информативный индикатор, тем не менее, у него есть возможность оповещать об увеличении радиационного фона, но подсчет радиации при помощи секундомера для более точных результатов — штука довольно странная, поэтому я решил добавить устройству немного мозгов.
Шаг 2: Дизайн
Давайте перейдём к практике. В качестве мозгов я выбрал Ардуино нано, программа очень проста, она считает пульс в трубке за определенное время и отображает его на экране, также она показывает милый значок-предупреждение о радиационной опасности и уровень заряда батареи.
В качестве источника энергии я использую батарейку 18650, но Ардуино нужно 5V, поэтому я встроил повышающий преобразователь DC-DC и литий-ионный аккумулятор, чтобы сделать устройство полностью автономным.
Шаг 3: Высоковольтный DC-DC
Я хорошо потрудился над высоковольтным источником питания, сделав его вручную, намотав трансформатор примерно на 600 витков на вторичной катушке, упаковав его с МОП-транзистором и PWM на Ардуино. Всё работает, но мне хотелось, чтобы вещи оставались простыми.
Всегда лучше, когда ты можешь просто купить 5 модулей, припаять 10 проводов и получить рабочий девайс, чем наматывать катушки и прикручивать PWM, ведь я хочу, чтобы каждый мог повторить моё устройство. Так что я нашел высоковольтный повышающий конвертер DC-DC, очень странно, но его оказалось очень трудно найти и самые популярные модули имели всего по 100 продаж.
Я заказал его, сделал новый корпус, но когда начал тестирование, он выдавал максимум 300V, в то время как в описании говорилось, что он выдаёт до 620V. Я попытался починить его, но проблема, скорее всего, была в трансформаторе. В любом случае, я заказал другой модуль, и он был другого размера, хотя описание было одинаковым… Я вернул свои деньги за первый модуль, но сохранил его, потому что он давал 400V, которые нам нужны, может быть максимум 450V, вместо 1200 (в китайских измерительных приборах что-то работает совсем неправильно…) В общем, я просто заново открыл спор…
Шаг 4: Компоненты
Показать еще 7 изображений
Итак, в итоге дизайн счетчика Гейгера Мюллера почти полностью состоит из этих модулей:
- Высоковольтный повышающий конвертер DC-DC (Aliexpress или Amazon)
- Зарядник (Aliexpress или Amazon)
- 5V повышающий преобразователь DC-DC (Aliexpress или Amazon)
- Ардуино нано (Aliexpress или Amazon)
- OLED—экран на этих фотографиях 128*64, но в итоге я использовал 128*32 (Aliexpress или Amazon)
- Также нам нужен транзистор 2n3904 (Aliexpress или Amazon)
- Резисторы 10M и 210K (Aliexpress или Amazon)
- Конденсатор 470pf (Aliexpress или Amazon)
- Кнопка-переключатель (Aliexpress или Amazon)
Аккумулятор, опциональную активную пьезо-трещалку и сам счетчик Гейгера я использовал старые советские. Модель STS-5 довольно дешевая и её легко найти на Ибэй или Амазоне, она также совместима с трубкой SBM-20 или любой другой, вам нужно просто задать параметры в программе, в моём случае количество микрорентген в час равно количеству импульсов трубки за 60 секунд. И да, вот модель кейса, напечатанного на 3Д-принтере: ссылка.
Также есть довольно дешевые наборы для создания счетчика Гейгера, которые могут вас заинтересовать: (Aliexpress или Amazon)
Шаг 5: Сборка
Давайте начнём сборку. Первое, что нужно сделать, это настроить вольтаж на высоковольтном DC-DC с потенциометром. Для STS-5 нам нужно примерно 410V. Затем просто спаяйте все модули по схеме, я использовал однопроволочные провода, это повышает стабильность конструкции и даёт возможность собрать устройство на столе, а затем просто поместить его в кейс.
Важный момент состоит в том, что нам нужно соединить минус на входе и выходе высоковольтного конвертера, я просто припаял штекер. Так как мы не можем просто присоединить Ардуино к 400V, нам понадобится простая схема с транзистором, я просто спаял их навесным методом и обернул в термоусадочную трубку, резистор 10MΩ от +400V был закреплен прямо на коннекторе.
Лучше сделать медный кронштейн для трубки, но я просто накрутил провод по кругу, всё работает нормально, не меняйте плюс и минус счетчика Гейгера. Я подсоединил дисплей к съемному кабелю, тщательно его изолировал, так как он располагался очень близко к высоковольтному модулю. Немного горячего клея. И сборка завершена!
Шаг 6: Финал

Помещаем всё в кейс, и мы готовы к тестам. Но у меня нет ничего для тестов в домашних условиях, но, кстати, фоновая радиация должна сработать. Что я могу сказать? Девайс работает. Да, всё верно. Но я вижу множество способов улучшить его, например больший дисплей, чтобы можно было отображать графические элементы, модуль Bluetooth, или использовать Зиверты вместо Рентгена.
Меня девайс устраивает, но если вы улучшите его, пожалуйста, поделитесь вашим устройством! Спасибо за просмотр, увидимся в следующий раз!
LeoBrynnArduino / ПриспособленияДобавлено 67 комментариев Доброго времени суток, уважаемые самоделкины!В этой статье Константин, мастерская How-todo, подробно покажет способ изготовления простого дозиметра на Arduino nano и СБМ20 (СТС-5).Дозиметр, по своему принципу работы — это весьма простое устройство.Для его сборки нам потребуется: Собственно, устройство регистрации заряженных частиц, в качестве которого мы будем использовать трубку Гейгера. Высоковольтный источник питания для нее, с выходным напряжением около 400 В. Устройство индикации, звуковой или световой, которое будет сообщать о пробоях в трубке.В простейшем случае в качестве индикатора можно использовать динамик.Заряженная частица, ударяясь о стенку счетчика, выбивает из нее электроны. И в газе, которым заполнена трубка, возникает пробой. На очень короткое время через трубку поступает питание на динамик, и он щелкает. Конечно же, все согласятся, что щелчки — это не самый лучший способ получения информации.Щелчки, конечно, смогут предупредить о повышении фона, но подсчитывать их при помощи секундомера, для получения точных показаний, просто устаревший метод.Воспользуемся новыми технологиями, и прикрутим к трубке электронный мозг с дисплеем.Переходим к практике. Электроника представлена в виде платы Arduino nano.Программа весьма проста, она подсчитывает количество пробоев трубки за определенный временной интервал, и выводит полученные данные на экран.Также в момент пробоя отображается символ радиации, а также индикатор заряда батареи. Источником питания устройства служит аккумулятор 18650. По причине того, что плата arduino питается от 5Вольт, установлен модуль с преобразователем. Также установлена плата управления зарядкой аккумулятора, чтобы устройство было полностью автономным. Трудности начались, когда автор стал решать вопрос с высоковольтным преобразователем. Первоначально он сделал его сам. Намотал трансформатор на ферритовом сердечнике, порядка 600 витков вторички. Сигнал на него подал из встроенного в Arduino ШИМ. Через транзистор это работает вполне нормально. Автору же мне хотелось сделать конструкцию доступной для повторения любому, даже начинающему самоделкину.Спустя некоторое время, Константин нашел высоковольтные преобразователи на алиэкспрессе.Начнем испытывать покупную версию. Выдал он максимально 300 Вольт, при заявленных аж 620.Заказав другой, он оказался других размеров, при том, что в описании указаны предыдущие.Последний преобразователь таки сподобился выдать необходимое напряжение в 400 В, максимальное составило 450, при заявленном производителем 1200В. Переделываем корпус под другой размер преобразователя. В конечном итоге у нас получается конструкция, которая почти полностью состоит из модулей.Повышающий преобразователь.Плата управления зарядом АКБ.5 вольтовый повышающий модуль.Мозг в виде arduino nano.Дисплей 128 на 64, но в итоге будет применен 128 на 32 пикселя.Также потребуются транзисторы 2N3904, резисторы на 10МОм и 10КОм, конденсатор емкостью 470пФ. Двухпозиционный переключатель. Аккумуляторная батарея, buzzer со встроенным генератором.И, конечно, главный элемент — счетчик Гейгера, примененная модель СТС5.Ее можно заменить на похожий, СБМ20, да и в принципе любой похожий. При замене счетчика необходимо будет вносить коррективы в программу, согласно документации датчика.У использованного счетчика СТС5 количество микрорентген в час соответствуют количеству пробоев в трубке за 60 секунд.Корпус, как обычно, распечатан на 3D принтере.Начинаем собирать.Первым делом необходимо установить выходное напряжение преобразователя при помощи подстроечного резистора.По документации, для СТС5 оно составляет около 410 Вольт.Далее просто соединяем все модули по схеме. Модульный принцип упрощает схемотехнику до минимума.При сборке желательно использовать жесткие одножильные провода, например от витой пары.Благодаря им все устройство легко собрать на столе.После сборки просто помещаем его в корпус.Важный нюанс. Для того чтобы наше устройство заработало, необходимо установить перемычку на высоковольтном модуле.Ей соединяем минус входа с минусом выхода. Но мы не можем управлять высоким напряжением непосредственно с помощью Arduino. Для этого сделаем схему развязки на транзисторе.Паяем навесным монтажом, изолируем термоклеем или термоусадкой, кому как удобнее.В разъеме положительного высоковольтного выхода устанавливаем 10МОм резистор.Клеммы подключения самой трубки желательно делать из медной фольги.Но для тестов можно закрепить и на скрутках. Соблюдайте полярность трубки.Устанавливаем дисплей, подключаем его шлейфом с разъемами.Очень хорошо проверяйте изоляцию, экран расположен рядом с высоковольтным модулем.Навесной монтаж готов, устанавливаем всю конструкцию в корпус.Все закончено, устройство показывает нормальный радиационный фон. Ссылки на компоненты.Arduino Nano400V DC-DC power supply128*32 OLEDПрошивка3Д модель корпусаСчетчик Гейгера для Вас представил автор проекта Константин, мастерская How-todo.Доставка новых самоделок на почту
Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь. 



- в применении напряжений используемых в схемах с микроконтроллерами — 5 вольт или ниже;
- легкодоступные индуктивности или трансформаторы;
- масштабируемость и возможность использования других счетчиков Гейгера-Мюллера путем регулирования напряжения в пределах, по крайней мере, 200-460 вольт;
- состоящая из отдельных функциональных блоков, соединенных последовательно;
- конструкция может быть легко отремонтирована.





Подключение к Arduino
  В ближайшее время наша цель будет завершить создание удобного измерительного устройства с дисплеем, с пересчетом дозы радиационного воздействия при долгосрочном наблюдении, с графическим отображением или контролем предустановленных уровней интенсивности излучения и сигнализацией тревоги при превышении уровней. Пока же мы сконцентрируемся на простой графической индикации. Высокая чувствительность и более высокая фильтрация помех позволит нам проводить эксперименты с более слабыми источниками радиоактивного излучения.  И так соедините выход устройства с Arduino Uno на пин D2. Одиночные импульсы суммируются в переменной через обработку прерывания, и графически отображается количество импульсов в минуту. Для начала опытов такой программы нам достаточно. Даже одна трубка может измерять достаточно точно, но потребуется достаточно много времени для проведения измерений. Необходимо потратить на циклы десятки минут и одно измерение из нескольких циклов может занять несколько часов. Другой способ сделать тоже самое мы можем наблюдать в приборах серийного производства — это делается увеличением количества счетчиков Гейгера-Мюллера включенных параллельно, что увеличит количество захваченных частиц. Как подключить несколько трубок показывает эта схема:
//Радиационные измерения бета / гамма int pocet;                            // переменная для подсчета частиц unsigned long time;                   //   время наблюдения  void setup() {   pinMode(2, INPUT);                  // pin 2  вход от счетчика Гейгера   attachInterrupt(0, nacti, RISING);  // настройка прерывания   Serial.begin(9600);                 // настройка скорости передачи данных по последовательному интерфейсу   Serial.println(" ");                // Новая строка при ресете }  void nacti() {   pocet = pocet++;                    // обработка int0 }  void loop() {   pocet = 0;                          // новое измерение   time = millis() + 60000;            // время конца измерения   while (time > millis()) {}          //  ожидание 1 минуту   if (pocet < 10) Serial.print(" ");  // форматировать согласно количества цифр   if (pocet < 100) Serial.print(" ");   if (pocet < 1000) Serial.print(" ");   Serial.print(pocet);                // написать количество распадов/мин   Serial.print(" ");   for (int i = 0; i < pocet; i++) {   // графический вывод     Serial.print("#");   }   Serial.println(" ");                // окончание строки }   На следующем рисунке показан результат измерения излучения линзы от старого мощного проектора. Оптическое стекло в сравнении с урановым стеклом имеет очень низкую активность. При «прослушивании» была отмечена некая активность, но сложно было оценить, насколько она велика. 

- https://masterclub.online/topic/14153-bytovoi-dozimetr
- https://usamodelkina.ru/11527-prostoj-dozimetr-na-arduino-nano-svoimi-rukami.html
- https://habr.com/post/398345/
































 Схема импульсного преобразователя SEPIC: два варианта выполнения
Схема импульсного преобразователя SEPIC: два варианта выполнения






 Китайский импульсный блок питания от GHXAMP для лампового усилителя. Тест-обзор
Китайский импульсный блок питания от GHXAMP для лампового усилителя. Тест-обзор
 Загрузка...
 Загрузка... 
							
							
						 
							 РадиоКот :: Столовая. Тест блока питания Gophert CPS-3205.
РадиоКот :: Столовая. Тест блока питания Gophert CPS-3205. Устройства защиты УЗМ 51МД и УЗИС С1 40. Сравнение, технические характеристики, схемы подключения.
Устройства защиты УЗМ 51МД и УЗИС С1 40. Сравнение, технические характеристики, схемы подключения. Развальцовка медных трубок в домашних условиях
Развальцовка медных трубок в домашних условиях Как сделать электрогитару своими руками: рекомендации и советы
Как сделать электрогитару своими руками: рекомендации и советы