قمت بتطوير وتجميع
عداد جيجر - وهو جهاز قادر على اكتشاف الإشعاعات المؤينة والتحذير من مستويات الإشعاع الخطيرة في البيئة بنقرات مألوفة. ويمكن أن تستخدم أيضا للبحث عن المعادن، وتحديد ما إذا كان هناك وجدت صخرة خام اليورانيوم!
على الإنترنت ، يمكنك العثور على العديد من المجموعات والإرشادات الجاهزة لتجميع عداد جيجر ، لكنني أردت أن أفعل شيئًا فريدًا - وقمت بتطوير شاشة واجهة المستخدم الرسومية مع عناصر تحكم تعمل باللمس وعرض جميل للمعلومات على الشاشة.
الخطوة 1: النظرية الأساسية
مبدأ العملية هو بسيط جيجر العداد. يتعرض رقيقة الجدران أنبوب الغاز في انخفاض الضغط داخل (جيجر مولر أنبوب) إلى الجهد العالي. الحقل الكهربائي المولّد لا يكفي للانهيار الكهربائي ، وبالتالي لا يتدفق التيار عبر الأنبوب - حتى يمر فوتون الإشعاعات المؤينة.
عندما يمر إشعاع بيتا أو جاما عبر الأنبوب ، يمكن أن يؤين جزءًا من جزيئات الغاز في الداخل ، مما يؤدي إلى ظهور إلكترونات حرة وأيونات موجبة. تبدأ الجزيئات في التحرك تحت تأثير مجال كهربائي ، وتكتسب الإلكترونات سرعة كافية للبدء في تأين جزيئات أخرى ، الأمر الذي يؤدي إلى سلسلة من الجسيمات المشحونة التي تبدأ في تسيير التيار لفترة قصيرة. يمكن اكتشاف هذا النبضة الحالية الموجزة باستخدام المخطط أعلاه ، الذي ينشئ صوت نقر ، أو ، كما في هذه الحالة ، ينقل المعلومات إلى متحكم دقيق ، يمكنه إجراء عمليات حسابية باستخدام هذه البيانات.
أستخدم أنبوب SBM-20 Geiger-Muller لأنه من السهل العثور عليه على موقع eBay وهو حساس تمامًا لإشعاع بيتا وجاما.
الخطوة 2: أجزاء والتجمع
كدماغ للمشروع ، استخدمت لوحة NodeMCU مع متحكم ESP8266. أردت أن تأخذ ما يمكنك البرنامج كيف اردوينو، والتي من شأنها أن تكون سريعة بما يكفي لرسم الصورة على الشاشة دون تأخير.
لتزويد الفولتية العالية ، استخدمت
محولاً من Aliexpress - يزود أنبوب جيجر مولر بـ 400 فولت. ضع في اعتبارك أنه عند فحص جهد الخرج ، لا يمكن قياسه مباشرةً بمقياس متعدد - إذا كانت المعاوقة منخفضة جدًا ، سينخفض الجهد وستكون القراءات غير دقيقة. اصنع مقسم جهد بمقاومة لا تقل عن 100 ميغا أوم في سلسلة باستخدام المتر المتعدد.
يتم تشغيل الجهاز بواسطة بطارية 18650 ، من خلال محول آخر يوفر 4.2 فولت مستقرة إلى الدائرة المتبقية.
فيما يلي قائمة بجميع المكونات الضرورية:
- SBM-20 GM handset (البحث على موقع ئي باي).
- محول الجهد العالي ( AliExpress ).
- محول لل 4.2 V ( AliExpress ).
- رسوم esp8266 NodeMCU ( الأمازون ).
- 2.8 "شاشة تعمل باللمس SPI ( الأمازون ).
- 18650 بطارية ( Amazon ) أو أي بطارية 3.7 فولت LiPo (500+ مللي أمبير).
- 18650 حامل البطارية ( الأمازون ). تبين أن هذا الحامل كبير جدًا بالنسبة للوحة ، واضطررت إلى ثني جهات الاتصال إلى الداخل. وأوصي لإلقاء بطارية ليبو أقل، وجندى من الأسلاك موصل JST إلى محطات لتوليد الطاقة على متن الطائرة.
المكونات الإلكترونية المختلفة:
- المقاومات في 330 ، 1K ، 10K ، 22K ، 100K ، 1.8M ، 3M أوم. لإنشاء مقسم جهد ، هناك حاجة أيضًا إلى 10 مقاومات MΩ.
- المكثفات: 220 pF.
- الترانزستورات: 2N3904.
- الصمام 3 مم.
- مكبر الصوت: أي عنصر كهرضغطية على 12-17 ملم.
- حامل المصهر 6.5 × 32 (للتركيب الموثوق للأنبوب).
- تبديل 12 ملم.
في
GitHub ، قمت بنشر الرسم في PDF - إنه يوضح كيفية توصيل جميع المكونات. على الأرجح ، من الأرخص طلبها من تجار الجملة مثل DigiKey أو LCSC. يحتوي GitHub على لوحة تحمل طلبي مع LCSC لمعظم المكونات.
ليس من الضروري عمل لوحة ، ولكن مع ذلك يصبح تجميع الدائرة أسهل وأكثر دقة. نشرت أيضًا ملفات Gerber للوحة على جيثب. بعد أن حصلت على استعداد لدفع، وقدم لي بعض التصحيحات في المخطط، لاعبا إضافية وذلك في الخطة الجديدة ليست ضرورية - على الرغم من أنني لم نجرب ذلك.
تمت طباعة العلبة على طابعة ثلاثية الأبعاد مصنوعة من بلاستيك PLA ، ويمكن
تنزيلها هنا . قمت بتعديل ملفات CAD بإضافة ثقوب لإرفاق لوحة جديدة. كل شيء يجب أن يعمل ، على الرغم من أنني لم تختبره.
الخطوة 3: رمز واجهة المستخدم
لإنشاء واجهة العرض ، استخدمت مكتبة Adafruit GFX.
تم نشر الكود
على جيثب .
تعرض الصفحة الرئيسية للواجهة الجرعة الحالية وعدد العمليات في الدقيقة والجرعة الإجمالية المتراكمة منذ تشغيل الجهاز. يمكن للمستخدم التبديل بين الصيام والتلخيص بطيئة تغيير الفاصل المجموع الفرعي حسابية 3-60 ثواني. يمكن تشغيل وإيقاف squeaker و LED بشكل منفصل.
هناك قائمة من الإعدادات الأساسية التي تسمح للمستخدم بتغيير وحدة الجرعة وعتبة التحذير وعامل المعايرة ، والتي تربط عدد العمليات في الدقيقة ومعدل الجرعة. يتم تخزين كافة الإعدادات في EEPROM، واستعادة بعد بداية الشوط الثاني.
الخطوة 4: التحقق والاستنتاج
يتم تنشيط جيجر مكافحة 15-30 مرة في الدقيقة الواحدة من إشعاع الخلفية الطبيعية أمر متوقع من SBM 20 الأنابيب. يتم تسجيل عينة صغيرة من خام اليورانيوم كمشع معتدلة ، بحوالي 400 نقرة في الدقيقة ، ويمكن
لمصباح الثوريوم أن يتسبب في أن يسجل العداد 5000 نقرة في الدقيقة ، إذا أبقته قريبًا منه!
مكافحة تستهلك 180 مللي أمبير في 3.7V، وذلك على بطارية ماه 2000 يجب أن تستمر لمدة 11 ساعة.
أخطط لمعايرة الأنبوب بدقة على مصدر قياسي لـ cesium-137 ، مما سيجعل القراءات أكثر دقة. تشمل التحسينات المستقبلية دعم WiFi وتسجيل البيانات ، لأن ESP8266 يحتوي على WiFi مدمج.
آمل أن تكونوا قد وجدت مشروعي مثيراً