我开发并组装了
盖革计数器 （
Geiger counter） ，该装置能够检测电离辐射并通过熟悉的喀哒声警告环境中的危险辐射水平。 它也可以用于搜索矿物，并确定在找到的石头中是否发现了铀矿石！
在Internet上，您可以找到许多现成的工具包和组装盖革（Geiger）计数器的说明，但是我想做一些独特的事情-我开发了带有触摸屏的GUI显示器，并在屏幕上漂亮地显示了信息。
步骤1：基础理论
盖革计数器的工作原理很简单。 内部带有低压气体的薄壁管（Geiger-Muller管）暴露于高压电流下。 产生的电场不足以引起电介质击穿，因此电流不会流过管-直到电离辐射的光子通过管为止。
当β或γ射线通过管子时，它可以使内部的部分气体分子电离，从而导致出现自由电子和正离子。 粒子在电场的影响下开始移动，电子获得足够的速度以开始使其他分子电离，这导致一系列带电粒子在短时间内开始传导电流。 该电流的短暂脉冲可以通过该方案中，其产生噼啪声，或者，如在本情况下的装置进行登记，该信息发送到微控制器，其可与该数据执行计算。
我使用SBM-20 Geiger-Muller管，因为它很容易在eBay上找到，并且对β和γ辐射非常敏感。
步骤2：零件和组装
作为项目的大脑，我将NodeMCU板与ESP8266微控制器配合使用。 我想采用像Arduino这样的可以编程的东西，它的速度足以在没有延迟的情况下在屏幕上渲染图像。
为了提供高电压，我使用了
带有Aliexpress的
变压器 -它为Geiger-Muller管提供400 V的电压。 请记住，检查输出电压时，不能直接用万用表测量-如果阻抗太低，电压将下降并且读数将不准确。 用万用表串联一个电阻至少为100兆欧的分压器。
该设备由18650电池供电，并通过另一个变压器为其余电路提供稳定的4.2 V电压。
这里是所有必要的组件列表：
- SBM-20 GM手机（在eBay上搜索）。
- 高压变压器（ AliExpress ）。
- 4.2V变压器（ AliExpress ）。
- NodeMCU esp8266开发板（ Amazon ）。
- 2.8“ SPI触摸屏（ 亚马逊 ）。
- 18650电池（ Amazon ）或任何3.7 V锂聚合物电池（500+ mAh）。
- 18650电池座（ 亚马逊 ）。 原来，这个支架对板子来说太大了，我不得不向内弯曲触点。 我建议使用较小的LiPo电池，并将JST连接器的导线焊接到板上的电源触点。
各种电子元件：
- 电阻为330、1K，10K，22K，100K，1.8M，3M欧姆。 要创建分压器，还需要10MΩ电阻。
- 电容：220 pF。
- 晶体管：2N3904。
- LED 3毫米。
- 高音单元：12-17 mm上的任何压电元件。
- 保险丝座为6.5×32（对于该管的可靠的固定）。
- 12毫米开关。
在我的
GitHub上，我将该图发布为PDF-它显示了如何连接所有组件。 从DigiKey或LCSC等批发商那里订购它们，最有可能便宜。 GitHub上有一个铭牌，我在LCSC的订单中订购了大多数组件。
不必制作电路板，但是有了它，电路的组装变得更加容易和准确。 我还在GitHub上发布了董事会的Gerber文件。 收到完成的电路板后，我对电路进行了一些更正，因此不需要在新电路中使用其他跳线-尽管我没有进行检查。
外壳是用PLA塑料制成的3D打印机打印的，可以在
此处下载 。 我通过添加用于连接新板的孔来调整CAD文件。 一切都应该工作，尽管我还没有测试过。
步骤3：代码和用户界面
为了创建显示界面，我使用了Adafruit GFX库。 该代码
发布在GitHub上 。
界面的主页显示了当前剂量，每分钟的操作次数以及自设备打开以来的总累积剂量。 用户可以在快速求和和慢求和之间切换，将计算中间和的间隔从3秒更改为60秒。 尖叫声和LED可以分别打开和关闭。
有一个基本设置菜单，允许用户更改剂量单位，警告阈值和校准系数，这与每分钟的操作次数和剂量率相关。 所有设置都保存在EEPROM中，并在重启后恢复。
步骤4：验证和结论
Geiger计数器每分钟会从自然背景辐射中触发15-30次，这是SBM-20管所期望的。 一小部分铀矿石被记录为中等放射性，每分钟约400次点击，而
lamp灯若使它靠近，则可使计数器每分钟记录5,000次！
仪表在3.7 V时消耗180 mA的电流，因此2000 mAh的电池应持续约11个小时。
我计划在标准铯137离子源上准确校准管，这将使读数更加准确。 由于ESP8266内置WiFi，因此未来的增强功能包括WiFi支持和数据记录。
希望您发现我的项目有趣！