Мой самодельный дозиметр
Разработка самодельного дозиметра связана с тем, что в моем дозиметре ДБГБ-01 “Ратон-901” вышел из строя стабилитрон СГ301-С.
Стабилитрон тлеющего разряда СГ301-С в стеклянном заполненном водородом корпусе специально разрабатывался для работы с 400-вольтовыми счётчиками Гейгера (например, СБМ-20). Его напряжение стабилизации равно 390 В.
Проявлялась неисправность стабилитрона в полном безразличии дозиметра к радиоактивному излучению 🙂 Но так как радиационная разведка – увлекательное занятие, мне захотелось все-таки обратно заполучить в свои руки дозиметр.
Восстанавливать старый дозиметр – скучно, купить – слишком банально, гораздо интереснее сделать самому! Я использовал из своего заводского дозиметра только счетчик Гейгера, тот самый таинственный ПРГИ-101.
Мой DIY-дозиметр представляет собой объединенные в одном корпусе высоковольтный источник, счетчик Гейгера и формирователь импульсов –
блок-схема дозиметра
вид дозиметра внутри
1 – CCFL-инвертор 2 – умножитель 3 – счетчик Гейгера 4 – формирователь импульсов 5 – согласующая цепь 6 – выключатель питания и разъем для внешнего питания
7 – штеккер для подключения к аудиоразъему смартфона/ноутбука
вид дозиметра снаружи
Как Вы успели заметить, корпусом служит футляр от видеокассеты 🙂 из полипропилена.
принципиальная схема дозиметра
(щелкните мышкой для просмотра схемы в увеличенном масштабе)
Как основу для высоковольтного источника я использовал инвертор для вышедшей из строя CCFL лампы подсветки.
Умножитель C2-C5, VD2-VD4 обеспечивает увеличение напряжения, вырабатываемого CCFL-инвертором, в несколько раз и его выпрямление. Конденсатор C6 сглаживает пульсации напряжения. Напряжение для регулировки снимается с делителя R11-R16 и поступает на инверсный вход ОУ DA1.2, а опорное напряжение снимается с регулируемого делителя R8-R10 и поступает на прямой вход ОУ DA1.2. При превышении напряжением на выходе умножителя заданного уровня на выходе ОУ DA1.2 напряжение резко снижается, МДП-транзистор VT1 закрывается, что вызывает закрытие p-n-p транзистора VT2. При этом подача напряжения на CCFL-инвертор прекращается.
Напряжение с выхода умножителя поступает через резистор R22 на трубку Гейгера-Мюллера. При попадании частицы ионизирующего излучения в счетчике происходит разряд, возникает импульс тока, и, как следствие, импульс напряжения на резисторе R23. Через резистор R24 и ограничивающий диод VD7 этот импульс поступает на прямой вход ОУ DA1.1. На инверсный вход поступает опорное напряжение, снимаемое с регулируемого делителя R18-R20. При превышении импульсом напряжения от счетчика Гейгера уровня опорного напряжения на выходе ОУ вырабатывается импульс напряжения, через резистор R21 поступающий на затвор МДП-транзистора VT3 и открывающий его. Напряжение на стоке транзистора VT3 резко падает и, поступая на вывод 2 таймера DA2, вызывает срабатывание одновибратора на таймере DA2. Удлиненный импульс с вывода 3 таймера DA2 поступает на бипер SP1 и зажигает светодиод HL3 через резистор R26. Также импульс напряжения со стока транзистора VT3 поступает на вход схемы согласования дозиметра и смартфона. Конденсатор C10 развязывает дозиметр и смартфон по постоянному напряжению. Резисторы R27 и R28 составляют делитель напряжения, уменьшающий уровень импульса напряжения. Светодиоды HL4 и HL5 дополнительно ограничивают уровень выходного напряжения, поступающего на микрофонный вход смартфона.
Питание
Питание дозиметра осуществляется от призматической батареи (“Кроны”) напряжением 9 В.
Также предусмотрен разъем для подключения внешнего источника питания.
Дозиметр Сталкера своими руками
Автор: ELcat
Опубликовано 21.11.2011.
Здравствуй, дорогой Кот! Вот уже более 2,5 лет являясь твоим завсегдатаем, решил и я преподнести тебе скромный сюрприз. И так, по многочисленным просьбам трудящихся форумчан, представляю «Дозиметр Сталкера».
Сей прибор разрабатывался для домашнего пользования более года назад, когда по воле случая попался в руки отечественный газоразрядный датчик ионизирующего излучения типа СТС-5.
Это так называемый счётчик Гейгера-Мюллера, в котором под действием высокоэнергетических частиц (обычно гамма и бета), пролетающих сквозь объём специальной смеси газов, находящихся под нужным давлением и в электрическом поле с достаточно высокой напряжённостью, происходит ионизация газа, вызывающая короткий импульс электрического тока через электроды датчика. Данный дозиметр построен на принципе подсчёта количества этих самых импульсов в единицу времени.
Прибор создан как простой и достаточно функциональный цифровой дозиметр и рассчитан на длительную автономную работу.
Он позволяет производить контроль фонового (в соответствии спецификации датчика) излучения в четырёх режимах: сканирующего (время подсчёта 3 секунды), быстрого (время подсчёта 15 секунд), обычного (время подсчёта 1 минута) и точного (время подсчёта 10 минут) с соответствующими допусками.
Также производится фиксация в энергонезависимую память максимального и минимального значений интенсивности ионизирующего излучения в микрорентгенах в час, подсчёт суммарно полученной дозы за время измерения в микрорентгенах (только для быстрого, обычного и точного режимов измерения).
Текущие измеренные параметры отображаются на графическом ЖК дисплее прибора для удобства как в цифровом виде, так и в аналоговом – в виде (псевдо)логарифмической шкалы. На шкале имеются две отметки: 25 мкР/ч и 60 мкР/ч – максимально допустимые уровни по гражданским и военным нормативам соответственно.
Также дозиметр имеет опциональную звуковую и визуальную в виде светодиода индикацию улавливаемых частиц, имеет опциональную подсветку экрана с возможностью выбора одного из трёх цветов, позволяет контролировать уровень заряда батареи с отключением по низкому уровню. Кроме того дозиметр осуществляет контроль исправности датчика на предмет пробоя, запотевания, не погаснувшего в виду «отравления» внутренней среды датчика или чрезмерной интенсивности излучения разряда. В дозиметре реализована функция зарядки батареи от внешнего сетевого адаптера.
Конструктивно дозиметр выполнен на одной плате печатного монтажа. В качестве клемм удерживающих датчик, применены держатели предохранителя (вставки плавкой).
Аккумуляторная батарея крепится к плате при помощи двустороннего скотча. Экран припаивается к плате сверху его «родными» металлическими лепестками, с нижних углов напаиваются полоски медной жести.
Для залуживания металлических частей рамки экрана их рекомендуется обезжирить и подержать на них несколько секунд кусочек ваты, смоченной замеднённой соляной кислотой (в которой травились платы), в результате части покрываются тонким слоем меди и отлично облуживаются даже в канифоли.
Монтаж экрана производится таким образом, чтобы его контактные пружины достаточно плотно прижались к площадкам на плате. При этом нужно следить, чтобы нижняя кромка световода упиралась в прозрачные части корпусов светодиодов. В идеале нижняя кромка световода должна частично их накрывать, что выставляется по максимальной интенсивности и равномерности освещения области отображения экрана.
Но в виду того, что smd светодиоды одного и того же типоразмера встречаются в корпусах разной высоты, такой способ позиционирования экрана в данной конструкции не рекомендуется.
После установки экрана на его нижний край наклеивается полоса непрозрачного скотча с предварительно приклеенной к нему узкой полоской светоотражающей (оконной) плёнки во внутрь, затем нижний край скотча приклеивается к плате, образуя таким образом светонаправляющую систему, которая не пропускает свет вверх и одновременно значительно повышает яркость и равномерность освещённости области отображения экрана. После пайки всех компонентов настоятельно рекомендуется вскрыть плату несколькими слоями электропрочного лака.
Схематически прибор не имеет выключателя питания. Включение/выключение питания осуществляется удерживанием более двух секунд кнопки Меню/Питание. Кратковременным нажатием этой кнопки осуществляется вызов меню, вход в подменю и принятие выбранной опции. Кнопкой Выход/Отмена осуществляется выход из меню, выход из подменю и отмена выбранной опции.
Навигация по пунктам меню осуществляется кнопками Вверх и Вниз. Функция зарядки батареи включается автоматически при подключении зарядного устройства к находящемуся в выключенном состоянии дозиметру.
Во время зарядки производится отображение статуса (осуществляется зарядка или уже окончена) и текущего уровня заряда батареи (только при осуществляющейся зарядке), также постоянно светится светодиодный индикатор. Функция отключается при отключении зарядного устройства или при включении дозиметра.
При достижении полного заряда батареи прибор переходит в режим капельной дозарядки, на экране при этом индицируется статус завершённой зарядки, а светодиодный индикатор периодически загорается, индицируя протекание тока зарядки.
В приборе не применены дефицитные или дорогие компоненты, всё подобрано по концепции «нарыто в своём сундуке». В качестве датчика могут быть использованы отечественные газоразрядные датчики ионизирующего излучения типов СТС-5 или СБМ20.
В качестве батареи применён литий-ионный аккумулятор от телефона Nokia 3310 с напряжением 3,7В и ёмкостью 1150 мА*ч. В качестве дисплея – монохромный ЖК дисплей с разрешением 84х48 точек от той же модели телефона. Вместо микроконтроллера ATmega8 подойдёт обновлённый – ATmega8A.
Допускается замена транзисторов их аналогами, кроме транзистора, стоящего в блокинг-генераторе.
Полевой транзистор в цепи зарядки аккумулятора – любой N-канальный MOSFET «логической» серии (у которых гарантируется полное отпирание при напряжении исток-затвор -5В) с током стока не менее 500мА и насколько возможно низким сопротивлением канала в открытом состоянии.
Не могу вспомнить, какой именно применил я, возможно, это был IRLML5103. В качестве звукового «индикатора» – 32-омная «пищалка» с материнской платы ПК. Для изготовления импульсного трансформатора за основу был взят каркас с ферритовым сердечником от резонансного дросселя миниатюрной 9Вт электролюминесцентной лампы-«сберегайки» фирмы Deluxe.
Немагнитный зазор сердечника пришлифовкой на абразивной бумаге уменьшен до ~0,5мм. В качестве зарядного устройства – «китайская» импульсная зарядка для мобильника с напряжением х.х. порядка 8-11В с перепаянным соответствующе подходящим установленному на плате разъёмом. Печатная плата разведена в SprintLayout 5.
0, в слое М2 обязательно должна быть включена «металлизация» (заливка общим проводом). Все данные о типах элементов и их номиналах в файле присутствуют. Печатная плата изготавливалась методом ЛУТ.
В качестве корпуса применён корпус от китайского мультиметра типа DT-830B, думаю в сундуках многих Котов такого добра найдётся в достатке.
Собранный без ошибок из заведомо исправных деталей и запрограммированный корректным вариантом прошивки прибор в настройке не нуждается. В выключенном состоянии прибор потребляет не более 45 мкА. Включенный прибор при выключенной подсветке потребляет не более 15 мА.
Высоковольтный преобразователь построен по принципу прямоходового импульсного преобразователя на основе блокинг-генератора. Его ток потребления не должен превышать 1-2 мА. Выходное напряжение должно быть в пределах 400 +/- 20В.
В виду чрезвычайно большого внутреннего сопротивления данное напряжение можно измерить только вольтметрами электростатического типа. При программировании прибора следует обратить внимание на тип устанавливаемого экрана.
Прошивка написана под два часто встречающихся «китайских» варианта ЖКИ (под оригинальный прошивка не создавалась в виду дороговизны и чрезвычайно редкой распространённости оного). Их отличительные особенности – наличие или отсутствие дуги слева рамки экрана.
Дело в том, что в них стоят разные контроллеры, которые во многом сходны, но имеют разные смещения областей отображения относительно внутреннего адресного пространства памяти и отличные некоторые команды. Поэтому с «не своим» вариантом прошивки информация на экране будет отображаться не корректно.
При программировании необходимо установить фуз-биты микроконтроллера на работу совместно с внешним 4МГц кварцевым резонатором и отключение порта JTAG.
Также рекомендуется проверить напряжение, при котором закончится процесс зарядки, оно должно составлять не более 4,17В – при таком напряжении окончилась зарядка в телефоне, где находилась применённая мной батарея до этого. Порог отключения по низкому уровню установлен в районе 3,65В.
ВНИМАНИЕ! Литий-ионные аккумуляторы являются чрезвычайно взрыво- и пожаро-опасными в случае механических, температурных или электрических воздействий. Настоятельно рекомендую ознакомиться с соответствующей информацией перед началом работы с ними! Также в устройстве присутствует потенциально опасное высокое напряжение.
Высокое выходное сопротивление источника не позволит нанести серьёзный ущерб организму, но разряд накопительного конденсатора является достаточно ощутимым.
Также новичкам настоятельно рекомендуется ознакомиться с техникой электростатической безопасности, поскольку ряд применённых элементов чрезвычайно чувствительны к статическому электричеству.
На этом, вроде, всё. Прошу прощения за отсутствие электрической схемы, поскольку ввиду своей чрезвычайной кошачьей лени в своих поделках рисую сразу платы. А также за «оптимальность» и «грамотность» в исходнике – с микроконтроллерами и языком Си познакомился относительно недавно.
P.S. А вот представьте себе, многие из нас когда-то были пионЭрами и бегали с вот такими светящимися в темноте компасами, даже не подозревая, что входило по тем временам в состав их светящейся краски:
Вот цитата из Википедии: «До 70-х годов XX века радий часто использовался для изготовления светящихся красок постоянного свечения (для разметки циферблатов авиационных и морских приборов, специальных часов и других приборов), однако сейчас его обычно заменяют менее опасными изотопами: тритием (T1/2 = 12,3 года) или 147Pm (T1/2 = 2,6 года). Опасность таких приборов состоит в том что они не содержали предупреждающей маркировки, выявить их можно только дозиметрами.»
Видео работы девайса.
Файлы:
Печтаная плата
Прошивка МК с исходником
Все вопросы в Форум.
Утащено отсюда: http://radiokot.ru/circuit/digital/measure/60/
там же по тегу “Дозиметр” есть ещё кучка схем.
Бытовой дозиметр радиации север
Всегда хотел обзавестись таким устройством, однако, в старые времена, иметь такое устройство в частном владении гражданам не позволял: во первых моральный кодекс строителя коммунизма, во вторых комитет государственной безопасности. Наверное, потому и хотелось, запретный плод сладок.
А потом их разрешили, но встретиться всё как-то не могли и вот наконец однажды свершилось: мой товарищ в порыве благодарности, за очередной ремонт (уж и не помню чего), извлёк из «закромов» очередной «девайс», отказавшийся у него работать, для моего достойного вознаграждения. Это был дозиметр.
Бытовой гамма дозиметр СЕВЕР предназначен для измерения уровня экспозиционной дозы гамма излучения в диапазоне от 0,1 до 9,99 мкЗв/час.
Достоинства: длительный период безотказной работы, малый вес и габариты, ЖК индикатор, простота производства измерения.
Для начала работы необходимо сдвинуть в сторону на прищепке- зажиме отрезок полихлорвиниловой трубки и тем самым дать возможность токоподводящим контактам замкнуться.
Так, до изумления оригинально, решён вопрос включения-выключения устройства, затем нажать кнопку, расположенную на лицевой панели, показания обнуляются, ещё нажатие и секунд 30-40 идёт счёт (на индикаторе моргает “СЧ”).
Если конечно есть источник радиоактивного излучения. Включенный прибор отсчётами показывает интенсивность ионизации среды и, соответственно, интенсивность излучения источника радиации. Теоретически, если радиационного фона нет, счёт может остаться нулевым – “0.00”.
Только такого ни разу не было. Иногда досчитывает до 0.20-0.28. Это показания близкие к норме – естественный городской фон. Иногда может возле “фонящих” предметов насчитать и поболее.
Тогда делаю повторный замер, если он подтверждает первоначальные показания – остаётся, если по-умному, уйти куда подальше.
Внутри прибора печатная плата с электронными компонентами, большей частью это микросхемы серии К176…, но самая примечательная деталь – счётчик Гейгера, модель используемого измерителя СБМ-20. Жидкокристаллический индикатор марки ИЖКЦ-2-4/7.
Принципиальная схема прибора оказалась проще против ожидаемого и если найти непосредственно сам измеритель СМБ-20 или ему подобный попытка самостоятельного изготовления вполне реальна.
Схема и расположение деталей на плате
Токопотребление дозиметра составляет не более 10 мА. В отсеке питания размещаются четыре дисковые серебряно-цинковые батарейки СЦ-32, ёмкостью 120 мА/ч, с напряжением питания 1,5 вольта.
При их замене необходимо быть внимательным и правильно выполнить установку, а то создателями устройства последовательность соединения батареек в отсеке питания, выполнено настолько мудрёно, что некоторые пользователи после их замены просто уже не имеют возможности пользоваться прибором. Что, в частности, и случилось с человеком, отдавшим мне этот дозиметр.
Видео работы дозиметра
Недостатки: нет нормального выключателя питания, кнопка запуска измерения не типовая, уже через неделю пользования начинает «западать», для смены элементов питания нужно отворачивать 4 самореза. Соединение двух половин корпуса произведено всего одним винтом, что недостаточно – нет плотного прилегания с обоих концов, вследствие чего плохой контакт батареек с потребителем электропитания.
Выводы о приборе
Итог познания и использования дозиметра прост – иметь нужно. В наше время никто не застрахован от того, что возле дома вывалят самосвал грунта для выравнивания дороги, а жильцы, через месяц-другой начнут, с разными «болячками» ходить по больницам. Желаю полного отсутствия гамма излучения в Вашем доме, специально для Radioskot.ru – Babay.
Форум по дозиметрам
Простой дозиметр своими руками: схема. Дозиметры радиации своими руками
Дозиметрами принято называть устройства, которые необходимы для измерения мощности ионизирующего излучения. Также следует учитывать, что некоторые модели дополнительно способны оценивать эффективность дозы.
Рентгенметры к дозиметрам не относятся. Основным элементом устройства приятно считать детектор. По параметру чувствительности он довольно сильно отличается.
В целом эти приборы можно разделить на профессиональные и бытовые модификации.
Для военных применяются особые модели, которые рассчитаны на тяжелые условия использования. В свою очередь, промышленные модификации предназначены для постоянного мониторинга радиации. Собрать дозиметры радиации своими руками довольно просто. Однако это касается только бытовых устройств. Чтобы сделать профессиональную модель, необходимо изучить схемы данных приборов.
Дозиметр из консервной банки
Сделать дозиметр своими руками из консервной банки можно, если заранее заготовить проходной конденсатор и однополюсный тестер. В данном случае баклажка для устройства не потребуется.
На дне консервной банки необходимо проделать небольшое отверстие для спицы. После этого в емкость устанавливается конденсатор. Резистор в свою очередь необходимо напрямую подсоединять к тестеру.
После этого останется только зафиксировать спицу в отверстии банки.
Устройство с двухпроводным детектором
С двухпроводным детектором как собрать дозиметр своими руками? На самом деле, если подобрать все необходимые компоненты, то данная задача вполне выполнима. В первую очередь для устройства заготавливается емкость.
Как правило, она подбирается пластикового типа. Размеры ее во многом зависят от габаритов детектора. Также следует учитывать, что для сборки модели потребуется проходной конденсатор.
В свою очередь, резисторов необходимо подготовить три.
Далее, чтобы сделать дозиметр своими руками, берется демпфер. Для модели с двухпроводным детектором он подбирается только одноканальный. Устанавливать его необходимо непосредственно у конденсатора.
Выпрямители для дозиметров данного типа походят только резонансные. В свою очередь, расширители применяются специалистами довольно редко. Непосредственно для замера эффективности дозы служит проходной конденсатор.
Дополнительно следует учитывать, что демпфер в устройстве нужно устанавливать за детектором.
Применение трехпроводных детекторов
Как сделать дозиметр своими руками трехпроходного типа? Сразу следует отметить, что данная задача является непростой.
Относятся трехпроходные устройства к профессиональным модификациям и предназначены для измерения не только эффективности дозы, но и мощности излучения.
Устанавливать детектор необходимо только после того, как в корпусе будут закреплены все проходные конденсаторы. В данном случае резисторы используются только закрытого типа.
В свою очередь, демпферы подходят одноканальные. Расширитель в данном случае потребуется низкочастотный. Для замера мощности излучения используются только резонансные выпрямители. Для их установки потребуется воспользоваться паяльником.
Стабилитроны в таких приборах используются довольно редко. Связано это с тем, что погрешность в их замерах высокая. Также следует учитывать, что параметр мощности излучения напрямую зависит от типа выходного резистора.
Чаще всего он подбирается электролитический.
Использование векторных резисторов
Собрать с векторными резисторами дозиметр своими руками (схема показана ниже) можно только на пару с сетевыми детекторами. На сегодняшний день приобрести их в магазине довольно сложно. Также следует учитывать, что данный товар в наше время стоит много, по сравнению с другими типами детекторов.
Устанавливать резисторы необходимо только после закрепления проходного конденсатора. В некоторых моделях их припаивают две единицы. В таком случае отрицательное сопротивление цепи порой может дойти до 30 Ом. При этом точность измерений значительно страдает. Также на погрешность работы устройства может влиять емкость конденсаторов. Чаще всего они подбираются на 20 пФ.
Всего этого достаточно, чтобы обеспечить модель отличной чувствительностью.
Далее, чтобы сделать дозиметр своими руками, устанавливается выпрямитель. Он в данном случае подходит резонансного типа. Однако позиционные модели также многими специалистами рассматриваются. На данном этапе очень важно рассчитать параметр электромагнитны помех.
Чтобы уменьшить влияние окружающей среды, многие эксперты рекомендуют устанавливать в устройства электростатические блоки. Приобрести их в магазине можно довольно просто. Также есть возможность воспользоваться триггером небольшой мощности. Однако в этой ситуации отрицательное сопротивление в дозиметре может резко увеличиться.
Чтобы частотные сдвиги не происходили часто, целесообразнее воспользоваться именно интегрированными триггерами.
Применение интегральных резисторов
Сделать с интегральными резисторами простой дозиметр своими руками (схема показана ниже) можно очень быстро. В первую очередь для этого потребуется подобрать корпус.
В данном случае можно использовать пластиковую коробку. Далее, чтобы сделать дозиметр своими руками, нужно установить демпфер. Чаще всего его подбирают многоканального типа.
В свою очередь, одноканальные модели большой точности показаний не дают.
Также следует отметить, что многие специалисты рекомендуют использовать счетчики. Как правило, они подбираются двоичного типа. Устанавливать их необходимо непосредственно на детектор. В данном случае конденсаторы припаиваются после резисторов.
Всего их для дозиметра потребуется три единицы. Первый из них устанавливается сразу на детекторе. Чувствительность его зависит во многом от типа расширителя. Остальные два конденсатора монтируются на внешней стороне выпрямителя.
Для этого придется воспользоваться паяльной лампой.
Простая модель на транзисторе РР20
Собрать данного типа дозиметры радиации своими руками непросто, однако следует понимать, что детектор в этом случае подходит только импульсного типа. Устанавливать транзистор необходимо на выпрямитель. Расширители для этих целей подбираются в основном аналогового типа. Все это необходимо для того, чтобы более точно замерять мощность излучения.
Помимо прочего важно для дозиметра подобрать качественный счетчик. Чаще всего его используют с сегментным индикатором. Наиболее распространенные модификации продаются в магазинах с маркировкой К17. Светодиоды для устройств данного типа применяются довольно редко. В свою очередь, тестеры можно устанавливать только низкочастотного типа.
При этом чувствительность у них довольно низкая.
Использование транзистора РР30
Транзисторы данного типа устанавливаются, как правило, на профессиональные модели. Проводимость у них довольно хорошая, однако работать они способны с детекторами только двухпроводного типа. Чтобы собрать дозиметр своими руками, в первую очередь нужно сделать корпус для устройства. После этого стандартно необходимо подобрать для дозиметра качественный проходной конденсатор.
Емкость его минимум должна быть на уровне 40 пФ. Все это необходимо для того, чтобы отрицательное сопротивление в цепи поддерживалось на уровне 20 Ом. Частотные сдвиги в данном случае можно контролировать при помощи выпрямителя.
Для замера мощности излучения используется обычный демпфер. Устанавливать транзистор Р30 можно только после фиксации расширителя. Эмитерные стабилитроны применяются часто, однако для определения эффективности дозы они походят плохо.
Модель с мембранным конденсатором
Устройства мембранного типа на сегодняшний день являются довольно распространенными. По сравнению с походными конденсаторами, они отличаются пониженной чувствительностью. При этом отрицательное сопротивление в цепи обычно составляет не более 3 Ом.
Все это говорит о том, что точность определения мощности излучения у таких устройств довольно высокая. Также следует учитывать, что детекторы в данном случае подходят только двухпроводного типа. В целом модели получаются компактными, однако по характеристикам довольно сильно отличаются.
Расширители для таких конденсаторов подходят электростатического типа. В свою очередь, выпрямители используются как аналоговые, так и резонансные.
Однако для повышения точности показаний многие специалисты советуют останавливаться на втором варианте. Триггеры для указанных дозиметров подходят средней мощности. Также следует учитывать, что стабилитроны используются в устройствах довольно редко. При этом демпферы для повышения чувствительности необходимо устанавливать с двумя резисторами.
Использование широкополосных конденсаторов
Широкополосные модификации на сегодняшний день встречаются довольно редко. Чувствительность у них не самая лучшая. Также следует учитывать, что они не способны определять мощность излучения. Детекторы чаще всего подбираются трехпроходного типа для приборов.
Таким образом, по габаритам они являются довольно большими. Демпферы устанавливаются на дозиметры самые разнообразные. Для повышения точности показаний часто используют многоканальные модификации. Частота электромагнитных помех в данном случае зависит от класса выпрямителя.
Многие специалисты их приобретают с низкой пропускной способностью.
Чаще всего их можно встретить с маркировкой МР30. Дополнительно известны модификации класса МР40. Входной отклик у них довольно высокий, однако отрицательное сопротивление они способны выдерживать низкое.
Устанавливать конденсаторы на прибор следует только после фиксации непосредственно детектора. Также следует учитывать, что резисторов для схемы потребуется три. Первый из них должен припаиваться в начале цепи.
При этом два остальных резистора необходимы у расширителя.
Дозиметр низкой чувствительности
Дозиметры низкой чувствительности чаще всего используются военными. Чтобы собрать модель данного типа, необходимо в первую очередь подобрать качественный датчик. При этом счетчики используются чаще всего с сегментными индикаторами. В свою очередь, конденсаторы для таких модификаций больше подходят проходного типа. Резисторы многие специалисты рекомендуют приобретать аналоговые.
Все это необходимо для того, чтобы повысить чувствительность прибора до нужного уровня. Триггеры в моделях чаще всего используются малой мощности.
Максимум отрицательное сопротивление они обязаны выдерживать на уровне 4 Ом. При этом непосредственно датчик должен быть рассчитан на 5 Ом.
Скорость выходного сигнала зависит исключительно от мощности конденсатора. Демпферы в устройствах данного типа отсутствуют.
Простой самодельный дозиметр на микроконтроллере в корпусе от рекламной банки)
Что это?
Особенности:
Прошивка (v1, Algorithm Builder):
- Цикл измерения фона 46 сек.
- Из двух последних измерений также показывается среднее.
- Стабилизация высоковольтной части 400В. Благодаря этому мой экземпляр работает вплоть до 2.27В.
- При превышении порога в 1000 мкР, пишет «bad». Еще бы=))
- При разряженой батарее пишет «bat».
Прошивка (v2):
- Относительно v1
- * Повтор функционала прошлой, только на CAVR.
Прошивка (v3):
- Относительно v2
- + Максимальное значение за все время записывается в ЕЕ.
- + Индикация уровня заряда батарей.
- * При превышении порога в 1000 мкР, пишет «HELP»
- * При низком напряжении пишет «bat» и пищит.
- * При повышенном выключает генератор.
- * Диагностика с помощью бузера — зависит от того, что происходит.
Прошивка (v4):
- Относительно v3
- + Функция дозиметра:
- Меряет постоянно с выключеным экраном (эконом энергии), и выводит показания каждые 15 мин.
- Каждые 15 сек. мигает точка — это значит что прибор работает.
- Если намеряли более 100 мР — «Неlp» и заново.
- *Радиометр:
- * Измерение теперь за 23 сек, вместо 46, их два, и они идут в параллель.
- * Верхний порог измерений 100 мР. Если фон более 999 мкP, то дигиты сдвигаются (1.0).
- — Убрал Dos_max
- — Help при 100 мР.
Прошивка (v5):
- Относительно v4
- Дозиметр:
- * Результаты теперь в мкР.
- Радиометр:
- * Обновление показаний теперь 1 секунда! Мерять и показывать начинает сразу. Но лучше подождать секунд 10)
- * Оптимизация кода.
Удачи=)
#rad #asys #geiger #diy
:: ПРИБОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАДИАЦИИ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ::
Чаще всего, в самодельных и многих заводских схемах дозиметров радиации, сначала производится подсчет импульсов от счетчика за примерно 30 секунд, с последующей индикацией в течении нескольких секунд. Для показа разультатов следующего измерения необходимо опять ждать окончания счета, как минимум, полминуты. После чего сброс и подсчёт пол минуты по новой.
В этой же схеме запоминается число импульсов, поступивших от счетчика за каждую из последних 30 секунд, поэтому показания обновляются каждую секунду. Число импульсов поступивших за последнюю секунду заменяет соответствующее значение в списке 30-секундной давности.
Затем все 30 сохраненных значений суммируются, и получается число импульсов N за последние 30 секунд, актуализируемое ежесекундно.
Схема дозиметра на микроконтроллере
Прибор предназначен для измерения ионизирующих излучений, вызванных бета – и гамма-лучи и имеет следующие параметры:
- Диапазон измеряемой дозы: 0 – 250 миллирентген/час
- Напряжение питания: 2 – 3.3 В две батареи АА
- Средний потребляемый ток: 0.5 мА при отключенной звуковой индикации
- Время выхода на рабочий режим: 30 секунд
- Период обновления показаний: 1 секунда
Далее идёт сокращенный статьи, опубликованной в Радио 11-2010. Прибор состоит из следующих функциональных блоков: генератор высокого напряжения для питания газоразрядного счетчика, формирователь импульсов счетчика, узел управления жидкокристаллическим дисплеем, блок звуковой индикации, и стабилизаторы напряжения для питания различных цепей устройства.
Синхронное управление всеми блоками обеспечивается микроконтроллером DD2. Высокое напряжение формируется преобразователем на транзисторе VT2 и трансформаторе T1. На затвор VT2 поступают импульсы частотой 244 Гц и скважностью примерно 4-15% от микроконтроллера DD2. В момент импульса транзистор открыт и в магнитопроводе T1 накапливается магнитная энергия.
При закрывании транзистора в обмотке I трансформатора формируется ЭДС самоиндукции, приводящая к короткому импульсу положительной полярности амплитудой порядка 60 В на стоке VT2. Это напряжение повышается обмоткой II и поступает на утроитель напряжения на диодах VD3-VD5 и конденсаторах C12-C14.
Использование утроителя напряжения снижает требования к трансформатору и упрощает его конструкцию.
Высокое напряжение порядка 400 В поступает на счетчик Гейгера BD1 через нагрузочный резистор R10. При таком напряжении счетчик работает в середине плато своего рабочего диапазона.
Стабилитроны VD6-VD8 ограничивают напряжение на выходе утроителя до уровня 430 В и защищают от пробоя конденсаторы C11-C13 с номинальным рабочим напряжением 630 В. Такая защита необходима в процессе налаживания или при резком удалении дозиметра от источника радиации.
Без стабилитронов напряжение на конденсаторах может превысить 800-900 В и привести к их пробою. Средний потребляемый ток по цепи T1-VT2 не превышает 0.3 мА при сопротивлении нагрузки от 40 МОм и выше.
Стабилизация выходного напряжения преобразователя обеспечивается широтно-импульсной модуляцией, формируемой микроконтроллером. Стабилизация необходима для поддержания рабочего режима счетчика Гейгера при регистрации значительных доз радиации и компенсации падения напряжения батарей при их разряде. Слежение за величиной выходного напряжения производится с помощью обмотки обратной связи III.
Напряжение на этой обмотке выпрямляется диодом VD1 и фильтруется конденсатором C9. Емкость C9 в сочетании с сопротивлением резисторов R7-R8 выбрана из условий его быстрого перезаряда при слежении за выходным напряжением. Напряжение около 5 В с C9 поступает через делитель R6-R7 нa вход аналого-цифрового преобразователя, встроенного в микроконтроллер DD2.
Конденсатор C11 сглаживает острые пики сигнала обратной связи. Напряжение, поступающее с обмотки III, сравнивается микроконтроллером с эталонным напряжением 1.235 В, формируемым источником опорного напряжения на DА1.
Эта микросхема работоспособна при токе стабилизации от 10 мкА, что позволяет увеличить номинал балластного резистора R4 и ощутимо уменьшить ток, потребляемой этой цепью по сравнению с обычными стабилитронами.
При регистрации частиц на счетчике Гейгера формируется импульс отрицательной полярности амплитудой порядка 100 В, поступающий на вход таймера TMR0 микроконтроллера через делитель и формирующую цепочку на резисторах R2,R5,R6 и конденсаторах C7,C10. Число поступивших за последнюю секунду импульсов сохраняется в кольцевом буфере микроконтроллера.
В буфере хранятся результаты последних 30 измерений, которые обрабатываются микроконтроллером каждую секунду по специальному алгоритму перед индикацией. При использовании старых или долго проработавших газоразрядных счетчиков, с приходом каждой частицы вместо одного импульса они могут выдавать серию из 5-50 коротких импульсов. Цепочка C7-R8 отфильтровывает все импульсы из серии кроме первого.
Емкость C7 следует подобрать так, чтобы высокое напряжение на счетчике BD1 восстанавливалось как можно быстрее при фильтрации серии импульсов. Чрезмерное увеличение емкости C7 приведет к снижению быстродействия всего устройства и, как следствие, верхнего предела измерений. При указанной емкости C7 время восстановления соответствует времени неактивности СБМ-20.
Во многих опубликованных схемах вместо цепочки C7-R8 использован одновибратор.
Управление ЖКИ в статическом режиме производится микросхемой DD1, подключенной к микроконтроллеру DD2 через последовательный интерфейс SPI. Конденсатор C8 определяет частоту обновления ЖКИ, которая для указанной его емкости равна примерно 80 Гц. Этим полностью исключается мерцание дисплея. Для питания ЖКИ и DD1 требуется напряжение 3.
3 В, которое снимается с обмотки обратной связи T1 и стабилизируется микросхемой DA2. Напряжение 3.3 В на выходе DA2 таким образом не зависит от напряжения батарей, чем гарантируется постоянная контрастность ЖКИ.
Отметим, что суммарный ток, потребляемый ЖКИ и DD1, не превышает 8 мкА и использование микромощного стабилизатора именно типа MCP1700 здесь принципиально. Дело в том, что собственный потребляемый ток обычных стабилизаторов, подобных L78L33, составляет порядка 5 мА даже без нагрузки. Улучшенные стабилизаторы типа LDO потребляют, как правило, порядка 0.5 мА.
Однако даже это слишком много и приводит к срыву стабилизации высокого напряжения. У MCP1700 собственный потребляемый ток не превосходит 1.6 мкА и нарушения стабилизации не происходит.
При превышении дозы радиации значения 100 мкР/час прибор начинает издавать каждую секунду короткий звуковой сигнал длительностью 50 мс и частотой около 2480 Гц.
Соответствующие импульсы поступают от микроконтроллера на затвор VT1, а через него на пьезоэлектрический излучатель BF1 или на телефонный капсюль, подключенный через разъем XS1. В момент закрывания VT1 на его стоке формируются очень короткие импульсы ЭДС самоиндукции излучателя амплитудой порядка 50 В.
Эти импульсы используются для индикации светодиодом VD2 наличия радиации, превышающей упомянутый выше пороговый уровень, который можно устанавливать программно. Резистор R9 ограничивает импульсный ток через светодиод на уровне 100 мА, что безопасно для большинства светодиодов.
Таким образом, для световой индикации дополнительной энергии от батарей не потребляется. В то же время R9 и VD2 ограничивают пики напряжения на стоке VT1 на уровне 15 В.
Питание прибора производится от двух батарей типа АА или от внешнего выпрямителя с выходным напряжением 5-15 В при токе не менее 10 мА. При подключении выпрямителя к разъему XS2 батарея автоматически отключается контактами разъема. Напряжение выпрямителя стабилизируется микросхемой DA3.
Диод VD9 исключает влияние DA3 на батарею и уменьшает питающее напряжение до 3 В, то есть до номинального напряжения батарей. Использование диода Шоттки продиктовано малым прямым падением напряжения на нем. Диод VD10 предохраняет прибор от ошибочного подключения неправильной полярности внешнего выпрямителя.
Разъем Х1 служит для программирования микроконтроллера на плате через интерфейс ICSP.
Трансформатор T1 намотан на кольце размером 25х15х10 мм, изготовленном из феррита с магнитной проницаемостью 10000. Кольцо поставляется в пластиковой оболочке, исключающей необходимость в дополнительной изоляции сердечника перед намоткой. Первичная обмотка содержит 100 витков провода диаметром 0.35 мм в эмалевой изоляции, намотанных виток к витку равномерно по кольцу в 1 слой.
Индуктивность этой обмотки около 0.1 Гн при сопротивлении по постоянному току 5 Ом. Поверх нее виток к витку в 3 слоя намотана вторичная обмотка, состоящая из 200 витков монтажного провода диаметром 0.25 мм в пластиковой изоляции. Поверх этой обмотки расположена обмотка обратной связи, состоящая из 10 витков провода диаметром 0.
3 мм (желательно также применить провод в пластиковой изоляции). При такой конструкции межобмоточная изоляция не требуется. Сравнительно большое кольцо выбрано для упрощения ручной намотки. Можно также использовать ферритовое кольцо и без пластиковой оболочки, а все обмотки выполнить проводом в пластиковой либо фторопластовой изоляции, или проводом ПЭЛШО.
Кольцо прикреплено к плате пластмассовым болтом М6 через резиновые прокладки
Счетчики Гейгера имеют разброс чувствительности и для обеспечения желаемой точности все дозиметры требуют калибровки в лабораторных условиях, недоступных большинству радиолюбителей. Поэтому дозу радиоактивности, показанную и нашим прибором, можно считать лишь ориентировочной, что, однако, приемлемо для большинства бытовых целей.
Прибор работает при разряде батарей вплоть до 1,7 В. При таком напряжении микроконтроллер и, соответственно, преобразователь напряжения не запускаются, но будучи запущенными от более высокого напряжения батарей, продолжают работать фактически до их полного разряда. Все файлы проекта, в том числе описание настройки – в архиве.
Другие схемы дозиметров смотрите здесь.
Поделитесь полезными схемами
На 555 серии есть неограниченное количество схем как для новичков и любителей, так и для профессионалов. На основе этого таймера можно собрать сигнализации, датчики, генераторы, преобразователи напряжения и частоты, высоковольтные устройства, звуковые и световые игрушки и даже усилители мощности звуковой частоты.
Как сделать паяльник для маленьких деталей на основе резистора. Как известно, пайку миниатюрных радиодеталей удобнее осуществлять малогабаритным, — размером с авторучку, паяльником. Он должен быть низковольтным и гальванически изолирован от сети.
Делаем небольшой ФМ передатчик для прослушки – радиожук. Сегодня представлю вашему вниманию конструкцию очень простого радиожука для повторения. Жучок не содержит дефицитные детали и может быть повторен даже начинающим радиолюбителем. Он имеет маленький размер и питается от литиевой таблетки с напряжением 3 вольт.
