Bouwpakket voor stralingsdetector / Compatibel met Arduino / versie 2.01
Bron: DIY Geiger Counter Radiation Detector Kit ver.2
Onderdelenlijst:
Weerstanden:
R1, R2 – Weerstand 33K
R3, R21 – Weerstand 1K
R4 – Weerstand 3K
R5 – Weerstand 100K
R6, R7, R8, R9, R10, R15 – Weerstand 10M
R16, R22 – Weerstand 10K
R18 – Weerstand 47K
R17, R19, R20 – Weerstand 470K
P1 – Potentiometer met variabele weerstand 3296W 100 ohm
Condensatoren:
C3, C4, C12, C10, C11 – Keramische schijfcondensator 100nF 50V (104)
C1, C2 – Elektrolytische condensator 100uF
C5 – Meerlaagse keramische condensator 1nF 50V (102)
C6, C7, C8 – Meerlaagse keramische condensator 10nF 1KV (103)
C9 – Keramische schijfcondensator 270pF 50V (271)
Halfgeleiders:
D1, D2, D3 – 1N4937, ultrasnelle diode
T2 – MPSA42, hoogspannings-NPN-transistor
T1, T3, T4 – 2N3904, standaard NPN-transistor
TS555CN – CMOS 555 timer-IC, x2
LED1, LED2 – 3mm LED
Inductoren:
L1 – 100uH, axiale inductor
L2 – 10mH, ferrietkerninductor
Overig:
Hoogwaardige printplaat
Piëzo-zoemer, x1
Buishouderclips, x2
8-pins DIP IC-socket, x2
Schuifschakelaar, aan/uit, x1
Male pinheaderpinnen, 4-pins x1, 3-pins x2, 2-pins x1
Aansluitblok, x1
USB Type B-aansluiting, x1
Jumpercup, x1
M3-afstandhouders, x4
M3-schroeven, x4
Geigerbuis NIET inbegrepen!
Technische specificaties:
- Compatibiliteit printplaat voor geigerbuis: STS-5, SBM-20 of J305
- Compatibiliteit geigerbuisspanning: buizen met een anodespanning van 350-500V
- Voedingsspanning: 5V USB; 4x 1,2V batterij; 3x 1,5V batterij
- Voedingsstroom: 12mA-30mA
- Afmetingen printplaat: 120 x 50 mm
- LED- en geluidsindicatie
- Compatibel met Arduino
- Inclusief hoogohmige spanningsdeler
Introductie van de kit:
Dit is een eenvoudige doe-het-zelf geigertellerkit met een voorgefabriceerde printplaat en componenten om te solderen.
De geigerbuis moet apart worden aangeschaft.
De kit kan elke geigerbuis aansturen die een anodespanning van 350-480V DC nodig heeft. De hoogspanning is gekalibreerd met P1.
Voor normaal gebruik hoeft de hoogspanning niet gestabiliseerd te worden, dus enkele voltsafwijkingen zullen de resultaten niet beïnvloeden, aangezien de spanning zich in het plateau van de buis bevindt. De TS555CN genereert blokgolven die de MPSA42-transistor aansturen om hoogspanningspieken te produceren over een inductor van 10 mH. Ultrasnelle diodes gelijkrichten en vermenigvuldigen de wisselspanningspieken. Omdat de Geiger-buis slechts enkele µA verbruikt, zijn er geen grote condensatoren nodig.
Een condensator van 10 nF levert de benodigde stroom voor de buis.
De pulsregistratieschakeling is opgebouwd met een T3-transistor en een tweede TS555CN-IC. De 555 is een eenmalige multivibrator (pulsverlenger van 50 ms).
Het concept van de kit is uitsluitend visuele en akoestische indicatie van ioniserende straling. Dit is geen dosimeter die de dosis of het niveau meet, maar kan worden aangesloten op een Arduino en op verschillende manieren worden gebruikt.
Montage en solderen:
Volg onze montage- en soldeerinstructies. Print het schema uit en houd het bij de hand tijdens het solderen, zodat u het gemakkelijk kunt raadplegen.
Denk eraan om netjes te solderen en de juiste componenten op de juiste plaats te installeren. Het is altijd lastig om componenten van de printplaat los te solderen. Wij zijn niet verantwoordelijk als u uw printplaat oververhit of de componenten van de kit beschadigt door onjuist solderen. Controleer alles goed voordat u begint met solderen. Gebruik soldeer met harskernflux. Sommige industriële fluxen hebben een weerstand van enkele mega-ohm en vereisen speciale reiniging die u thuis niet kunt uitvoeren.
Neem de tijd tijdens het solderen. Het duurt ongeveer een uur om de kit te voltooien.
Gebruik niet te veel soldeer. Een goede soldeerverbinding ziet er als volgt uit:
We adviseren u om soldeerdraad met een dikte van 0,8 mm of 1,00 mm en een laag smeltpunt te gebruiken, zoals:
60/40 – 186 graden Celsius (386 graden Fahrenheit)
63/37 – 183 graden Celsius (361 graden Fahrenheit)
Als u overtollig soldeer van de pad moet verwijderen, gebruik dan desoldeergereedschap (soldeerlint of kleine
pomp). Flux kan worden verwijderd met een zachte borstel en isopropylalcohol (IPA99%, isopropanol).
Begin met het solderen van de weerstanden. Alle horizontale componenten moeten eerst worden gesoldeerd.
Soldeer vervolgens alle condensatoren en de L1-spoel. LET OP: de printplaat heeft condensatoren met de aanduiding C* die alleen met NE555-timers mogen worden geïnstalleerd, NIET met de meegeleverde CMOS TS555-timers!
De printplaat biedt ruimte voor een spanningsdeler met hoge impedantie. De kit bevat zes (6) 10MΩ-weerstanden, maar
de printplaat maakt de installatie van maximaal tien 10MΩ-weerstanden mogelijk. Voor het kalibreren van hoge spanningen hebben we niet alle tien
weerstanden nodig; een deler van 60MΩ is voldoende. Soldeer de zes (6) 10MΩ-weerstanden zoals weergegeven op de foto: R6,
R7, R8, R9, R10, R15
Controleer de oriëntatie van alle componenten nogmaals. Reinig de printplaat met isopropylalcohol en een zachte borstel voordat u de TS555 IC’s plaatst. Het circuit produceert hoge spanning; zelfs soldeerflux kan de hoogspanningsconvertertrap beïnvloeden. Verschillende klanten die de printplaat niet hadden gereinigd, meldden problemen met hoge spanning.
Reinig de printplaat daarom vóór gebruik! IPA99% (isopropylalcohol) wordt aanbevolen.
Gebruik een multimeter voor een continuïteitstest om te controleren of er geen kortsluiting is. Plaats de TS555 IC’s in de juiste richting (inkeping naar boven). U kunt nu de hoogspanning kalibreren.
Je kunt hoge spanningen niet rechtstreeks meten met een gewone voltmeter. Dat zal het circuit overbelasten vanwege de lage interne weerstand van de multimeter. Daarom moet je een spanningsdeler met hoge impedantie gebruiken.
De optimale spanning voor de SBM-20 (STS-5) buis is 400V. U kunt de buis ook probleemloos gebruiken op 380V of 420V. We raden u echter af om voor de STS-5/SBM-20/J305 boven de 420V te gaan.
U kunt de kit kalibreren met een 1M of 10M multimeter. Gemeten na de 60M spanningsdeler, zal 400V 6,5V aangeven met een 1M multimeter en 57V met een 10M multimeter. Bereken de werkelijke waarden met de formule:
Kalibratie:
U moet de hoogspanning kalibreren VOORDAT u de Geiger-buizen installeert. De stappen voor de hoogspanningskalibratie zijn:
- Stel de P1-potentiometer in op ongeveer 50 ohm wanneer de kit is uitgeschakeld.
- Verbind de positieve buisklem met de TP-pinnen (R6) met een jumperdraad.
- Sluit de zwarte meetpen van de multimeter aan op een willekeurig GRN-punt.
- Sluit de rode meetpen van de multimeter aan na punt R10.
- Stel uw multimeter in op het 20V/200V DC-bereik.
- Schakel het apparaat in (PCB gereinigd en IC555 geïnstalleerd).
- Stel de spanning met P1 in op 6,5V als u een 1M-multimeter gebruikt of stel de spanning in op 57V als u een 10M-multimeter gebruikt. Gebruik de formule: Vout = Vread * ((60M + Rvoltmeter) / Rvoltmeter)
Installatie van de Geiger-Müller buis:
Geigerbuizen zijn zeer fragiele onderdelen. Ga er voorzichtig mee om!
Voer een visuele controle uit: de buis moet vrij zijn van scheuren en deuken. Schud de buis; als er geluiden van binnenuit komen, is de buis beschadigd en mag deze niet worden gebruikt.
Verwijder roest van de buisaansluitingen voor een goed elektrisch contact.
De buis heeft een anode (+) en een kathode (-) zijde. De anodezijde is gemarkeerd op de buisbehuizing en is verbonden met weerstand R15.
Denk tijdens het testen en gebruik van het apparaat ALTIJD aan de hoge spanning van 400V! Raak de klemmen van de buis niet aan. Afhankelijk van uw huidweerstand en de luchtvochtigheid kunt u de “prik” van de hoogspanning voelen, dus raak de printplaat niet aan met uw handen of metalen voorwerpen.
Omdat het signaal van de buis wordt opgevangen door de kathode, kan het circuit gevoelig zijn voor statische elektriciteit. Raak de geigerbuis niet aan, omdat dit valse LED-knipperingen kan veroorzaken.
Wanneer u de stralingsdetector inschakelt, begint deze de normale achtergrondstraling te registreren. Voor SBM-20/STS-5 zijn dat ongeveer 10-50 gebeurtenissen per minuut.
Communicatie met Arduino MCU
De printplaat heeft 3 pinnen voor communicatie met de microcontroller: INT, GND en 5V. Je kunt de kit rechtstreeks voeden met 5V van het Arduino-bord. Of, als je batterijen gebruikt voor de Geiger-kit, hoef je slechts 2 pinnen op de Arduino aan te sluiten:
INT en GND.
Er zijn veel verschillende toepassingen voor deze kit, vooral voor softwareontwikkelaars.
Het bord stuurt interrupts van 500 µS (hoog-laag-hoog) naar de Arduino. We bieden 2 eenvoudige sketches als voorbeeld; pas deze aan naar je eigen behoeften. We bieden geen technische ondersteuning voor Arduino-code.
Meer informatie vind je op: http://www.arduino.cc/
Deze kit is overigens ook te gebruiken met andere microcontrollers, niet alleen Arduino-borden, omdat ze op dezelfde principes gebaseerd zijn. Maar als beginner is Arduino een makkelijke manier om te beginnen.
Het eerste voorbeeld laat je zien hoe je je eigen eenvoudige dosimeter kunt bouwen. De microcontroller telt de pulsen van de buis gedurende 60 seconden en geeft de CPM-waarde weer. Benodigde hardware: Geiger-kit met buis, Arduino UNO-bord, 16×2 LCD-display, 10K-potentiometer, jumperkabels.
Download de 1e ARDUINO-SKETCH VOOR DE GEIGERTELLER
Het tweede voorbeeld laat zien hoe u de kit kunt aansluiten op uw https://xively.com (COSM) monitoringfeed.
Voor meer technische informatie kunt u de website van xively bezoeken. De monitoringfeed van RH Electronics kunt u hier bezoeken: https://xively.com/feeds/122314/
Hardwarevereisten:
Geigerkit met buis, Arduino UNO-bord, W5100 Arduino Ethernet Shield, jumperkabels.
Download de 2e ARDUINO-SKETCH VOOR DE GEIGERTELLER
Heeft u hulp nodig met de doe-het-zelf-kit die u heeft gekocht?
Als u de kit volgens het schema en de handleiding heeft gesoldeerd, maar deze niet werkt, controleer dan of alle
componenten op de juiste plaats zitten en de juiste polariteit hebben. Als u het probleem niet kunt vinden, stuur dan een ondersteuningsverzoek naar: support@radiohobbystore.com
Vereisten voor een ondersteuningsverzoek:
• Vermeld uw bestelnummer of eBay-ID
• Beschrijf uw probleem volledig; voeg screenshots of foto’s toe en vertel wat u al heeft geprobeerd om het probleem op te lossen.
• Voeg scherpe foto’s met hoge resolutie toe van uw gesoldeerde kit, van beide kanten van de printplaat.
• Houd rekening met een reactietijd van maximaal 24 uur.
• Volg onze ondersteuningsinstructies, want we kunnen u alleen helpen als u samenwerkt met ons supportteam. Zonder de benodigde informatie kunnen we het probleem niet oplossen.
Enkele tips voor een succesvolle montage van de kit:
• Print de pagina met het schakelschema uit de gebruikershandleiding en raadpleeg deze VAAK tijdens het solderen.
• Volg de instructies in de gebruikershandleiding voor montage en kalibratie.
• Neem de tijd! Soldeer nauwkeurig.
• Gebruik alleen harsflux en soldeer 60/40 met een laag smeltpunt.
• Reinig de printplaat na het solderen.
• Zoek en download de datasheets van de componenten ter referentie.
Ondersteun mijn website’s, kanaal en inhoud en mijn voortdurende inspanningen via Patreon:
https://patreon.com/Colani
Suc6
Terry van Erp
