Дозиметр ГАММА 5

Автор: Бучнев Андрей aka Nusik1975
Опубликовано 10.02.2012
Создано при помощи КотоРед.

Разработка устройства: Shodan (Быканов Андрей), Nusik1975(Бучнев Андрей).  

Здравствуйте, Радиокоты!

Представляем Вашему вниманию продолжение серии дозиметров Гамма. Новый дозиметр получил название Гамма-5 (кодовое название-Коллайдер). Схема этого дозиметра разрабатывалась участниками форума по схемам Гаммы 3 и Гаммы 4.

Что же в нем нового?

Во-первых, применены датчики СИ22Г, которые измеряют только гамма-излучение, в отличие, например, от СБМ20 и СТС-5. Их чувствительность по гамма-излучению в 7 раз выше указанных датчиков. Отсутствует проблема отделения гамма-излучения от бета.

Во-вторых, изменен алгоритм подкачки высокого напряжения. Из-за того, что с датчиков следуют импульсы с большой частотой, нет смысла делать периодическую подкачку, как было, например, в Гамме 3.5 и Гамме 4. Генератор постоянно работает. Есть контроль работоспособности датчиков. Стабильность высокого напряжения достигается путем применения двух последовательно включенных стабилитронов на 200 вольт каждый. Сам же генератор высокого напряжения настроен таким образом, чтобы выдавать напряжение и мощность во много раз больше необходимого датчикам, но стабилитроны ограничивают напряжения на уровне 400 вольт. Это сделано для гарантированной стабилизации напряжения в рамках “плато” датчиков.

И в-третьих, данная модель дозиметра снабжена фонариком на мощном светодиоде, который поможет в темное время суток. Благо, корпус позволяет разместить его там. Модуль фонарика сделан отдельным блоком, и устанавливается по желанию. При этом функционал дозиметра не будет нарушен.

Устройство включает в себя модуль блокинг-генератора с датчиками, преобразователь импульсов датчика в прямоугольную форму (одновибратор), цифровой блок обработки информации, узел индикации, узел зарядки аккумулятора и преобразователь напряжения для питания устройства.

       Счетчики СИ22Г по размеру больше распространенных СБМ20, они используются в промышленной измерительной аппаратуре, но за быстрый счет и чувствительность приходится платить габаритами. За основу взята плата sdram85, она переделана именно под эти счетчики радиокотом Shodan’ом и вашим покорным слугой.

На момент выхода статьи в свет (на наш горячо любимый сайт!), уже собрано 3 таких дозиметра, один-мной и два- Shodan’ ом. Собирается Гамма-5 за пару-тройку вечеров.

Замечания по сборке.

Намотка первичной обмотки трансформатора ведется проводом 0,1 мм.

Если используется колечко, указанное на схеме (фирмы Epcos), то можно мотать прямо на него, плотно укладывая витки. 300 витков как раз вмещаются на него. При использовании колец с острыми кромками - их нужно обработать надфилем и покрыть лаком.

Первичную обмотку трансформатора блокинг-генератора лучше всего пропитать акриловым лаком с последующей сушкой в течение 5-6 часов. Есть видео от Shodan по намотке первичной обмотки трансформатора:

http :// www . youtube . com / watch ? v = tN 2 Yra 81 Inc & feature = related

Две другие обмотки можно выполнить проводом МГТФ.

С датчиков СИ22Г необходимо удалить колпачки, для уменьшения их габаритов по длине. Сначала с помощью оплетки для выпайки удаляем с торцов лишний припой, освободив проволочный вывод. Потом термофеном или феном паяльной станции греем карболитовый колпачок, время от времени покачивая его пассатижами. Клей, на котором он сидит, от нагрева разрушается, и колпачок удаляется. Крепление датчиков к плате осуществляется с помощью проволочных облуженных хомутиков, через предусмотренные в плате отверстия. Видео по снятию колпачков от Shodan можно посмотреть тут: http :// www . youtube . com / watch ? v = Yefjrx 1 rdhY & feature = youtu . be

Высоковольтную часть после пайки компонентов нужно тщательно отмыть от остатков флюса. Если этого не сделать, будут большие утечки напряжения, и, как результат, устройство даже может не заработать. Проверено на личном опыте при сборке предыдущих версий Гаммы. При наладке устройства будьте аккуратнее, присутствует высокое напряжение! Разряжайте конденсаторы только вольтметром. Транзисторы КТ3130Г9 очень нежные, и при снятии заряда закорачиванием они неизбежно выгорают.

Ограничительные стабилитроны (или супрессоры) паяются навесным монтажом, это видно на фото.

 Всю высоковольтную часть после проверки устройства также хорошо залить лаком, дабы избежать утечек высокого напряжения при работе с дозиметром в условиях повышенной влажности. Под датчиками желательно пролить акриловым лаком, прямо по всей длине. За счет высохшего лака датчики получат дополнительное крепление.

Все три копии данного дозиметра были собраны на платах с использованием паяльной маски FSR-8000 зеленого цвета. Это препятствует утечкам высокого напряжения, влиянию негативных факторов на дорожки платы и придает ей законченный вид. Помимо этого нанесена маска FSR-8000 белого цвета с маркировкой компонентов. Плата двусторонняя. Для того, чтобы она влезла в корпус, после травления ее нужно отпилить четко по контуру, срезав его.

Модуль фонарика.

В качестве источника света применен 3-ваттный светодиод. Ток его ограничен операционным усилителем на уровне 500 мА. Крепится светодиод на задней стенке корпуса. Необходимо применять дополнительный теплоотвод, прижав им светодиод. Платка фонарика крепится в любом удобном месте. Включение/отключение фонарика производится кнопкой на лицевой панели. Так как применен негативный дисплей (подсветка у него постоянно включена), то кнопка подсветки дисплея с предыдущих версий Гаммы трансформировалась в кнопку включения фонаря.

Если дозиметр будет оснащаться фонариком, то желательно применить литиевый аккумулятор емкостью не менее 2000 мА/ч, в противном случае хватит и емкости 700 мА/ч.

В случае применения другого дисплея (не негативного), не внося изменений в прошивку, можно поменять местами ножки 16 и 17 МК, тогда кнопка включения фонаря станет кнопкой включения подсветки дисплея (отпаять R25 от 17 ножки МК и припаять его к 16 ножке). Сам я пока не установил светодиод (не купил еще), но фонарик уже опробован радиокотом Shodan’ом.

Зарядка аккумулятора производится с помощью шнура mini-USB через имеющийся для этого разъем в боковой стенке корпуса. На данный момент у меня установлен контроллер заряда Li-Ion аккумуляторов MCP73812, и светодиод HL1 я не устанавливал.  

Возможная замена деталей указана на схеме.  

Прошивку прибора можно выполнить из среды CodeVisionAVR, при этом фьюзы установятся сами. Если прошивка будет вестись другим способом, то в папке исходника, в директории BINARY, есть файлы прошивки FLASH и EEPROM. Фьюзы при этом установить согласно картинки (картинка из CodeVisionAVR).

Совет по установке фьюзов. Если не знаете, как их правильно установить в другой программе-делайте так. Считывайте своей программой фьюзы нового МК и сразу смотрите на фьюз RSTDISBL. Если галочки у вас нет, то все остальные фьюзы ставьте как на картинке ниже. Если же у вас стоит галочка на этом фьюзе, то все остальные нужно установить инверсно, то есть наоборот. Фьюз RSTDISBL никогда не трогайте.

Настройка прибора.

Дозиметр начинает работать сразу после включения и не требует наладки.

Для дозиметра применен корпус Gainta G452. Датчики даже со снятыми колпачками в него не лезут, поэтому в боковых стенках корпуса выполнены пропилы на глубину 1-1.5 мм. Их видно на фотографии.

Вид платы спереди и сзади без корпуса.

Это моя первая статья на Радиокоте, поэтому прошу сильно не пинать :)

С уважением, Бучнев Андрей aka Nusik1975

Файлы:
Схема и печатка
Прошивка(бинарники и исходник)

Все вопросы в Форум.