Например TDA7294

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Измерительная техника >

Теги статьи: Добавить тег

Дозиметр «USB Geiger»

Автор: MadOrc, madorc@gmx.com
Опубликовано 26.08.2013
Создано при помощи КотоРед.

Флешки, GPS-ы, 3G модемы, и многие другие устройства, работающие по USB давно стали привычными, у них нет ничего кроме светодиодов на корпусе, они маленькие и удобные. Так почему же дозиметры, работающие с компьютером - это всегда приборы, рассчитанные на автономную работу, с дисплеем, батареей, и соответственно большими габаритами, немалой стоимостью и в случае самостоятельного изготовления сложные в сборке и настройке, особенно для начинающих. Уже давно крутилась мысль сделать что-то в этом духе – максимально простое, не имеющее сложно доставаемых деталей (за исключением датчика, но это уж неизбежно), где все функции интерфейса и индикации возьмёт на себя ПК. И вот лапы дошли.

Получился несложный приборчик, доступный даже новичкам, который можно собрать не только на SMD, но и в DIP на макетной плате (сам с этого начинал), подключить к ПК и мониторить радиационную обстановку дома. Кроме того, будучи подключенным к ноутбуку и прикрепленным на подходящую ручку-штангу, становится выносным щупом - маленьким, простым и удобным.

Устройство определяется Windows как HID, и не требует драйверов.

Прошивка написана на WinAvr в Atmel Studio 6. Состоит только из hex-файла, в eeprom ничего не хранится. Поскольку гонять по USB большие объёмы данных не эффективно, да и не всегда удастся соблюсти точные временные интервалы, всеми расчётами занимается МК, и ПК получает уже готовые данные.

Программное обеспечение состоит всего из одного .exe файла. Написано на Delphi 2010.

Запущенное приложение висит в system tray, и цветом иконки показывает опасность фона по НРБ 99/09. При изменении интервала расчёта иконка мигает, сигнализируя, что данные могут быть неточными.

На ЛКМ(Левая Кнопка Мыши) или при наведении курсора показывает текущий фон всплывающей подсказкой, на ПКМ открывается меню, где можно установить уровни тревожной сигнализации, запускаться ли приложению при загрузке системы, выйти из приложения и.т.д.

Из того же меню можно открыть окно «Дозиметр», в котором показывается… лучше картинку покажу, будет понятнее:

Поскольку USB-устройства постоянно выдёргиваются-вставляются, ПК спит или выключается, счёл нецелесообразным запись каких-либо логов и ведение посуточных накопленных доз – с этим всё-таки к более навороченным дозиметрам.

По аппаратной части:

Дозиметр сделан на всеми любимой и недорогой ATmega8 (подойдёт любая из серии, которая при 5v способна работать на 12МГц, уточняйте в ДШ).

Из индикации 2 светодиода (оба опциональны, цвета тоже по-вкусу).

Датчик питается от блокинг-генератора, параметры трансформатора есть на схеме.

Трансформатор сделан на ферритовой гантельке (их можно как купить, так и выпаять из энергосберегаек и компьютерных БП), мотается быстро и просто, желательно покрывать каждые 50-100 витков лаком во избежание межвитковых пробоев. Обязательно соблюдать направление намотки и правильно подключать начала/концы обмоток, иначе блокинг не запустится. Подойдёт без переделок и готовый трансформатор от радиометров «Мастер-1» (у меня их скопилось много, брал как доноры датчиков), там он на ферритовом колечке, намотан хитро, скрученными парами проводов.

Конденсаторы умножителя любые от 4,7нф до 100нф, рассчитанные на напряжение не менее 500v.

Диоды умножителя можно поставить RS1J, RS1M, US1J, US1M. В принципе будут работать даже КД102Б и FR107.

По потреблению не заморачивался. Приборчик ест примерно 15мА, причём львиная доля из этого – светодиоды, если ток для кого-то важен, просто их не ставьте – будет 1мА и меньше.

Прошивается подпаянными проводками с программатора, места под полноценный разъём на плате не хватает. Во фьюзах ставим только работу от внешнего кварца высокой частоты, больше там ничего трогать не нужно.

 

Плата и корпус:

Внутри будет вот такая плата:

Плату вполне реально сделать ещё меньше, либо наоборот, собрать всё в DIP-корпусах на макетке – тоже будет работать, хоть и займёт больше места. Важный момент – не монтируйте трансформатор блокинга близко с «-» датчика, он будет давать импульсные помехи, собственно поэтому он вынесен на плате так далеко от датчика..

ЛУТим, лудим и паяем:

Подходящего под задумку готового корпуса не нашлось, изготовил сам. Взгляд упал на сломанную телескопическую удочку из стеклопластика. Вырезал 2 заглушки из оргстекла толщиной 6мм, подогнал по форме, сделал пазы для платы и прорезь под Mini-USB, одну намертво вклеил в торец и зашлифовал. Другую закрепил маленькими шурупами.

Вот кратко весь процесс:

Получился стильный и маленький USB-датчик гамма-радиации(пачка рядом для масштаба):

 

Кроме того под настроение был разработан 2й вариант этого дозиметра.

Схема:

Аппаратно отличается большей наличием семисегментного led-индикатора, большей длиной платы.


Когда "Usb Geiger 2" подключен к ПК, на котором запущено приложение, всё работает так же, на LED дисплее отображается "-USb".


Однако когда приложение на ПК не запущено, либо нет самого ПК, и дозиметр получает по usb только питание, он становится радиометром. На LED дисплее отображается текущий фон в Микрорентгенах в Час.

Все 4 точки индикатора вспыхивают на поступающие с датчика импульсы.

Если расчёт фона в заданном интервале времени не выполнен - показания мигают.

В случае превышения диапазона отображения индикатора (фон более 9999 МкР/Час) на дисплее будет "----".

С программным обеспечением под ПК совместимы оба варианта дозиметров.

Ролик снимать не стал, и так всё просто и понятно. Если хочется посмотреть «вблизи» можно скачать приложение под ПК, оно запустится и будет работать, разве что ничего не будет измерять без подключенного девайса.

Успешной сборки, и низкого фона!


Файлы:
Плата в SL6
Плата USB Geiger 2 в SL6
Прошивка USB Geiger 2 (ОА и ОК) + исходники + фьюзы
Прошивка + исходники USB Geiger 1
Приложение под ПК USB Geiger + исходники


Все вопросы в Форум.




Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

43 0 0
12 2 0