Индикатор радиоактивности Zigbee

Всем нам известно что такое радиация и ее пагубное воздействие на человека. Так как эта опасность не осязаема, то в связи с этим и родилась идея сделать индикатор  для непрерывного мониторинга радиационной обстановки.

Устройство не предназначено для измерения уровня радиации в эпицентре ядерного взрыва, но при этом позволяет постоянно отслеживать изменение фоновых значений. Это может быть полезно в случае возникновения техногенных катастроф или случаев когда вы сами или окружающие принесут в дом нечто имеющее повышенный радиационный фон. Это могут быть вполне безобидные с виду вещи, тем не менее несущие прямую угрозу жизни и здоровью.

Существует много проектов любительских дозиметров, для примера раз и два.
Все они строятся по практически одинаковым схемам, связанными с особенностями используемых счетчиков Гейгера. Принцип работы счетчиков Гейгера основан на эффекте ударной ионизации газовой среды под действием радиоактивных частиц в межэлектродном пространстве при высоком ускоряющем напряжении. Соответственно для счетчика требуется источник высокого напряжения.

ВНИМАНИЕ! В УСТРОЙСТВЕ  ПРИСУТСТВУЕТ  ВЫСОКОЕ  НАПРЯЖЕНИЕ 400 ВОЛЬТ

Так как у меня дома поднята сеть zigbee то и устройство будет элементом этой сети.
Схема не содержит редких элементов и является типовой для такого вида устройств.Центральными элементами являются счетчик Гейгера СБМ-20 и zigbee модуль E18-MS1PA1-PCB. В схеме заложена возможность использовать как один, так и два счетчика для повышения точности измерений.  Исходя из размеров счетчика был подобран корпус GAINTA 407

Плату проектировал в EasyEDAПроизводство заказывал на JLCPCBОбщая сборка не имеет особенностей, самые мелкие SMD элементы 0805. Конденсаторы в умножителе напряжения  на  600 вольт и имеют размер 1206. На плате имеется подстроечный резистор, для установки уровня высокого напряжения.Есть особенность в запайке держателей счетчиков, так как ширина корпуса не позволяет разместить два счетчика и micro USB разъем на достаточном расстоянии друг от друга, держатели надо приподнять над платой. При пайке нужно использовать любую проставку толщиной 0,8-1ммФизически на плату можно установить счетчики длинной 90 или 107мм, это как отечественные, типа СБМ-20 так и китайские аналоги J305 и M4011

Что бы оживить устройство @anonymass написал  прошивку с открытым исходным кодом. В прошивке реализована поддержка нескольких типов счетчиков, отображение количества зарегистрированных частиц в минуту с переводом этих значений в привычные мкР/ч. Важная особенность это возможность выставить уровень при котором произойдет срабатывание сигнализации. На это условие можно привязать срабатывание физической сирены или лампочки как средствами УД так и с помощью прямого биндинга на устройство zigbee, что позволит включить оповещение даже если сеть zigbee недоступна.

При правильно собранной плате после загрузки прошивки, сразу можно будет «увидеть» регистрируемые частицы

Поддержка устройства реализована в проектах zigbee2mqtt и SLS Gateway
В последнем это выглядит такalert_threshold — выставляем уровень в мкР/ч при превышении которого сработает сигнализация

buzzer — встроенный зуммер (поддержка пока не реализована)

Led — включаем/выключаем светодиод отображающий регистрацию частиц

rph — регистрируемое значение в мкР/ч

rpm — регистрируемое значение частиц в минуту

sensitivity — чувствительность счетчика (используется если выбран пункт 3 в sensor_type)

sensor_type — выбор типа счетчика:

0) СБМ-20/СТС-5/BOI-33
1) СБМ-19/СТС-6
3) все остальное

sensors_count — количество установленных счетчиков

Устройство так же является роутером в сети zigbee, что позволяет увеличить ее покрытие.Окончательная сборка включает в себя установку платы в корпус и изготовлении торцевой заглушки с отверстиями под светодиод и micro USB разъем. Данные отверстия можно сделать в штатной заглушке, но я нарисовал и распечатал на 3D принтере

На этом собственно все, устройство готово к работе.

Для желающих повторить, файлы для заказа платы, BOM, торцевая заглушка .STL, настройка устройства.

На фотографиях можно заметить что мои счетчики имеют повреждения, так получилось что мне достались именно такие. На самом деле повреждения гораздо серьезнее и это видно на фото ниже, но при сохранении герметичности на работу счетчиков они не влияют.

Запись опубликована в рубрике handmade, Железо с метками , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Один комментарий на «Индикатор радиоактивности Zigbee»

  1. Юрий Владимирович Белоус говорит:

    Спасибо Вам большое, что делитесь информацией. Давно думал о такой реализации этого устройства. Буду повторять.

  2. Тимур Петренко говорит:

    А чем был обоснован выбор СБМ-20? Ощущение ностальгии за элементной базой 60-х…

    • Jager говорит:

      Относительной доступностью, на авито от 200р. Какая разница из 6о-х или каких иных лохматых годов? Для заявленной цели нормальный выбор.

  3. Уведомление: Дозиметр для умного дома на ESP8266 — Блокнот гика

  4. Vladimir Kozlov говорит:

    Очень радует наличие открытых исходников. Написал автору кода на гитхабе просьбу добавить инструкцию по настройке IDE для работы с этим кодом, возможно немного модифицирую под себя

  5. Zhuk72 говорит:

    А почему не реализовали ШИМ на том же СС2530 в составе модуля? Регулировку скважности можно было бы посредством АЦП организовать.

    • jager2003 говорит:

      У чипа достаточно скудные ресурсы, была идея реализовать тачлинк и другие «плюшки» поэтому генерация отдана на откуп копеечному чипу.

      • Zhuk72 говорит:

        Ознакомился только что с руководством по этим чипам. Сам ШИМ никак на ресурсы не повлиял бы. Простая настройка таймера и никаких вмешательств ядра в процесс. Только регулировка скважности переменником на АЦП канале потребовала бы отвлекаться на прерывание, да и то не настолько часто это нужно. И памяти съело бы совсем чуть-чуть.
        555-й таймер действительно дешев, но само его нахождение на плате вкупе с обвязкой при наличии МК смотрится несколько странно.
        Ну это так, просто поинтересовался. Спасибо, что ответили.
        С Zigbee и МК TI дела не имел, но на исходники посмотрю, интересно как все это реализовано.

  6. Frendhome говорит:

    Подскажите, пожалуйста, как без кнопки осуществляется процесс спаривания с координатором сети.

  7. Юрий говорит:

    E18-MS1-PCB можно применить или нужна другая прошивка?

    • Jager говорит:

      Да, прошивка нужна другая.

      • Юрий говорит:

        Так может @anonymass скомпилирует прошивочку для разнообразия… Есть ещё одна E18-MS1-PCB , брал пару с Али , сделал пульт на 8 кн. Долго ждать с Китая новую плату , хочется уже сейчас заюзать .

        • Jager говорит:

          Он код как раз для этого и открывал, что бы вы САМИ брали и компилировали как вам хочется.

          • Юрий говорит:

            Я не могу кодить , разве что по инструкции что где нужно изменить и какой результат получу. Развести плату , изготовить лутом и залить прошивку в контроллер , распечатал корпус на принтере могу, а вот редактировать исходники не мое… Поэтому и спросил.

  8. Алексей говорит:

    Вот это совмещение, дозиметр и zigbee, спасибо, что поделились. )
    Окошко бы в корпусе над СБМ и сеточкой от пыли закрыть, иначе пластик корпуса снижает показания.

    • Jager говорит:

      Вот показания в корпусе, по мне так завышает. Но не суть, есть некое фоновое значение от него и пляшем

      • Алексей говорит:

        Альфа/бета излучение отсекается пластиком.. с другой стороны — для измерения фона может и не нужно открывать датчики. Я-то дозиметр на СБМ собирал — там окошко к месту.

        • AvdeevSV говорит:

          СБМ-20 альфу не измеряет. Окошко только если для беты, да и то чувствительность все равно низкая. Имеет смысл только для целенаправленных замеров источника почти вплотную к датчику. Так что, основное назначение — регистрация гаммы. А там пластик не помеха.

  9. Василий говорит:

    Подскажите пожалуйста, какие держатели для трубок вы используете в проекте?

  10. Геннадий говорит:

    На EasyEDA проект открыт для всех? Можно посмотреть, скопировать?

  11. homefrend говорит:

    Здравствуйте. Не могли бы Вы прокомментировать прошивку модуля zigbee. Оптимально прошивать до или после запайки модуля? Каким из двух способов опимально прошиться? Как из этого открытого кода получить загружаемый файл (где почитать)?

  12. Alexey говорит:

    Подскажите где детали монтажные заказываете? Чтоб не по 10-50шт…

  13. Евгений говорит:

    Есть пара вопросов:
    1) Поделитесь пожалуйста ссылкой на подстроечный резистор
    2) Какое напряжение должны быть им выставлено? 400вольт ровно?

  14. Aex говорит:

    Где можно купить распаяную плату кто подскажет

  15. homefrend говорит:

    Подскажите, пожалуйста, готовые прошивки для одного или двух СБМ-20? Или для прошивок это без разницы?

    • Jager говорит:

      Внимательно перечитайте статью. Прошивка одна для одной и двух трубок, выбираете в настройках.

  16. Геннадий говорит:

    На какое напряжение должны быть кондесаторы — C1 C2 C3 ?
    Ведь не любой 1206 подойдет?

    • homefrend говорит:

      Автор статьи о них под фотографией пустых печатных плат написал. Они на 600 вольт, т.к. в умножителе ~400 В. Я в Чипе такие купил.

  17. Anton говорит:

    Вы бы не могли подсказать, где можно прочитать чем и как прошить в E18-MS1PA1-PCB файл DIYRuZ_Geiger.hex ?

  18. NeroWard говорит:

    Что представляют из себя конденсаторы C9,C8?В bom файле названо CAP-SMD_L3.2-W1.6-R , не смог найти ничего в поиске

    • Jager говорит:

      Мне гугл сразу показывает то что надо по запросу «10uf CAP-SMD L3.2-В 1.6-Р». Это танталовые конденсаторы, берите от 10 вольт и выше, корпус case-b.

  19. Andreiy говорит:

    Здравствуйте. Собрал и запустил измеритель, но какой бы уровень сигнализации не выставлял — пищалка не работает.
    В стате есть две фразы:
    1. «Важная особенность это возможность выставить уровень при котором произойдет срабатывание сигнализации.»
    2. «buzzer — встроенный зуммер (поддержка пока не реализована)».
    Скажите, пожалуйста, пищалка при превышении порога должна пищать или нет? Это реализовано или будет ли когда-либо реализовано в прошивке?
    P.S.
    Спасибо за статью и устройство!

    • Jager говорит:
      1. Уровень выставляется и работает, если забиндите напрямую например лампочку то она будет загораться при превышении заданного уровня.
        2.Не реализована поддержка зуммера,код проекта открыт так что кто то возможно допишет.
  20. Алексей говорит:

    Всем привет! подкажите как включить сопряжение с sls шлюззом ?

  21. Геннадий говорит:

    Как изменить параметры alert_threshold, Led и пр. если стоит z2m и usb-координатор?
    Счетчик отдает «radiation_dose_per_hour», это в микрорентген в час? Пересчитывается если правильно установлен тип и количество счетчиков?

  22. Александр Волошин говорит:

    Поделитесь пожалуйста ссылкой на конденсаторы C1,C2,C3 (1206) и С8,С9(case b) не могу найти.

  23. slitter говорит:

    Поделитесь пожалуйста ссылками на конденсаторы C1,C2,C3 (1206) и C8,C9 (case b) — не могу найти.

  24. Евгений говорит:

    Подскажите вот такая индуктивность подойдет https://imrad.com.ua/ru/sdr0503-103jl ?

  25. Yuriy говорит:

    Какое должно быть напряжение при измерении мультиметром с входным сопротивлением 10 МОм на конденсаторе С2 ? Я выставил 450в показания зашкаливают до 170-180 микроренген, снизил до 250в стало 13-20 микроренген.

    • Jager говорит:

      Зависит от марки используемой трубки, для СБМ-20 это примерно 400 вольт

  26. Евгений говорит:

    Подскажите что я делаю не так:

    Собрано все по схеме, прошито прошивкой, но максиму напряжения что удается получит на контактах это 218 вольт (постоянного напряжения) в крайнем положении подстроечника. в среднем это порядка 136вольт.
    мультиметр вроде не самый плохой mastech ms2868. Замер делал без трубок (еще в пути)

    • Jager говорит:

      Так и должно быть с вашим мультиметром, у него входное сопротивление 1МОм, а надо как минимум 10МОм.
      Поставьте подстроечник в среднее положение и дождитесь трубок, все будет работать.

  27. Евгений говорит:

    В статье есть описание настройки для sls шлюза, а как настроить тип сенсора если используется z2m ?

Добавить комментарий