একটি ESP8266 এবং একটি টাচস্ক্রিন সহ DIY Geiger কাউন্টার: 4 টি ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:00

আপডেট: এখানে ওয়াইফাই এবং অন্যান্য সংযোজিত বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে নতুন এবং উন্নত সংস্করণ

আমি একটি গাইগার কাউন্টার ডিজাইন করেছি এবং তৈরি করেছি-একটি ডিভাইস যা আয়নাইজিং বিকিরণ সনাক্ত করতে পারে এবং তার ব্যবহারকারীকে অতি পরিচিত ক্লিকিং নয়েজ দিয়ে বিপজ্জনক পরিবেষ্টিত বিকিরণ মাত্রা সম্পর্কে সতর্ক করতে পারে। আপনি যে পাথরটি খুঁজে পেয়েছেন তাতে ইউরেনিয়াম আকরিক আছে কিনা তা দেখতে খনিজগুলির সন্ধান করার সময় এটি ব্যবহার করা যেতে পারে!

আপনার নিজের গাইগার কাউন্টার তৈরির জন্য অনলাইনে অনেকগুলি বিদ্যমান কিট এবং টিউটোরিয়াল পাওয়া যায়, কিন্তু আমি অনন্য একটি তৈরি করতে চেয়েছিলাম - আমি টাচ কন্ট্রোল সহ একটি GUI ডিসপ্লে ডিজাইন করেছি যাতে তথ্যটি সুন্দরভাবে প্রদর্শিত হয়।

ধাপ 1: মৌলিক তত্ত্ব

একটি Geiger কাউন্টারের কাজের নীতি সহজ। একটি পাতলা প্রাচীরযুক্ত নল যার ভিতরে একটি নিম্নচাপের গ্যাস রয়েছে (যাকে বলা হয় গিগার-মুলার টিউব) তার দুটি ইলেক্ট্রোড জুড়ে একটি উচ্চ ভোল্টেজের মাধ্যমে শক্তি সঞ্চারিত হয়। যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি তৈরি করা হয়েছে তা ডাইলেক্ট্রিক ভাঙ্গনের জন্য যথেষ্ট নয় - তাই নলের মধ্য দিয়ে কোন প্রবাহ প্রবাহিত হয় না। যে পর্যন্ত ionizing বিকিরণ একটি কণা বা ফোটন এর মধ্য দিয়ে যায়।

যখন বিটা বা গামা বিকিরণ অতিক্রম করে, এটি ভিতরে কিছু গ্যাস অণুকে আয়নিত করতে পারে, মুক্ত ইলেকট্রন এবং ইতিবাচক আয়ন তৈরি করে। এই কণাগুলি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উপস্থিতির কারণে চলতে শুরু করে এবং ইলেকট্রনগুলি আসলে যথেষ্ট গতি নেয় যে তারা অন্যান্য অণুকে আয়নিত করে, চার্জযুক্ত কণার একটি ক্যাসকেড তৈরি করে যা ক্ষণিকের জন্য বিদ্যুৎ সঞ্চালন করে। স্রোতের এই সংক্ষিপ্ত স্পন্দনটি পরিকল্পিতভাবে দেখানো সার্কিট দ্বারা সনাক্ত করা যায়, যা তখন ক্লিকিং সাউন্ড তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, অথবা এই ক্ষেত্রে, মাইক্রোকন্ট্রোলারকে খাওয়ানো যায় যা এর সাথে গণনা করতে পারে।

আমি SBM-20 Geiger টিউব ব্যবহার করছি কারণ এটি ইবেতে পাওয়া সহজ, এবং বিটা এবং গামা বিকিরণের জন্য বেশ সংবেদনশীল।

ধাপ 2: যন্ত্রাংশ এবং নির্মাণ

আমি এই প্রকল্পের জন্য মস্তিষ্ক হিসাবে ESP8266 মাইক্রোকন্ট্রোলারের উপর ভিত্তি করে NodeMCU বোর্ড ব্যবহার করেছি। আমি এমন কিছু চেয়েছিলাম যা Arduino এর মতো প্রোগ্রাম করা যায় কিন্তু খুব বেশি ল্যাগ ছাড়াই ডিসপ্লে চালানোর জন্য যথেষ্ট দ্রুত।

উচ্চ ভোল্টেজ সরবরাহের জন্য, আমি এই HV ডিসি-ডিসি বুস্ট রূপান্তরকারীকে Aliexpress থেকে Geiger টিউবে 400V সরবরাহ করতে ব্যবহার করেছি। শুধু মনে রাখবেন যে আউটপুট ভোল্টেজ পরীক্ষা করার সময়, আপনি এটি একটি মাল্টিমিটার দিয়ে সরাসরি পরিমাপ করতে পারবেন না - প্রতিবন্ধকতা খুব কম এবং এটি ভোল্টেজকে নামিয়ে দেবে যাতে পড়া ভুল হবে। মাল্টিমিটারের সাথে সিরিজের কমপক্ষে 100 MOhms সহ একটি ভোল্টেজ ডিভাইডার তৈরি করুন এবং সেভাবে ভোল্টেজ পরিমাপ করুন।

ডিভাইসটি একটি 18650 ব্যাটারি দ্বারা চালিত যা অন্য বুস্ট কনভার্টারে ফিড করে যা সার্কিটের বাকি অংশে একটি ধ্রুবক 4.2V সরবরাহ করে।

এখানে সার্কিটের জন্য প্রয়োজনীয় সমস্ত উপাদান রয়েছে:

• এসবিএম -20 জিএম টিউব (ইবেতে অনেক বিক্রেতা)
• উচ্চ ভোল্টেজ বুস্ট কনভার্টার (AliExpress)
• 4.2V (AliExpress) এর জন্য বুস্ট কনভার্টার
• NodeMCU esp8266 বোর্ড (আমাজন)
• 2.8 "এসপিআই টাচস্ক্রিন (আমাজন)
• 18650 লি-আয়ন সেল (অ্যামাজন) অথবা যে কোনো 3.7 V LiPo ব্যাটারি (500+ mAh)
• 18650 সেল হোল্ডার (অ্যামাজন) দ্রষ্টব্য: এই ব্যাটারি হোল্ডারটি PCB এর জন্য একটু বড় হয়ে গেছে এবং পিনগুলি সোল্ডার করতে সক্ষম হওয়ার জন্য আমাকে ভিতরের দিকে বাঁকতে হয়েছিল। আমি একটি ছোট LiPo ব্যাটারি ব্যবহার করার সুপারিশ করব এবং JST এর পরিবর্তে PCB- তে ব্যাটারি প্যাড নিয়ে যায়।

বিবিধ বৈদ্যুতিন উপাদানগুলির প্রয়োজন (আপনার ইতিমধ্যে এর মধ্যে কিছু থাকতে পারে):

• প্রতিরোধক (Ohms): 330, 1K, 10K, 22K, 100K, 1.8M, 3M উচ্চ ভোল্টেজ আউটপুট পরিমাপের জন্য প্রয়োজনীয় ভোল্টেজ ডিভাইডার তৈরির জন্য 10M প্রতিরোধক পাওয়ার সুপারিশ করুন।
• ক্যাপাসিটার: 220 পিএফ
• ট্রানজিস্টর: 2N3904
• LED: 3 মিমি
• বুজার: যেকোন 12-17 মিমি পাইজো বুজার
• ফিউজ হোল্ডার 6.5*32 (গিগার টিউব নিরাপদে সংযুক্ত করতে)
• টগল সুইচ 12 মিমি

সমস্ত উপাদান কোথায় যায় তা দেখতে আমার গিটহাবের পিডিএফ স্কিম্যাটিকটি পড়ুন। DigiKey বা LCSC এর মতো বাল্ক ডিস্ট্রিবিউটর থেকে এই উপাদানগুলি অর্ডার করা সাধারণত সস্তা। আপনি GitHub পৃষ্ঠায় LCSC থেকে আমার অর্ডার তালিকা সহ একটি স্প্রেডশীট পাবেন যেখানে উপরে দেখানো বেশিরভাগ উপাদান রয়েছে।

যদিও একটি পিসিবির প্রয়োজন নেই, এটি সার্কিট সমাবেশকে সহজ করতে এবং এটিকে ঝরঝরে দেখাতে সহায়তা করতে পারে। PCB উত্পাদনের জন্য Gerber ফাইলগুলি আমার GitHub এও পাওয়া যাবে। আমি পিসিবি ডিজাইনে কিছু সংশোধন করেছি যেহেতু আমি আমার পেয়েছি, তাই নতুন ডিজাইনের সাথে অতিরিক্ত জাম্পারের প্রয়োজন হবে না। তবে এটি পরীক্ষা করা হয়নি।

কেসটি পিএলএ থেকে 3D মুদ্রিত এবং অংশগুলি এখানে পাওয়া যাবে। পিসিবিতে ড্রিলের অবস্থানের পরিবর্তন প্রতিফলিত করতে আমি CAD ফাইলে পরিবর্তন করেছি। এটি কাজ করা উচিত, কিন্তু দয়া করে নোট করুন যে এটি পরীক্ষা করা হয়নি।

ধাপ 3: কোড এবং UI

প্রদর্শনের জন্য ইউজার ইন্টারফেস তৈরি করতে আমি অ্যাডাফ্রুট জিএফএক্স লাইব্রেরি ব্যবহার করেছি। কোডটি আমার গিটহাব অ্যাকাউন্টে পাওয়া যাবে এখানে।

হোম পেজটি ডোজের হার, প্রতি মিনিটের গণনা এবং ডিভাইসটি চালু হওয়ার পর থেকে মোট জমা হওয়া ডোজ দেখায়। ব্যবহারকারী একটি ধীর বা দ্রুত ইন্টিগ্রেশন মোড বেছে নিতে পারেন যা রোলিং সমষ্টি ব্যবধানকে 60 সেকেন্ড বা 3 সেকেন্ডে পরিবর্তন করে। বজার এবং এলইডি পৃথকভাবে চালু বা বন্ধ করা যায়।

একটি প্রাথমিক সেটিংস মেনু রয়েছে যা ব্যবহারকারীকে ডোজ ইউনিট, সতর্কতা সীমা এবং ক্রমাঙ্কন ফ্যাক্টর পরিবর্তন করতে দেয় যা সিপিএমকে ডোজ হারের সাথে সম্পর্কিত করে। সমস্ত সেটিংস EEPROM- এ সংরক্ষিত থাকে যাতে ডিভাইসটি পুনরায় সেট করার সময় সেগুলি পুনরুদ্ধার করা যায়।

ধাপ 4: পরীক্ষা এবং উপসংহার

গিগার কাউন্টার প্রাকৃতিক ব্যাকগ্রাউন্ড বিকিরণ থেকে প্রতি মিনিটে 15-30 টি গণনার হার পরিমাপ করে, যা একটি এসবিএম -20 টিউব থেকে কী প্রত্যাশিত তা নিয়ে। ইউরেনিয়াম আকরিকের একটি ছোট নমুনা প্রায় 400 সিপিএম -এ মাঝারিভাবে তেজস্ক্রিয় হিসাবে নিবন্ধিত হয়, কিন্তু একটি থোরিয়াটেড লণ্ঠন ম্যান্টল টিউবের বিরুদ্ধে দাঁড়ালে 5000 সিপিএমের চেয়ে দ্রুত ক্লিক করতে পারে!

গিগার কাউন্টার 3.7V এ 180 mA এর কাছাকাছি আসে, তাই 2000 mAh ব্যাটারি চার্জের সময় প্রায় 11 ঘন্টা স্থায়ী হওয়া উচিত।

আমি সিজিয়াম -137 এর একটি স্ট্যান্ডার্ড সোর্স দিয়ে টিউবটি সঠিকভাবে ক্যালিব্রেট করার পরিকল্পনা করছি, যা ডোজ রিডিংগুলিকে আরও সঠিক করে তুলবে। ভবিষ্যতের উন্নতির জন্য, আমি ওয়াইফাই ক্ষমতা এবং ডেটা লগিং কার্যকারিতা যোগ করতে পারি যেহেতু ইএসপি 8266 ইতিমধ্যে ওয়াইফাই অন্তর্নির্মিত।

আমি আশা করি আপনি এই প্রকল্পটি আকর্ষণীয় পেয়েছেন! আপনি যদি অনুরূপ কিছু তৈরি করেন তবে দয়া করে আপনার বিল্ডটি ভাগ করুন!