Каталог радиоэлектронных схем и программ
|
Новые документы:
Новые комментарии:
|
|
Схема счётчика Гейгера
Предлагаю ознакомиться с простой схемой индикатора бета-, гамма- излучений (радиоактивное излучение) SAM-1. Индикатор сигнализирует светодиодом и подаёт звуковой сигнал. По частоте поступающих импульсов можно примерно определить уровень радиации. Питание осуществляется 4 батареями типа АА, общее напряжение 6В, среднее потребление 20-25мА (в зависимости от частоты импульсов). При таком токе устройство может работать непрерывно 4-6 дней. Индикатор имеет два выключателя (тумблера), один для включения питания, второй для выключения зуммера.
Индикатор выполнен на счётчике Гейгера СБМ-20 (датчик V1), имеющий рабочее напряжение 400-430В. SAM-1 не оснащен счётчиком импульсов и значение уровня излучения не отображает, поэтому с помощью импульсов необходимо произвести расчёт уровня радиации самостоятельно. Для СБМ-20 применяют следующую модель: подсчитывается кол-во импульсов за 40 секунд, это значение приблизительно равно мкр/час. Схема индикатора состоит из 2х блоков.
Высоковольтная часть
Первая часть это генератор высоковольтного напряжения: микросхема U2, транзистор Q1 (К561ЛН2), дроссель L1 (2 мГн 25 Ом), умножителя напряжения на диодах и высоковольтных конденсаторах (D2, D3, D4, C6, C7, C8). Резистор R6 управляет частотой генератора на микросхеме U2, необходимое выходное напряжение около 430В (точка измерения - плюсовой контакт V1). Для измерения высоковольтного напряжения необходим высокоомный высоковольтный вольтметр с входным сопротивлением, желательно, не менее 30МОм. Не возможно измерить напряжение с помощью обычных мультиметров, слишком маленькое входное сопротивление мультиметра «просаживает» ток генератора. Возможно изготовить специальный щуп с помощью высоковольтных резисторов, соединенные последовательно, общим сопротивлением на 90МОм. Мною использовались 4 резистора по 20МОм и 10МОм. При условии, что входное сопротивление вашего вольтметра не менее 10МОм, вы получите щуп-делитель 1:10. Показания вольтметра 42-43В будут равны 420-430В. Если ваш мультиметр имеет импеданс 1МОм, щуп должен иметь общее сопротивление 99МОм, то щуп-делитель получится с соотношением 1:100. Транзистор Q1 — MPSA42, подойдет другой высоковольтный NPN-транзистор с максимальным напряжением база-коллектор 300В (MPSA92, MPSA44, 2N6516, KSP42, MPSW42, MPSW42G, ZTX457). Диоды подойдут любые на 600В. Резистор R7 токоограничительный, номинал можно подобрать в пределах 220..600Ом. Конденсаторы керамические на напряжение не менее 1кВ. Микросхему К561ЛН2 возможно заменить на CD4069 (корпуса совпадают). Для CD4049 необходимо изменить печатную плату, если используется 16-контактный корпус микросхемы. Датчик СБМ-20 крепится на два держателя от предохранителя (d6.4мм).
Индикаторная часть
Состоит из моностабильного одновибратора на микросхеме U1 NE555. Микросхема применена для увеличения длительности и усиления сигнала, который поступает через высоковольтный конденсатор С9. Средняя длительность импульса от бета-, гамма- частиц примерно 50-90мкс, микросхема U1 удлиняет значение импульса в 100 раз (до 10 миллисекунд). Это позволяет использовать зуммер и светодиод для индикации. Иначе слишком быстрый импульс не даст зажечь светодиод, зуммер не успевает сработать. Длительность задаётся конденсатором С2 на 1мкФ, в моем устройстве используется 0.47мкФ (керамика). Индикатор сигнализирует о радиации принимаемый датчиком СБМ-20 — чем больше количество частиц, тем чаще сигналы. Для регулировки громкости есть потенциометр (R5), резистор R9 токоограничительный, для отключения звука - тумблер.
Печатная плата
Схема и печатная плата разработаны с помощью KiCAD (версия 5.99). Это бесплатная свободная САПР, вы сможете внести любые исправления в схему. Файлы проекта прикреплены ниже. Размеры платы 128мм на 46мм. Разводка выполнена не совсем оптимально и использовались 2 слоя платы. Нижний слой печатной платы изготовить на одностороннем фольгированном текстолите, верхний слой не используется. Контакты верхнего слоя соединены проводами МГТФ (либо НВ-4 на 0.35мм2). На плате пометки цифрами от 1 до 6 указаны - это точки соединения для этих проводов (паять 1 к 1, 2 к 2, т. д.). После пайки, плату желательно обработать защитным акриловым лаком.
Детали и монтажные работы
Схема рассчитана на односторонний монтаж. Коннекторы не использовал, рекомендую использовать для соединения угловые PinHeader`ы 1х2 2.54мм. Конденсаторы танталовые (либо электролитные), керамические. Резисторы и диоды возможны в корпусах 0.25 — 0.5Вт. Батарейный отсек «4хАА». Активный зуммер в устройстве, при подаче напряжения генератор зуммера издаёт звуковой сигнал (зуммер на 3В, возможно подойдет на 5В). Наладка устройства заключается в настройке частоты генератора, остальное работает сразу. Корпус изготовлен из кусков оргстекла.
Список деталей:
BZ1 |
Buzzer |
C1 |
100nF |
C2 |
1uF 50V |
C3 |
100uF 16V |
C4 |
100uF 16V |
C5 |
2nF |
C6 |
10nF 1kV |
C7 |
10nF 1kV |
C8 |
10nF 1kV |
C9 |
10pF 3kV |
D1 |
LED |
D2 |
HER108 |
D3 |
HER108 |
D4 |
HER108 |
J1 |
PinHeader 1x2, 2.54mm |
L1 |
2.2mH |
Q1 |
MPSA42 |
R1 |
11K |
R2 |
1M |
R3 |
100K |
R4 |
100 |
R5 |
100* |
R6 |
100K |
R7 |
220 |
R8 |
15M |
R9 |
100* |
SW1 |
PinHeader 1x2, 2.54mm |
SW2 |
PinHeader 1x2, 2.54mm |
U1 |
NE555P |
U2 |
К561ЛН2 (4069) |
V1 |
СБМ-20 |
Файлы
Для проекта я создал 3D модель и футпринт датчика СБМ-20 (скачать архив 570кб).
Скачать проект KiCAD (70кб), печатная плата PDF и PS файлы (54кб).
Art!P, 2021
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии