Contador Geiger IoT de 15 € con ESP8266 - Calendae - Calendae | Informática, Electrónica, CMS, Ciberseguridad

Contador Geiger IoT de 15 € con ESP8266 – Calendae

Hola otra vez. En el teclado Jordi Oriol y hoy te voy a hablar sobre Contador Geiger IoT de 15 € con ESP8266 – Calendae

Contadores geiger son dispositivos que se utilizan para detectar emisiones radiactivas, más comúnmente partículas beta es rayos gamma. El mostrador consta de un tubo lleno de un gas inerte que se convierte en conductor de electricidad cuando es golpeado por una partícula de alta energía.
El tubo Geiger-Müller o tubo G-M es el elemento sensible del contador Geiger utilizado para la detección de radiaciones ionizantes.

Biemster quería mejorar este contador a un dispositivo IoT conectado a la red utilizando ESP8266 para averiguar fácilmente dónde se encuentran los elementos radiactivos nocivos.

Tubo Geiger-Müller

Un alambre delgado de metal corre en el centro del tubo. tungsteno. El cable está conectado a un voltaje alto y positivo, por lo que hay un fuerte campo eléctrico entre él y el tubo exterior.
Cuando la radiación ingresa al tubo, causa ionización, dividiendo las moléculas de gas en iones y electrones. Los electrones, que están cargados negativamente, son instantáneamente atraídos por el cable positivo de alto voltaje y, a medida que atraviesan el tubo, chocan con múltiples moléculas de gas y producen una mayor ionización. El resultado es que muchos electrones llegan repentinamente al cable, produciendo un pulso de electricidad que se puede medir en un medidor y si el medidor está conectado al timbre, se siente como un «clic». Los iones y electrones se absorben rápidamente entre los miles de millones de moléculas de gas en el tubo, por lo que el medidor se reinicia de manera efectiva en una fracción de segundo, listo para detectar más radiación.

En pocas palabras, la guía de un tubo GM generalmente consta de 2 partes distintas:

  1. Dotar al tubo de una fuente de alto voltaje para su funcionamiento.
  2. Detecte cada evento de ionización y conviértalo a un formato que pueda procesarse y enviarse a través de Internet.

La generación de alto voltaje se puede hacer usando PWM (Modulación de ancho de pulso) después de hacer parpadear el ESP8266 con el MicroPython firmware (versión 1.8.3, con soporte PWM de 10 kHz). La detección se puede implementar como un controlador de interrupciones que escucha y actúa en los desagües de la tubería. Cada descarga significa una nueva detección.

Necesitará los siguientes componentes:

  • 1x ESP8266
  • 1x tubo Geiger STS-5
  • Inductor 1x 4.7mH
  • 1x condensador de 4.7nF
  • 1x transistor KSP44
  • 1x transistor 2N3904
  • 1x diodo 1N4007
  • 1x resistencia de 4,7 m
  • 1x resistencia de 100k
  • 1x resistencia de 10k
  • 1x resistencia de 220 ohmios
  • 1x zumbador piezoeléctrico opcional

Diagrama de circuito

El circuito funciona de la siguiente manera: Una onda cuadrada de ~ 1 Khz enciende y apaga el transistor de alto voltaje MPSA44, generando alto voltaje cuando se corta la corriente del inductor. El voltaje depende del ancho de pulso de la onda cuadrada que se puede cambiar en el software. El diodo 1N4007 rectifica este voltaje y el capacitor de alto voltaje elimina la mayor parte de la ondulación de este voltaje. La resistencia limita la corriente al tubo GM. Los pulsos de corriente del tubo generan una caída de voltaje a través de la resistencia de 100K que enciende el BC546. Cuando esto sucede, el voltaje a través de la resistencia de 10K se pone a tierra, generando un pulso negativo cada vez que el tubo GM detecta un haz o partícula ionizante.
El código informa cada evento terminado MQTT, el protocolo ligero de IoT. También informa el CPM (recuentos por minuto) y el tiempo transcurrido desde el evento anterior como (CPM, dt). La biblioteca de este proyecto está disponible en GithubManeja cosas de bajo nivel como PWM y asignaciones de pines, y una parte general que comunicará las medidas al mundo.
Para obtener más detalles, instrucciones de construcción y actualizaciones del proyecto, puede seguir el proyecto. hackday.

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