Il circuito
Il circuito stampato si compone di due parti principali, il circuito di potenza ed il circuito di segnale. La parte relativa alla potenza viene utilizzata per offrire la tensione necessaria al tubo (400V – 100V) e il circuito di segnale serve invece ad adattare l’output di impulsi provenienti dal tubo Geiger e a connetterlo all’input del microcontrollore. Una volta che il tubo è stato alimentato, è possibile ricevere gli impulsi nel microcontrollore e contarli, dopo di che, con un semplice calcolo, è possibile ottenere il valore della radiazione. Il codice che viene utilizzato per il circuito conta gli impulsi per 10 secondi, poi è necessario moltiplicare il numero di impulsi per 6 in modo da ottenere il numero di impulsi per minuto (o cpm, pulses by minute); successivamente, in accordo con la documentazione relativa ai tubi Geiger, bisogna dividere il cpm per il fattore di conversione del tubo (360 di default) per avere il valore della radiazione in µSV/h. A seconda del tubo che si utilizza, potrebbe essere che ci sia bisogno di modificare il calcolo, quindi si dovrebbero provare differenti valori e valutare quali di essi funzionano meglio. La componente elettronica usata nel circuito per le radiazioni si può dividere in cinque parti:
1. Alimentazione ad alta tensione
Per l’alimentazione ad alta tensione è stato utilizzato un circuito basato su un oscillatore connesso ad un moltiplicatore di tensione composto di diodi, transistor, resistori e capacitori (vedere lo schema per i dettagli). Con questo circuito si può ottenere una potenza di 500V nel tubo. In questo caso è stata aggiunta una linea di diodi zener connessi in serie che possono essere utilizzati quando si necessitano più di 500V per alimentare il tubo. Si devono aggiungere tanti volt all’output quanti volt vengono aggiunti ai diodi zener.
2. Circuito di adattamento per output Geiger
Il circuito di adattamento per l'output si basa su un transistor NPN, il quale attiverà il pin di interrupt nel microcontrollore; questo transistor può anche attivare o disattivare la speaker Piezo e l'indicatore LED che genera il segnale audio e visivo.
3. Speaker Piezo e indicatore LED
La speaker Piezo e l'indicatore LED sono collegati al circuito di adattamento, quindi ad ogni impulso, il LED lampeggerà e la speaker emetterà un suono.
4. Lo schermo LCD>
Lo schermo LCD è connesso al microcontrollore utilizzando una modalità a 4 bit (quattro linee di dati e in aggiunta a RS, Enable e le linee di controllo RW).
5. La barra dei LED
La barra dei LED è formata da cinque LED standard, tre verdi e due rossi. Questi LED sono collegati a dei pin digitali del microcontrollore con un resistore in serie.
Nella foto - Scheda sensore radiazionei con tubo Geiger SBM-20
Video - test rilevamento radiazioni beta e gamma con il tubo SBM-20
Nel video la scheda con il sensore viene testato con “vaselline Glass” che è stato caricato con la luce ultravioletta. La radioattività dura solo un paio di minuti, ma è sufficiente per rilevare particelle beta e gamma.
