一台剂量计的发展历史(第二部分)

在本文的续篇中,我想谈谈人们在评论中向我指出的问题,并讨论将固件从布局转移到最终设备的问题。我对此也有疑问,演示了设备的操作,并讨论了已进行的固件更改,并讨论了未来的计划。我同意所有评论员的意见,并且批评是有道理的,但此刻我再也没有钱重新加工整个设备,因为事实上,几乎所有东西都需要铲除。



一样的干扰



在工厂实习期间,我决定随身携带转换器手帕,并观察示波器在输出端实际发生的情况。令我惊讶的是,干扰不是来自转换器的输出,而是原则上是电源。当PWM电平从低电平变为高电平时,沿5伏特线观察到了大约1-2伏的强压降,而当状态从高电平变为低电平时,则跳升了约1.5-2.5伏特。所有这些脉动都是在PWM的频率上。直接由电池供电时,什么都没有改变。此时,我决定不再在设备中使用此类转换器(特别是,如果您需要将电压增加2倍以上)。也有人建议用双极晶体管代替场效应晶体管,但我尝试在smd封装中找到高增益(约300),电压约为450-500伏的东西的尝试没有成功,这是指使用场效应晶体管,该晶体管在10伏时完全打开。



将固件传输到实时设备



坦白地说,我不认为会遇到问题,因为在面包板上一切正常(当我在七段显示器上制作第一个版本的电路板时,一切都很好),并且在固件之后没有出现任何问题。



实际上,只有屏幕和菜单有效,而pwm,ADC,计时器和中断却不起作用。同样,一切都在arduin上运行良好。结果,通过重新安排计时器的初始化,我设法实现了设备的正常运行。



需要删除arduino框架。是的,arduino不好,我已经不止一次理解,目前在我的代码中仅使用了该框架中的millis和micros方法。我正在努力克服所有这些,并且已经取得了一些成功。同样,由于显示库,arduina仍然存在于我的代码中,我已经在不使用arduina的情况下将它击败了,很快它就会完全消失。我需要的任何内存量都会增加。同样,在微控制器编程中使用C ++代替C不是最佳实践,因此这一点也需要重做。



固件中有什么新内容?



从添加/修复的主要内容:



  • 消除了声音指示的延迟,从而大大提高了读取速度和准确性。
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PCB上有什么变化?



  • 升压转换器和3.3伏特线性转换器直接从电池连接。
  • 将电池上的分压器从10 kOhm更改为220 kOhm。
  • 场效应晶体管从发射极放大器移至分压器,以去除电池中的电压。
  • 一个额外的上拉电阻已被移除。
  • 一些浸入式组件已替换为smd。


固件中有什么?



除了我之前列出的内容之外,该固件还包含:



  • 三种操作模式:搜索,测量(如Pripyat剂量计)和粒子/秒
  • 在搜索模式下计算测量误差。既有高级算法,也有简单算法。在配置文件中选择。
  • 设置为:sbm-20,sbm-19,beta-1-1
  • 绘图(是的,不是新的,但是看起来不错)。
  • 睡眠模式(降低功耗,可以通过按住按钮或在出现警报的情况下打开设备电源)。目前尚未完成。
  • 声光指示及其设置
  • 俄语和英语(在固件配置中设置)


配置文件描述了可以禁用的内容以及将释放的内存量。



导航和菜单



该设备由两个按钮控制。左边的一个被重置,右边的一个被设置。

为了进入菜单,您必须同时按住1秒钟。



短按按钮即可完成菜单的移动。选择所需的项目-按住设置按钮。取消或返回-按住重置按钮。



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该菜单实现了我想要的大多数功能,但是如果不是因为gpio的内存和端口限制,那么将添加构建映射的功能(sd + gnss)。



搜索方式



我认为此模式不需要详细说明。本质上,它以微伦琴每小时显示当前值,并根据当前值更改范围。读数的平均值不是平均值,而是随时间的测量值之和,可以通过按右按钮打开。右上角显示电池电量,统计误差略低,累积剂量甚至更低。



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同样在此模式下,您可以关闭声音和警报。要使声音静音,请按一次左按钮,要使闹钟静音,请在警报期间按左按钮或按住左按钮。



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活动测量模式



可定制的模式,包括时间和测量次数。可以设置的最大测量时间为120分钟,测量次数为2。本质上,它可以自动执行Pripyat剂量计中的测量过程。从第一维减去第二维,并从中得到模量,结果,获得了指定时间的固定颗粒数。它可以以不同的方式使用,既用于测量产品,又用于分离单个颗粒,首先进行测量,例如首先使用alpha过滤器,然后再不使用它,等等。



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许多组装自己的剂量计的人也实施了类似的制度,我也不例外。



第二种测光模式



无论听起来多么合逻辑,此模式都会显示每秒的粒子数量。屏幕上将显示上次测量的粒子数量。该图的构建方式与搜索模式相同。



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住房



目前,在Fusion 360程序中开发了以下主体:



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该主体是为Beta-1-1传感器制造的,期望可以在3D打印机上进行打印。稍后,我将以stl格式发布模型。



用来固定板子的孔用于在此处熔合M2螺钉的套筒。



仪器问题



正如上一部分的注释中所指出的那样,主要问题是错误警报的问题基本上没有得到解决,但是,例如,“用磁带覆盖”,是的,我完全同意。我试图用其他方法来对抗它,但是没有给出很好的结果。我直接从电池供电,这部分地减小了电源纹波的范围,并放置了额外的电解电容器作为电源(我把它甚至设置为10000mkf,也没有帮助),好吧,陶瓷也没有解决问题。我对此表示了自己的结论,我将不再重复此类错误。变压器的价格会稍贵一些(因此每只250卢布,而电感为45卢布。),但是麻烦会少得多。



由于稳定的产生频率为4 kHz,因此在安静时会听到微弱但令人讨厌的吱吱声。您无法使用此设备进行侦察。



电压转换器也是一个主要故障。我决定这样做,只是因为电感器的可用性,但我没有立即考虑其余的事情。



但是,尽管有缺点,但对我而言,他还是完全完成了我想要的任务。对于家用剂量计,我认为它会做到,对于专业剂量计,这已经足够。



设备功耗



该设备在活动使用12-14个小时后会给600 mAh电池放电(放电可达3.6)。电池的容量很可能不再是600 mAh。他站在电子烟中呆了一年半。



下一步是什么?



将来,我将完成当前设备的固件,并开始在stm32上执行相同操作,但要考虑到我所有的错误。我还想增加对sd卡,gnss的支持,将屏幕替换为1202,如果我找不到良好的dc-dc降压微电路,可以用电池供电。



加成



我忘了说。由于设备每秒不能记录超过1000个粒子(实际上少得多),因此将在程序中添加一个计数器,以检查是否已达到测量极限。目前,它是这样实现的。如果背景值在0μR/ h的值超过3秒钟,则会触发警报并打开超量程标志。



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