Raspberry Pi Pico deteguje gama žiarenie v rámci otvoreného projektu spektroskopie

Raspberry Pi Pico deteguje gama žiarenie v rámci otvoreného projektu spektroskopie
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  138 zobrazení
2
 0
Arduino a príbuzné platformy

S Raspberry Pi Pico môžete robiť veľa užitočných vecí avšak je jedna, o ktorej asi nikto zatiaľ neuvažoval: detekcia žiarenia. Fyzik Matthias Rosezky, alias Nuclear Phoenix, o ktorého práci písal aj portál Hackaday, a napísal o ňom aj časopis IEEE Spectrum  poskytol podrobný opis stavby spektrometra gama žiarenia, ktorý si urobil sám.

Open Gamma Project / Matthias Rosezky

Zariadenie funguje tak trochu ako Geigerov počítač, ale je citlivejšie a dokáže identifikovať presnú kombináciu izotopov, ktorá spôsobí, že detektor "cvakne". Rosezky opísal Pico ako "prirodzenú voľbu" pre mikrokontrolér pri vytváraní tohto projektu. Za 40 dolárov kúpil na eBay malý kryštál jódu sodného a skombinoval ho s kremíkovým fotonásobičom. To všetko pripojil k nosnej doske, do ktorej vložil Pi Pico. Gama žiarenie vytvára v kryštáli elektrón s úmernou energiou, ktorý pri pohybe štruktúrou excituje atómy. To spôsobuje vyžarovanie fotónov - svetla - a počítaním fotónov možno zistiť energiu gama žiarenia. Vlastná doska plošných spojov detektora s rozmermi len 6 x 6 cm tvorí väčšinu plochy zariadenia, keďže sa do nej zasúva samotný detektor Pico.

Cieľom projektu známeho ako Open Gamma Detector je udržať si nízku cenu, pretože takéto zariadenia môžu stáť viac ako 1 000 dolárov, ak sú zakúpené od špecializovaných dodávateľov laboratórneho vybavenia.

Fotóny, ktoré vychádzajú z kryštálu, sa zosilňujú a merajú pomocou fotonásobiča, ktorý ich mení na napätie. To sa potom zvýši na detekovateľnú úroveň pomocou neinvertujúceho operačného zosilňovača, ktorú zachytí detektor špičiek a diskriminátor impulzov pripojený k mikrokontroléru. Akékoľvek detekcie sa odosielajú cez USB a môžu tiež vydať zvukový signál CLICK ako výstrahu - pokiaľ sa použije dodatočný externý zvukový hardvér.

Programovanie prebieha prostredníctvom prostredia Arduino IDE. Rosezky napísal vlastnú knižnicu na kalibráciu detektora a celý kód, ako aj špecifikácie nosnej dosky, sú k dispozícii na GitHube vrátane vzorovej webovej aplikácie, ktorá vykresľuje spektrá nameraného žiarenia.

Jedným z pozoruhodných problémov s Pico je chyba diferenciálnej nelinearity, o ktorej sa špekuluje, že súvisí s kondenzátormi dosky a vedie k tomu, že štyri (zo 4 096) vstupných kanálov sú oveľa citlivejšie ako ostatné. Rosezky preto využíva pomerne jednoduché riešenie, ktorým je vyradenie signálov z týchto kanálov, aby nedochádzalo k špičkám, ktoré skresľujú údaje, a dúfa, že sa to čoskoro hardvérovo opraví.

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok?

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok a chceli by ste sa o to podeliť s viac ako 250.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vedieť, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.

Kontaktujte nás!


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár k článku. Pridáte prvý? Berte prosím na vedomie, že za obsah komentára je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo

JLCPCB Promo
PCBWay Promo

JLCPCB Promo
PCBWay Promo

JLCPCB Promo
Webwiki Button