La misma interferencia
Durante mi pasantía en la fábrica, decidí llevarme el pañuelo del convertidor y mirar con el osciloscopio lo que realmente sucede en la salida. Para mi sorpresa, la interferencia no estaba en la salida del convertidor, sino en principio en la fuente de alimentación. Cuando el nivel de PWM cambió de bajo a alto, se observó una fuerte caída de voltaje a lo largo de la línea de 5 voltios, de aproximadamente 1-2 voltios, y cuando el estado cambió de alto a bajo, hubo un salto de aproximadamente 1,5 a 2,5 voltios. Y todas estas pulsaciones estaban en la frecuencia del PWM. Cuando se alimenta directamente de la batería, nada cambia realmente. En este punto, decidí no volver a utilizar este tipo de convertidores en mis dispositivos (específicamente, si necesita aumentar el voltaje más de 2 veces). También hubo recomendaciones para reemplazar el transistor de efecto de campo por uno bipolar,pero mis intentos de encontrar algo con una alta ganancia (alrededor de 300), en un paquete smd y con un voltaje de alrededor de 450-500 voltios no tuvieron éxito, esto se refiere al uso de un transistor de efecto de campo, que se abre completamente a 10 voltios.
Transferencia de firmware a un dispositivo en vivo
Para ser honesto, no pensé que tendría problemas, porque todo funcionó bien en el tablero (y cuando hice un tablero para la primera versión en una pantalla de siete segmentos, todo estaba bien), y no hubo problemas que surgieron después del firmware.
De hecho, solo funcionaban la pantalla y el menú, pero pwm, ADC, temporizadores e interrupciones se negaban a funcionar. Nuevamente, todo funcionó bien en arduin. Como resultado, al reorganizar la inicialización de los temporizadores en algunos lugares, logré lograr el funcionamiento normal del dispositivo.
La necesidad de eliminar el marco arduino. Sí, arduino es malo, lo que ya he entendido más de una vez, y en mi código de momento solo se utilizan los métodos millis y micros de este framework. Estoy tratando de superar todo esto y ya se han logrado algunos éxitos. Además, arduina todavía vive en mi código debido a la biblioteca de visualización, que ya derroté sin usar arduina, y pronto desaparecerá por completo, tk. cualquier cantidad de memoria que necesite se agregará. Además, usar C ++ en lugar de C en la programación de microcontroladores no es la mejor práctica, por lo que este punto también deberá rehacerse.
¿Qué hay de nuevo en el firmware?
De lo principal que se agregó / solucionó:
- Se eliminaron los retrasos de la indicación de sonido, lo que aumentó en gran medida la velocidad y la precisión de las lecturas.
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¿Qué ha cambiado en la PCB?
- El convertidor elevador y el convertidor lineal de 3,3 voltios se conectaron directamente desde la batería.
- Se cambió el divisor de voltaje de la batería de 10 kOhm a 220 kOhm.
- El transistor de efecto de campo se movió del amplificador emisor a un divisor de voltaje para eliminar el voltaje de la batería.
- Resistencia extra pull-up eliminada.
- Algunos componentes de inmersión se reemplazan con smd.
¿Qué hay en el firmware?
Además de lo que mencioné anteriormente, el firmware contiene:
- Tres modos de funcionamiento: búsqueda, medición (como en el dosímetro Pripyat) y partículas / s
- Cálculo del error de medición en el modo de búsqueda. Existe un algoritmo avanzado y uno más simple. Seleccionado en el archivo de configuración.
- Configuraciones para: sbm-20, sbm-19, beta-1-1
- Trazado (Sí, no es nuevo, pero se ve bien).
- Modo de suspensión (consumo de energía reducido, el dispositivo se enciende manteniendo presionado el botón o por alarma). No completado por el momento.
- Indicación sonora y luminosa y su configuración
- Ruso e inglés (establecido en la configuración con firmware)
El archivo de configuración describe qué se puede deshabilitar y cuánta memoria liberará.
Navegación y menús
El dispositivo está controlado por dos botones. El izquierdo se restablece y el derecho se establece.
Para ingresar al menú, debe mantener presionados ambos durante 1 segundo.
El desplazamiento por el menú se realiza presionando brevemente los botones. Seleccionar el elemento requerido - manteniendo presionado el botón de configuración. Cancelar o Atrás: mantenga presionado el botón de reinicio.
El menú implementa la mayor parte de lo que quería, pero si no fuera por las restricciones de memoria y puerto de gpio, se agregaría la capacidad de construir mapas (sd + gnss).
Modo de búsqueda
Creo que este modo no requiere una explicación detallada. Esencialmente, muestra el valor actual en micro-rayos X por hora y cambia el rango dependiendo del valor actual. Las lecturas no se promedian sobre la mediana, sino simplemente la suma de las mediciones a lo largo del tiempo, y se pueden activar presionando el botón derecho. En la esquina superior derecha se muestra la carga de la batería, el error estadístico es levemente menor y la dosis acumulada es aún menor.
También en este modo, puede apagar el sonido y la alarma. Para silenciar el sonido, presione el botón izquierdo una vez, y para silenciar la alarma, presione el botón izquierdo durante la alarma o mantenga presionado el botón izquierdo.
Modo de medición de actividad
Modo personalizable, tanto en tiempo como en número de medidas. El tiempo máximo de medición que se puede configurar es de 120 minutos y el número de mediciones es 2. En esencia, automatiza el proceso de medición disponible en el dosímetro Pripyat. La segunda se resta de la primera dimensión y de ésta se toma el módulo, como resultado, se obtiene el número de partículas fijas para el tiempo especificado. Se puede utilizar de diferentes formas, tanto para medir productos como para separar partículas individuales, midiendo primero, digamos primero con un filtro alfa, luego sin él, etc.
Muchos que montaron sus propios dosímetros implementaron un régimen similar, y yo no soy una excepción.
Segundo modo de medición
Este modo muestra el número de partículas por segundo, sin importar lo lógico que suene. El número de partículas de la medición anterior se muestra en el lado derecho de la pantalla. El gráfico se construye de la misma forma que en el modo de búsqueda.
Alojamiento
Por el momento, el siguiente cuerpo se desarrolló en el programa Fusion 360.
El cuerpo se hizo para el sensor Beta-1-1 y con la expectativa de que se imprima en una impresora 3D. Publicaré modelos en formato stl más adelante.
Los orificios para la fijación de la placa están hechos para fusionar allí los manguitos para los tornillos M2.
Problemas de instrumentos
El principal problema, como se señaló en los comentarios de la última parte, es que el problema de los falsos positivos esencialmente no está resuelto, pero digamos que está "cubierto con cinta" y sí, estoy completamente de acuerdo con eso. Traté de combatirlo de otras formas, pero no dio muy buenos resultados. Hice energía directamente de la batería, esto redujo parcialmente el rango de ondas de energía, puse condensadores electrolíticos adicionales para la fuente de alimentación (lo puse incluso a 10000mkf, tampoco ayudó), bueno, la cerámica tampoco resolvió el problema. Expresé mi conclusión sobre esto, ya no repetiré tales errores. El transformador saldrá un poco más caro (por lo tanto, por 250 rublos cada uno, en comparación con 45 para la inductancia), pero habrá muchos menos problemas con él.
Debido al hecho de que la generación estable es a 4 kHz, se escucha un chirrido débil pero molesto en silencio. No se puede realizar un reconocimiento con este dispositivo.
El convertidor de voltaje también es una falla importante. Decidí hacerlo, solo por la disponibilidad del inductor, pero no pensé de inmediato en el resto.
Pero a pesar de las deficiencias, en lo que a mí respecta, él cumple completamente las tareas que yo quería. Para un dosímetro doméstico, creo que servirá, para uno profesional es suficiente.
Consumo de energía del dispositivo
El dispositivo descarga una batería de 600 mAh en 12-14 horas de uso activo (descarga hasta 3.6). Lo más probable es que la capacidad de la batería ya no sea de 600 mAh, porque estuvo parado en un cigarrillo electrónico durante un año y medio.
¿Que sigue?
En el futuro, terminaré el firmware del dispositivo actual y comenzaré a hacer lo mismo en stm32, pero teniendo en cuenta todos mis errores. También quiero agregar soporte para tarjetas sd, gnss, reemplazar la pantalla con 1202, y es posible obtener energía de las baterías si no encuentro un buen microcircuito reductor dc-dc.
Adición
Olvidé decir. Dado que el dispositivo no puede registrar más de 1000 partículas (de hecho, un poco menos) por segundo, se agregará un contador al programa para verificar que se haya alcanzado el límite de medición. Por el momento se implementa así. Si el valor de fondo tiene un valor de 0 mcr / h durante más de 3 segundos, se activa una alarma y se enciende la bandera de sobrerrango.
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