Skip to content

README.md

Latest commit

 

History

History
267 lines (193 loc) · 14.3 KB

README.md

File metadata and controls

267 lines (193 loc) · 14.3 KB
Raw

A DIY dosimeter-radiometer based on Arduino and DP-5V

Самодельный дозиметр-радиометр на базе Arduino и ДП-5В

Собранный дозиметр на базе Arduino и ДП-5В

🇷🇺 Описание

Данная прошивка предназначена для работы с армейским дозиметром ДП-5В и платой Arduino (Uno / Nano).

ВОЗМОЖНО подключение Arduino напрямую к разъёму наушников ДП-5В (без гарантий).

С этого выхода снимаются импульсы счётчика Гейгера, которые обрабатываются с помощью аппаратного прерывания, что обеспечивает надёжный подсчёт даже при высоких скоростях счета.

Для уменьшения ошибок, вызванных дребезгом, повторными срабатываниями и помехами, в прошивке реализовано программное мёртвое время (software dead time).

Прошивка выполняет:

  • подсчёт импульсов,
  • расчёт CPS и мощности дозы,
  • компенсацию физического мёртвого времени счётчика Гейгера,
  • оценку статистической погрешности (Пуассон),
  • интегрирование накопленной дозы,
  • отображение данных на LCD-дисплее.

Для повышения стабильности показаний используется динамическое скользящее окно усреднения, автоматически переключающееся между быстрым и медленным режимами в зависимости от уровня радиационного фона.

Проект предназначен для учебного, экспериментального и исследовательского использования.

🇺🇸 Description

This firmware is designed to work with the DP-5V military radiation survey meter and an Arduino board (Uno / Nano).

IT IS POSSIBLE to connect Arduino directly to the DP-5V headphone jack (no guarantees).

Geiger counter pulses are taken from this output and processed using a hardware interrupt, ensuring reliable pulse counting even at elevated count rates.

To reduce counting errors caused by bounce, noise, and repeated triggers, a software dead time (anti-bounce filter) is implemented.

The firmware performs:

  • pulse counting,
  • CPS and dose rate calculation,
  • physical Geiger tube dead time compensation,
  • Poisson statistical error estimation,
  • accumulated dose integration,
  • LCD data output.

To improve measurement stability and responsiveness, a dynamic sliding window averaging algorithm is used, automatically switching between fast and slow averaging modes depending on radiation level.

This project is intended for educational, experimental, and research purposes.

🇷🇺 Основные возможности

  • Подсчёт импульсов через аппаратное прерывание (INT0)
  • Секундная дискретизация с кольцевым буфером
  • Динамическое скользящее окно усреднения CPS:
    • медленное (30 с) — стабильность на фоне
    • быстрое (5 с) — быстрая реакция на рост фона
  • Гистерезис переключения окон для предотвращения «дребезга»
  • Расчёт CPS и эквивалента CPM (Б-8)
  • Компенсация физического мёртвого времени счётчика Гейгера
  • Расчёт мощности дозы (µSv/h)
  • Подсчёт накопленной дозы (µSv)
  • Учёт времени накопления
  • Оценка статистической погрешности (Пуассон)
  • Звуковой щелчок и вспышка светодиода на каждый импульс
  • Программный антидребезг импульсов
  • Два режима отображения (основной / накопление)
  • Вывод информации на стандартный I2C LCD 16×2
  • Возможность калибровки по эталонному дозиметру

🇺🇸 Key Features

  • Hardware interrupt pulse counting (INT0)
  • One-second time base with circular buffer
  • Dynamic CPS sliding window:
    • slow window (30 s) for background stability
    • fast window (5 s) for quick response
  • Window switching hysteresis
  • CPS and B-8 equivalent calculation
  • Physical Geiger tube dead time compensation
  • Dose rate calculation (µSv/h)
  • Accumulated dose integration (µSv)
  • Measurement time tracking
  • Poisson statistical error estimation
  • Audible click and LED flash for each pulse
  • Software dead time filtering
  • Two display modes (main / accumulated)
  • Output to a standard I2C LCD 16×2
  • Calibration against a reference dosimeter

🇷🇺 Аппаратная часть

  • Arduino Uno / Nano (ATmega328P)
  • Армейский дозиметр ДП-5В
  • Прямое подключение к разъёму наушников (на свой страх и риск)
  • LCD 16×2 с I2C (адрес 0x27)
  • Пьезоизлучатель (опционально)
  • Кнопка управления
  • Согласующая схема для безопасного подключения дозиметра к Arduino (желательно)

🇺🇸 Hardware

  • Arduino Uno / Nano (ATmega328P)
  • DP-5V military radiation survey meter
  • Direct connection to headphone jack (at your own risk)
  • 16×2 I2C LCD (address 0x27)
  • Piezo buzzer (optional)
  • Control button
  • Interface circuit for safely connecting the dosimeter to the Arduino (recommended)

🇷🇺 Распиновка

  • Импульсы ДП-5В: D2 (INT0)
  • Кнопка: D3
  • Пищалка: D7
  • LCD SDA: A4
  • LCD SCL: A5

⚠️ ВАЖНО! Прочтите перед подключением:

  1. Пин D2 используется как внешнее прерывание (INT0), что гарантирует надёжный подсчёт всех импульсов.
  2. Для пина D2 в коде включен внутренний подтягивающий резистор (INPUT_PULLUP). Это означает, что для регистрации импульса вход должен быть "замкнут" на землю (GND).
  3. Аудиовыход дозиметра ДП-5В НЕ ЯВЛЯЕТСЯ TTL-совместимым сигналом! Для надежной и стабильной работы прибора рекомендуется использовать простейшую схему согласования (например, на одном транзисторе). Ее задача — усилить слабый импульс и превратить его в четкий цифровой сигнал (0-5В), который Arduino гарантированно распознает.
  4. При прямом подключении полярность аудиовыхода ДП-5В важна. Если нет прерываний, то смените полярность!

Схема подключения Arduino и ДП-5В

🇺🇸 Pin Configuration

  • Geiger pulse input: D2 (INT0)
  • Button: D3
  • Buzzer: D7
  • LCD SDA: A4
  • LCD SCL: A5

⚠️ IMPORTANT! Read before connecting:

  1. Pin D2 is used as an external interrupt (INT0), which ensures reliable counting of all pulses.
  2. The code enables the internal pull-up resistor (INPUT_PULLUP) for pin D2. This means that to register a pulse, the input must be pulled to ground (GND).
  3. The audio output of the DP-5V dosimeter is NOT a TTL-compatible signal! For reliable and stable operation of the device, it is recommended to use a simple matching circuit (for example, one with a single transistor). Its purpose is to amplify a weak pulse and convert it into a clear digital signal (0-5V) that the Arduino is guaranteed to recognize.
  4. When connecting directly, the polarity of the DP-5V audio output is important. If there are no interruptions, reverse the polarity!

🇷🇺 Калибровка

Коэффициент пересчёта CPS → µSv/h зависит от конкретного прибора и условий измерения.

Значение по умолчанию откалибровано по фону с использованием дозиметра ДКГ-03Д совместно с ДП-5В.

Используемый коэффициент: CPS_TO_USVH = 0.34

⚠️ ВНИМАНИЕ! Данный коэффициент НЕ универсален. Его значение зависит от конкретного экземпляра счётчика Гейгера в дозиметре, его возраста, геометрии измерения и других факторов. Копирование этого значения даст лишь очень приблизительный результат.

Как откалибровать прибор самостоятельно:

  1. Поместите ваш прибор и эталонный (проверенный) дозиметр в условия стабильного радиационного фона, вдали от источников.
  2. Запишите показания эталонного дозиметра в мкЗв/ч (например, 0.15 мкЗв/ч).
  3. Включите ваш прибор и дождитесь стабилизации показаний CPS (через 1-2 минуты). Запишите это значение (например, 0.51 CPS).
  4. Рассчитайте ваш персональный коэффициент по формуле: Коэффициент = (Показания_эталона, мкЗв/ч) / (Ваши_показания, CPS) Пример: 0.15 / 0.51 = 0.294
  5. Введите полученное значение в переменную CPS_TO_USVH и загрузите скетч снова.

🇺🇸 Calibration

The CPS to µSv/h conversion factor depends on the specific tube and measurement conditions.

The default value is calibrated to background radiation using a DKG-03D reference dosimeter together with the DP-5V.

Used conversion factor: CPS_TO_USVH = 0.34

⚠️ ATTENTION! This conversion factor is NOT universal. Its value depends on the specific Geiger tube in your dosimeter, its age, measurement geometry, and other factors. Simply copying this value will yield only a very approximate result.

How to calibrate the device yourself:

  1. Place your device and a reference (verified) dosimeter in a stable background radiation environment, away from any sources.
  2. Record the reading of the reference dosimeter in µSv/h (e.g., 0.15 µSv/h).
  3. Turn on your device and wait for the CPS reading to stabilize (after 1-2 minutes). Record this value (e.g., 0.51 CPS).
  4. Calculate your personal conversion factor using the formula: Factor = (Reference_Reading, µSv/h) / (Your_Reading, CPS) Example: 0.15 / 0.51 = 0.294
  5. Enter the calculated value into the CPS_TO_USVH variable and upload the sketch again.

🇷🇺 Предупреждение

Данный проект не является сертифицированным измерительным прибором и не должен использоваться для задач, связанных с безопасностью, медициной или радиационным контролем.

Проект подходит для:

  • сравнения относительных уровней радиации,
  • поиска источников ионизирующего излучения,
  • изучения принципов работы дозиметрии,
  • экспериментов в области физики и электроники.

Вы используете данный проект на свой страх и риск.

🇺🇸 Disclaimer

This project is not a certified radiation measurement device. Do not use it for safety-critical, medical, or regulatory applications.

What this device is suitable for:

  • Comparing relative radiation levels in different places.
  • Searching for and detecting sources of ionizing radiation.
  • Studying the principles of how dosimetric instruments work.
  • Experiments in physics and electronics.

You use this project and code at your own risk. The author is not responsible for any consequences related to the assembly and operation of this device.

License

GNU General Public License v3.0

Документация / Documentation

🇷🇺 Русский

us English

Автор: Василий Кубарев
Сайт: kubarev.space
Другие проекты: GitHub Profile