Надрукований на 3д принтері пластиковий корпус спеціально призначений для мікроконтролерів Raspberry Pi Pico W з прямими пін-хедерами. Цей продукт є одним з продуктів у лінійці корпусів під брендом IoT Case Lab (aka ICL).

Дизайн моделі корпуса задуманий та розроблений так, щоб контролером у корпусі було зручно користуватися, витрачаючи мінімум часу на його складання та підключення решти компонентів проекту.

Якщо на вашому Raspberry Pi Pico W встановлено бічні пін-хедери, радимо розглянути інший корпус (ICL_RPIPW_SI_V1) виробництва ICL, який розроблений спеціально для такого розташування контактів.

Кому це потрібно

Цей корпус підійде для застосування у DIY проектах з використанням популярного мікроконтролера Raspberry Pi Pico W (плата зеленого кольору з micro USB  роз’ємом, зразка 2022 року).

Радіоаматори та DIY ентузіасти, які мають необхідність зручного підключення компонентів задуманого проекту до контролера RPi Pico W, знайдуть цей корпус простим та зручним з точки зору інсталяції і експлуатації мікроконтролера, а також його супутніх компонентів, які підключаються кабельними шлейфами(роз’єми типу Dupont).

Серед користувачів лінійки корпусів ICL сподіваємося бачити як початківців, так і професіоналів, що займаються дизайном та побудовою розумних речей, побутовою автоматизацією. Корпус має також підійти і тим, хто проводить багато часу у лабораторії: навчається та навчає, проводить випробування, програмує, готує навчальні матеріали, веде технічний блог.

Мотивація

У галузі DIY багато різноманітних плат мікроконтролерів на базі дуже популярних апаратних платформ, як-от Arduino, ESP8266, ESP32, Raspberry Pi Pico. 

Всі перераховані контролери продаються у готовому вигляді з впаяними прямими пін-хедерами, у так званому форматі “Dev Board”, коли для підключення компонентів до контролера найчастіше застосовуються кабелі з роз’ємами Dupont.

Пін-хедери на платі головного контролера – це дуже зручний спосіб швидкого підключення / відключення компонентів у проекті, особливо для тих користувачів, які не вміють чи не бажають брати до рук паяльник. 

Але є і суттєвий недолік: роз’єми Dupont дуже погано тримаються на своїх місцях, що призводить до поганого контакту в кращому випадку, а найчастіше до постійних відєднань між компонентами. Це дуже дратує, особливо коли проект має багато з’єднань чи виконується у обмеженому просторі.

Розробляючи цей продукт, у ICL вирішували одразу кілька задач:

• Забезпечити можливість користування роз’ємами типу Dupont, але надійно їх зафіксувати на пін-хедерах;
• Захистити плату контролера пластиковим корпусом, щоб унеможливити випадкове коротке замикання через різноманітні металеві поверхні;
• Надійно зафіксувати контролер у просторі;
• Зробити гарний за дизайном корпус для стандартного модуля контролера; 
• Надати можливість з’єднувати (поєднувати) корпуси різноманітних за розміром, розташуванням та призначенням компонентів проекту. 

Що робить продукт особливим?

• Розроблений спеціально під контролер Raspberry Pi Pico W;
• Контакти з’єднувачів типу Dupont надійно фіксуються панеллю;
• Всі пін-хедери плати контролера доступні для з’єднань;
• Контролер всередині корпусу фіксується за допомогою чотирьох штатних отворів кріплення плати RPi Pico W;
• Кнопку BOOTSEL виведено у отвір на корпусі;
• Корпус має власні зовнішні вуха кріплення;
• Хоча це і не передбачалося, внутрішній простір корпусу також дозволяє встановити пін-хедери для DEBUG-порту (SWDIO, GND, SWCLK);
• Має спеціальні прямокутні шипи – універсальні міжкорпусні з’єднувачі, якими оснащено всі продукти IoT Case Lab;
• Вентиляційні отвори виконано з трьох сторін: на двох бічних та верхній грані корпусу, щоб забезпечити пасивне охолодження.

Комплектація, складання та встановлення

Комплектація продукту:

Корпус – 1 шт;

Ковпачок кнопки – 1 шт;

Панель корпусу – 1 шт;

Примітка. Саморізи, гвинти та гайки у складі продукту не постачаються. Плата контролера Raspberry Pi Pico W не постачається.

Маса корпусу (без гвинтів): 25.12 г

Матеріал: пластик PLA

Колір: колір відповідає фото. Відтінок може незначно відрізнятися від партії до партії і не залежить від виробника.

Необхідні навички, запчастини та інструменти:

• особливих вимог до навичок і досвіду немає;
• викрутка;
• гвинти для фіксації плати контролера – 4 шт;
• гвинти з гайкою для фіксації нижньої кришки, а також кріплення корпусу до потрібної поверхні – 4 шт;

Кроки із складання:

1. Переверніть корпус верхньою стороною вниз (грань з вентиляцією та отвором кнопки);
2. За допомогою пінцету встановіть ковпачок кнопки на своє місце зсередини;
3. Вкладіть плату контролера чипом вниз (пін-хедери вгору) на своє місце так, щоб спочатку роз’єм мікро USB зайшов у свій отвір, а потім і решта плати лягла на передбачені внутрішні стійки кріплення;
4. Закріпіть плату контролера чотирма гвинтами всередині корпусу так, щоб ковпачок кнопки у своєму отворі працював як треба;
5. Встановіть на пін-хедери контролера необхідні роз’єми кабелів так, щоб вони лягали по обидва довші боки корпусу;
6. Закрийте нижню заглушку корпусу відповідною панеллю;
7. Переверніть всю конструкцію у нормальне положення і за потреби прикріпіть корпус до поверхні за допомогою монтажних вух, або використайте монтажні вуха для того, щоб закріпити нижню панель, яку ви вже встановили.

Вихідні файли 3D моделі

Наразі ми ще не впровадили можливості придбати файли 3д моделі як віртуальний товар. Але ми плануємо зробити це в майбутньому.

На GitHub є модель зовнішніх контурів корпусу, який отримає клієнт, щоб оцінити розміри та пятно проекції корпусу на площини X,Y,Z.

Щоб виготовити такі сувеніри, ми цілеспрямовано викуповуємо на ринку України неробочі трубки Гейгера, які могли б потрапити на глобальний ринок DIY у складі комерційних продуктів. Будучи учасниками ринку DIY ми бачимо, як одні й ті самі несправні чи виснажені трубки перепродаються з рук в руки по кілька разів, адже ніхто не хоче втрачати потенційний прибуток. Ми нещодавно виклали відео на наш канал на Youtube де показуємо, як працює дефектна трубка СБМ-20. На жаль, таких трубок на ринку ще є велика кількість. Саме тому ми взялися робити з них сувеніри.

Також в діло в нашому проекті GGreg20 Epoxy Souvenir йдуть відбраковані нами плати популярного модуля GGreg20 різних версій та з різних стадій виробництва.

На виході ми отримуємо прозорий брусок епоксидної смоли, який всередині містить назавжди законсервований модуль GGreg20 з трубкою Гейгера.

Заливка епоксидною смолою гарантує, що цього разу трубка Гейгера не повернеться на сірий ринок радіо-компонентів для DIY.

Тож придбавши собі сувенір, ви допомагаєте очистити ринок від недобросовісних комерційних пропозицій та приймаєте участь у ініціативі підвищення якості аматорських рішень на глобальному рівні. Адже трубки ще радянських запасів, про які йдеться у цьому проекті, розходяться країнами Заходу і потрапляють в пристрої тисячів радіоаматорів.

Яка ж друга ініціатива? Ми вирішили передавати половину прибутку, отриманого в рамках цього проекту, на благодійність та підтримку оборонних проектів в Україні. Ми вважаємо, що в умовах агресивної та неспровокованої війни, яка розв’язана зараз проти України, будь-яка доброчинна ініціатива є важливою і своєчасною. 

Тож замовляючи на згадку цей сувенір, ви також донатите в Україні. 

Увага! Цей продукт не є робочим лічильником Гейгера, а лише сувенір. Якщо ви шукали GGreg20_V3, такий модуль можливо замовити за посиланням. Також дивіться виділений під GGreg20_V3 DIY Geiger counter репозиторій GitHub.

Розміри та вага

• X: 150 мм.
• Y: 50 мм.
• Z: 25 мм.
• W: приблизно 145 грам.

Смола: прозора, нетоксична, EpoxyTable 5-five бренду RESIN PRO (Італія) з потужними УФ-фільтрами в обох компонентах

Технічний паспорт: RESIN PRO (Italy) link

Паспорт безпеки компоненту A: RESIN PRO (Italy) link

Паспорт безпеки компоненту B: RESIN PRO (Italy) link

Сертифікат про нетоксичність: RESIN PRO (Italy) link

Комплект постачання

Сувенірний лічильник Гейгера GGreg20_ES – 1 шт.

Версія модуля GGreg20, тип трубки, лінійні розміри, зовнішній вигляд модуля можуть незначно відрізнятися від наведених в описі даних та фотографій в кожному замовленому сувенірному продукті, оскілький заливка епоксидною смолою виконується вручну, а основна мета проекту вивести з обігу на ринку несправні трубки Гейгера. 

Що ми можемо гарантувати, так це те, що ви отримаєте продукт з модулем GGreg20 і трубкою Гейгера, які залито прозорою, високоякісною і нетоксичною смолою.

Як замовити

Продукт постачається з Києва в усі країни світу крім країн, що знаходяться під міжнародними санкціями чи звинувачуються у воєнних злочинах та злочинах проти людяності. 

Половина прибутку від продажу даного продукту направляється на оборонні проекти та збройні сили України.

Замовити продукт можливо у нас на веб сайті або на Tindie:

Website: https://go.iot-devices.com.ua/souvenir-geiger-counter

Tindie: https://go.iot-devices.com.ua/ggreg20_es_tindie

Зверніть увагу, що IoT-devices, LLC не веде бізнесу з громадянами росії де б вони не знаходилися.

Інструкція із застосування

Ніяких кабелів – ніякої пайки – ніяких драйверів – ніякого програмування

На наш погляд існує багато можливостей застосування даного сувенірного продукту:

• встановити на столі
• повісити на стіні
• вмурувати / вбудувати у поверхню
• демонструвати колегам, друзям, дітям

Призначення

Емулятор детектора радіоактивних частинок – програмно-апаратний електронний модуль, призначений для емуляції лічильника рівня іонізуючого випромінювання. З цією метою емулятор включає в себе вихід підрахунку імпульсів на головний контролер. Arduino, ESP8266, ESP32, Raspberry Pi, STM32 та інші можуть використовуватися як хост-контролер.

Симульований рівень радіації та режим роботи емулятора відображається світловими сигналами на вбудованому RGB-світлодіоді.

GCemu20_V1 – недорогий та корисний прилад для:

• безпечного та системного навчання,
• модульного тестування і розробки нових пристроїв,
• виявлення та налагодження несправностей у системах, що вже працюють, тощо.

Цей модуль корисний під час навчання, тестування, та побудови вимірювальних приладів з визначення потужності іонізуючого випромінювання як в приміщенні, так і зовні, як в ручному / кишеньковому, так і в стаціонарному дизайні.

Єдине, що потрібно, щоб почати використовувати модуль емулятора, це будь-який мікроконтролер, який може підраховувати кількість вхідних імпульсів за одиницю часу на своєму GPIO, а також живлення через micro USB.

Специфікації

1. Розміри модуля – 30 x 65 x 10 мм. За основу взято модуль ESP12.OLED без дисплея.
2. Генератор справжніх випадкових чисел (True Random Number Generator) – вбудований TRNG ESP8266.
3. Потужність імітованої радіації: 5 режимів від 0 до 1.5 мкЗв/год.
4. Живлення: від AC/DC 5V адаптера (не постачається) через micro USB.
5. На платі модуля передбачено отвори 2.54мм під пайку для підключення консолі через UART. Консоль може застосовуватися під час експлуатації емулятора чи прошивки вбудованого у GCemu20_V1 контролера ESP8266.
6. Струм споживання – аналогічний до модуля ESP12.OLED_V1 та складає до 80 мА з включеним інтерфейсом WiFi (WiFi і АЦП вимагається TRNG).
7. Імпульсний вихід GCemu20_V1 сумісний з рівнями логічного сигналу 3V3 ACTIVE-LOW.
8. Тривалість імпульса на виході – близько 10 мкс, аналогічно GGreg20.
9. Програмне забезпечення: прошивка NodeMCU / Lua. Код емулятора стартує автоматично після подачі живлення у Режимі 1 (імітація нормального рівня радіації оточуючого середовища [18-35] CPM).

Для чого і кому потрібен емулятор лічильника Гейгера

Головна ідея будь-якого емулятора в галузі DIY-електроніки полягає у тому, щоб під час розробки IoT-пристроїв, проведення експериментів чи навчання, замість реального модуля тимчасово, на певних етапах, використовувати віртуальний замінник, який дозволяє відтворювати роботу та характеристики реального пристрою з високою точністю. Емулятор має спростити та прискорити розробку, а також додати зручності на початкових етапах запланованого проекту, або під час виконання модульних тестів.

Переваги емулятора лічильника Гейгера

• Відсутність високої напруги на модулі
• Спрощений навчальний процес
• Нижча вартість порівняно зі справжнім лічильником Гейгера
• Реальне джерело радіації не потрібне
• Ресурс трубки Гейгера-Мюллера не виснажується, адже її немає
• Дані налагодження доступні через UART-консоль

Користувачі емулятора

• Радіоаматори у царині IoT- та DIY- мікроелектроніки
• Викладачі та студенти технологічних університетів
• Дослідницькі команди та інститути
• Батьки та діти, що опановують нові технології самостійно вдома
• Розробники та тестувальники стаціонарних та/чи кишенькових дозиметрів
• Випробувальні лабораторії з контролю якості та/чи захисту прав споживачів

Обмеження емулятора

Серед обмежень даного емулятора лічильника Гейгера, які наразі відомі, є кількість пам’яті контролера ESP8266, в якій в циклі створюється необхідна кількість одноразових таймерів з випадковим часом спрацювання. Кожен таймер по суті є функцією, яка займає певну оперативну пам’ять. 

Таймери що спрацювали, одразу ж вивільняють пам’ять. Виконання програмного коду нагадує пружину, що у циклі раз на хвилину різко стискається і поволі розтискається в межах наявної пам’яті контролера.

Таким чином, максимально можлива кількість випадкових подій, що генерується на виході емулятора, напряму залежить від кількості вільної оперативної пам’яті та швидкодії контролера.

Експериментально встановлено, що ESP8266 з прошивкою NodeMCU та мовою Lua здатен впевнено генерувати близько 260 подій на хвилину, або близько 1,5 мкЗв на годину. Це більш ніж достатня кількість імпульсів на хвилину для емулятора та рівнів радіації, які він начебто реєструє.

Як працює емулятор

Вбудоване програмне забезпечення в циклі створює в межах хвилини певну кількість одноразових таймерів. Кожен таймер, коли спрацьовує, ініціює на GPIO імпульсного виходу емулятора логічний рівень “1” (логіка ACTIVE-LOW). 

Тривалість логічного рівня “1” є близькою до 10 мікросекунд і є аналогічною до імпульсів на справжньому модулі лічильника Гейгера GGreg20_V3. Відмінність полягає лише у тому, що GGreg20_V3 може також підтримувати логіку 5V, натомість GCemu20_V1 підтримує лише 3V3-логіку.

Кількість імпульсів на виході емулятора та відповідних їм випадкових таймерів, в межах хвилини, задається випадково та має встановлений діапазон, що відповідає поточному режиму роботи емулятора. Емулятор може працювати в одному з п’яти режимів імітації потужності радіації.

Режими потужності радіації, яку імітує модуль GCemu20_V1, підібрано таким чином, щоб охопити весь спектр задач, в яких може бути доцільно використовувати емулятор:

Режим 0. Немає імпульсів (імітація помилки сенсора);

Режим 1. Природне фонове випромінювання (за замовчуванням після Power-On Reset);

Режим 2. Припустимий рівень випромінювання;

Режим 3. Підвищений рівень випромінювання;

Режим 4. Небезпечний рівень випромінювання.

Після подачі живлення на емуляторі за замовчуванням встановлюється Режим 1.

Щоб змінити режим роботи емулятора, потрібно натиснути кнопку Flash / D3 (SW1 на платі модуля). 

Режими обираються по черзі натисканням вбудованої кнопки Flash: 

Режим 1 -> Режим 2 -> Режим 3 -> Режим 4 -> Режим 0 -> Режим 1 …

Для кожного режиму потужності на вбудованому RGB-світлодіоді призначено свій колір так, щоб користувач бачив не лише вихідні імпульси від емулятора до хост-контролера, а також міг розрізняти поточний режими роботи:

Реальний модуль GGreg20_V3 оснащено трубкою Гейгера радянського виробництва СБМ-20. Ця трубка має наступний коефіцієнт перерахунку [імпульсів на хвилину, CPM] у [мікрозіверти на годину] для джерела Цезію-137:

мкЗв на годину = CPM * 0.0057 

Щоб розрахувати для діапазонів радіації вказану у таблиці вилку кількості імпульсів на годину, які мав би генерувати емулятор, працюючи у певному режимі, виконаємо обернену операцію:

CPM = мкЗв на годину / 0.0057

За зібраними IoT-devices LLC статистичними даними, трубка СБМ-20 є найпопулярнішою серед DIY проектів, саме тому в емуляторі зроблено прив’язку програмних характеристик емулятора GCemu20_V3 до цієї трубки.

Для забезпечення справжньої випадковості імпульсів на виході емулятора, застосовується апаратний генератор справжніх випадкових чисел контролера ESP8266 (True Random Number Generator, TRNG).

Щоб підсилити ефект випадковості, кожен щохвилинний цикл роботи емулятора генерує не стале число імпульсів, а знову ж таки, випадково обирає кількість вихідних імпульсів з діапазону значень, вказаного для кожного режиму у таблиці вище. 

Наприклад, Режим 1 буде генерувати за хвилину від 18 до 35 імпульсів і ця цифра буде щоразу змінюватися випадковим чином.

Відтак, на виході GCemu20_V1 має випадкову кількість випадково розподілених у часі (в межах кожної хвилини роботи) імпульсів.

Продукт GCemu20_V1 має вбудований, готовий до використання програмний код. Щоб почати працювати з емулятором необхідно лише подати живлення через порт micro USB та підключити імпульсний вихід до хост-контролера, який обробляє імпульси та розраховує рівень імітованої радіації. 

Придбавши цей продукт, користувач не має потреби щось програмувати чи прошивати самостійно, про це вже подбали у IoT-devices LLC.

Але за потреби користувач може прошити модуль іншою прошивкою і використовувати модуль на свій розсуд для інших задач через інтерфейс UART, призначеними для ESP8266 засобами.

Наразі відомо, що для модулів на базі ESP8266 існує безліч IoT-платформ, як-от ESP-IDF, Arduino, NodeMCU, MicroPython, ESPHome, Tasmota та багато інших.

Розміри модуля, призначення портів вводу/виводу

У якості апаратної платформи для GCemu20_V1 застосовується універсальний модуль контролера ESP12.OLED виробництва IoT-devices LLC, у виконанні без дисплея. Тому призначення портів на платі модуля відповідає документації на модуль ESP12.OLED та на контролер ESP8266, вбудований до цього продукту. 

Друкована плата модуля ESP12.OLED_V1:

Призначення всіх портів вводу-виводу модуля ESP12.OLED_V1, як апаратної платформи, на якій побудовано продукт емулятора лічильника Гейгера GCemu20_V1:

Втім, для роботи у ролі емулятора GCemu20_V1 застосовується лише частина наявних на контролері ESP12.OLED_V1 портів вводу-виводу.

Зокрема в емуляторі GCemu20_V1 задіяно наступні порти контролера:

• порт живлення micro USB 5V;
• імпульсний вихід емулятора лічильника Гейгера (GPIO4 / D5, на платі позначено як SDA);
• інтерфейс (опціональний) UART для підключення консолі розробника:
  • UART0 Rx / GPIO3;
  • UART0 Tx / GPIO1;
• джампер X5 вибору режиму живлення (має бути встановлений під час живлення від micro USB);
• перемичка J2 для вибору режиму імпульсного виводу (налаштування користувача для перемикання випадкової кількості / фіксованої кількості імпульсів при поточному режимі емуляції);
• вбудований RGB-світлодіод:
  • GPIO14 / D5 – Blue; 
  • GPIO12 / D6 – Green;
  • GPIO13 / D7 – Red;
• кнопка Reset (на платі позначено як SW2);
• кнопка Flash (GPIO0 / D3, на платі позначено як SW1);

На наступному рисунку показано які саме це порти:

Рис. Порти вводу-виводу ESP12.OLED_V1 (без дисплея), які задіяно у емуляторі GCemu20_V1

Схема підключення модуля емулятора (MCU_B) ESP12.OLED_V1 до головного контролера (MCU_A) NodeMCU може бути така:

Також на цій схемі показано опціональне підключення консолі розробника / програматора через перетворювач UART – USB.

У якості довідкового матеріалу за нумерацією портів рекомендуємо наступні матеріали:

• Стандарт планування та застосування пінів розроблений alterstrategy.lab:

https://alterstrategy.com/recommended-pin-use-standard/

• Документація на прошивку NodeMCU:

https://nodemcu.readthedocs.io/en/latest/modules/gpio/

• Документація на модуль ESP12.OLED_V1 на сайті:

https://iot-devices.com.ua/en/product/esp12oled-universal-esp8266-mcuboard-oled-en/

та на Tindie:

https://www.tindie.com/products/iotdev/esp12oled-universal-esp8266096oled-mcu-board/

Розміри продукту GCemu20_V1, що побудовано на апаратній платформі ESP12.OLED такі:

• X: 65 мм;
• Y: 30 мм;
• Z: 12 мм.

Для порівняння, справжній модуль лічильника Гейгера GGreg20_V3 з трубкою СБМ-20 має наступні розміри:

X: 126 x Y: 30 x Z: 12 мм.

Порівняння емулятора GCemu20_V1 та справжнього GGreg20_V3

Вмикання та вимірювання

Включення GCemu20_V1 рекомендується виконувати наступним чином:

Увага. Завжди перед (пере)запуском пристрою знімайте джампер J2 (GPIO2 <-> GND). GCemu20_V1 не буде стартувати, якщо не зняти джампер J2. Така особливість роботи пов’язана з тим, що GPIO2 який задіяно під джампер J2 приймає участь у завантаженні контролера ESP8266 і переводить його у інший режим роботи.

У той же час, джампер нормально працює після завантаження пристрою – його можна знімати чи встановлювати без обмежень.

Крок 1. Підключіть вхідну потужність від джерела живлення.

Крок 2. Увімкніть джерело живлення. Не більше ніж через 10 секунд ви побачите світлові сигнали на RGB-світлодіоді, які імітують потрапляння вдаваних частинок у детектор модуля. На імпульсному GPIO-виході модуля будуть з’являтися випадкові логічні одиниці тривалістю 10 мікросекунд кожна, за логікою 3V3 ACTIVE-LOW відповідно до встановленого режиму роботи.

Крок 3. Обрати необхідний режим роботи емулятора кнопкою Flash / D3 (на платі ESP12.OLED_V1 позначено як SW1).

Комплекти постачання продукту

GCemu20_V1 basic

1. Модуль ESP12.OLED (без дисплея)  — 1 шт
2. Готове до використання, вбудоване ПЗ емулятора — 1 шт
3. Комплект штирів 2.54мм під пайку для самостійного встановлення  — 1 шт

Технічний опис: GCemu20_V1 Datasheet UKR, GCemu20_V1 Datasheet ENG

Час та вартість ремонту повідомляється клієнту електронною поштою після діагностики.

Під час оплати ремонту необхідно вказати адресу повернення відремонтованого модуля.

Вартість пересилання включається до загальної вартості ремонту та обслуговування.

Системна цифрова послідовна шина I2C завдяки простоті і невибагливості, достатньо високій швидкості і надійності передавання даних на відносно великі відстані – має високий рейтинг використання в  промислових компонентах, модулях і пристроях і DIY проектах. 

Також шина I2C дозволяє виконувати гаряче підключення / відключення підпорядкованих (slave) пристроїв та ідентифікацію пристроїв за адресами, або унікальними даними внутрішніх регістрів. Топологія шини та щонайменше 7-бітна адресація, дозволяють підключати до I2C-мережі до сотні slave-пристроїв одночасно.

Все це дозволяє будувати зручну, надійну та функціональну інфраструктуру давачів і виконавчих механізмів довкола головного контролера.

Головний контролер, однак, зазвичай має лише один інтерфейс I2C та/чи обмежену кількість вільних пінів. Саме тому, щоб на повну застосовувати шину I2C у розробці та експлуатації, застосовують розгалужувачі інтерфейсів. І вже через розгалужувач підключають до головного контролера необхідну кількість підпорядкованих компонентів.

Пропонуємо спеціально призначений для таких задач пристрій – I2CHUB_V1, розгалужувач інтерфейсів шини I2C і конвертер типів інтерфейсних роз’ємів у одному модулі.

Модуль I2CHUB буде корисним для:

• Створення макетів електронних пристроїв з великою кількістю підключених модулів по шині I2C, які, традиційно для Ардуінщиків, з’єднуються в систему кабелями з штирьовими роз’ємами Dupont, JST або іншими з кроком pin-to-pin 2.54 mm. 
• Побудови DIY пристроїв з великою кількістю модулів, з’єднаних шиною I2C;
• Дистанційно віддалених один від іншого груп модулів або пристроїв, наприклад, погодних станцій з віддаленими кабелем групами сенсорів.

На платі модуля, як один з варіантів постачання за вибором Користувача,  доступне встановлення шести роз’ємів (4 pin 2.54) з інтерфейсом I2C і два роз’єми (2 pin 2.54) для живлення. Також Користувач під час замовлення може додати у комплект необхідну кількість відповідних інтерфейсних кабелів.

Опис

Модуль розгалужувача інтерфейсів I2CHUB є пасивним пристроєм і дозволяє підключити до головного контролера декілька (до п’яти) пристроїв (сенсорів чи актуаторів) одночасно. Контролер та розгалужувач з підключеними пристроями утворюють мережу I2C-пристроїв з топологією типу шина з профілями взаємодії пристроїв типу Master-Salve. 

Також, якщо встановити на плату модуля розгалужувача різні роз’єми (JST та/чи Dupont), то I2CHUB також виступатиме конвертером фізичних інтерфейсів, що дуже зручно для моделювання та розробки.

Кілька пристроїв I2CHUB можуть вільно каскадуватися в межах, дозволених специфікацією шини I2C, та ще більше розширювати загальну кількість вільних для підключення портів у мережі підпорядкованих розумних пристроїв головного контролера.

Підключення

До одного з 4-пінових портів модуля підключається головний контролер, який буде працювати у режимі ведучого (master). До інших 4-пінових портів підключаються підпорядковані пристрої. У такій схемі включення, всі пристрої живить головний контролер і двох-пінові роз’єми живлення на платі модуля I2CHUB не задіяно.

Роз’єми живлення застосовуються лише у випадку, коли кожен з пристроїв на шині живиться від власного джерела. 

Наприклад, головний контролер може живити лише себе і до розгалужувача тоді підключаються лише інтерфейсні сигнали: SDA, SCL, GND – без живлення, але зі спільним сигналом “землі” для всіх пристроїв на шині. 

Підключені до розгалужувача I2CHUB підпорядковані пристрої в такому випадку мають отримувати живлення безпосердньо від нього:

• живлення на I2CHUB подається через двох-пінові роз’єми;
• живлення з I2CHUB на пристрої подається через відповідні 4-пінові інтерфейси;
• нагадаємо, контролер живить себе сам.

Увага! Будьте обережні під час проектування – не можна допустити виникнення зустрічного струму на шині від кількох джерел живлення – пристрої на шині вийдуть з ладу.

Якщо потрібно задіяти ще один розгалужувач I2CHUB, то замість одного з підпорядкованих пристроїв потрібно підключити додатковий розгалужувач, а вже в нього підключати пристрої, яким не вистачає вільних портів на першому розгалужувачі.

Рецепт застосування, як приклад

Для побудови персональної метеостанції необхідно підключити до контролера ряд сенсорів, щоб вимірювати іонізуючу радіацію, ультрафіолет, температуру, атмосферний тиск, відносну вологість повітря, детектувати удари блискавки.

Bill of Materials, у даному випадку, можливо скласти такий:

• контролер: модуль ESP12.OLED на базі ESP8266 та OLED SSD1306, I2C;
• модуль розгалужувача: I2CHUB 1-to-5 I2C bus passive hub;
• модуль інтерфейсів користувача: I2CUI4_V1, I2C;
• сенсор іонізуючої радіації: GGreg20_V3, discrete pulse output;
• сенсор ультрафіолету: VEML6075, I2C;
• сенсор CO2: CCS811, eCO2 & eTVOC, I2C;
• сенсор температури, атмосферного тиску, вологості: BME280, I2C; 
• сенсор блискавки: AS3935, I2C.

Як можемо бачити у даному прикладі, за доволі широкої функціональності метеостанції, достатньо буде лише одного розгалужувача I2CHUB, щоб з’єднати всі сенсори з переліку з контролером по шині I2C. 

Ба більше, у випадку, якщо буде необхідно розширити метеостанцію новими сенсорами (наприклад, додати сенсор освітленості: MAX44009, I2C), це буде легко зробити просто застосувавши ще один розгалужувач. За такого сценарію ми отримаємо ще 4 вільні порти I2C порти.

Комплекти постачання продукту

1. Комплект Basic:

• Плата модуля I2CHUB_V1 без роз’ємів. 

Примітка: Користувач може на таку плату самостійно встановити роз’єми з кроком 2.54 мм, передбачені його проектом

Технічний опис:    i2chub_v1-product-description-and-datasheet-ukr,    i2chub_v1-product-description-and-datasheet-eng.

Розміри

Плата модуля має наступні лінійні розміри: 

• X: 53 mm;
• Y: 18 mm;
• Z: <15 mm із роз’ємами.

Розміри по осях отворів кріплення:

• X: 48 mm;
• Y: 12 mm.
• Отвори: 2 x d3 mm.

Посилання

Від виробника

Шановний Читач! Дякуємо що цікавитеся нашими продуктами. Сподіваємося, що вам сподобається і цей наш пристрій. IoT-devices народився дякуючи підтримці наших Клієнтів та завдяки нашому досвіду і закоханості в Електроніку.

Розроблено дизайн та виготовлено компанією IoT-devices зі свободою і мудрістю в Україні у 2021 році. Всі права застережено. 

Сумісний з контролерами ARDUINO, ESP12.OLED_V1, плата NodeMCU (на базі ESP8266-12), модулі на мікросхемі ESP8266EX, ESP32 або іншими, які живляться від напруги в рамках від 1,8 до 5,5 В.

Функції

Модуль підключається до головного контролера через 4-провідний шинний інтерфейс I2C і забезпечує наступні функції:

• Ввід даних п’яти-кнопковою клавіатурою (вліво, вправо, вниз, вверх, ОК);
• Вивід даних на RGB-світлодіод;
• Вивід звукових послідовностей на активний індикатор типу buzzer;
• Вхідний та вихідний наскрізні порти шини I2C. Вхідний для підключення до MCU та вихідний – для підключення будь-яких зовнішніх пристроїв з підтримкою специфікації I2C.

Завдяки використанню шини I2C та розширювача портів MCP23017, забезпечується економія GPIO головного контролера та можливість вводу і виводу інформації зручним для користувача способом. Сім вільних GPIO виведені на окремий роз’єм для підключення додаткових інтерфейсних сигналів вводу-виводу у відповідності до задуму користувача. 

Передбачено сигнали Int A & Int B – обробка переривань за зміною стану входів модуля.

Застосування

I2CUI4_V1 буде зручно застосувати в якості панелі керування і індикації станів в користувацьких пристроях:

• електронних годинниках,
• дозиметрах рівня радіації,
• розумних розетках,
• термостатах,
• мультимедіа та аудіо пристроях,
• погодних станціях та в інших.

Сумісність

Сумісний з контролерами і платформами:

• ARDUINO,
• ESP12.OLED_V1,
• плата NodeMCU (на базі ESP8266-12),
• модулі на мікросхемі ESP8266EX,
• ESP32, 
• або іншими, що живляться від напруги в рамках від 1,8 до 5,5 В;
• можлива інтеграція в Home Assistant (з плагіном ESP Home), Blynk, OpenHab, Node-RED, Tasmota.

Молодша і старша версії модуля

На відміну від молодшої версії I2CUI3_V1, у модулі інтерфейсів I2CUI4_V1, використаний 16-бітний розширювач портів MCP23017. Завдяки цьому стало можливим використовувати цей модуль в пристроях для інтеграції в платформах Home Assistant, Arduino та багатьох інших. 

Мікросхеми модулів інтерфейсів користувача:

• I2CUI3_V1 – 8-біт, I2C, PCA9538; 
• I2CUI4_V1 – 16-біт, I2C, MCP23017.

В старшій версії I2CUI4_V1 впроваджено наступні можливості:

• єдиний цифровий інтерфейс – 2 порти I2C вхід/вихід;  
• 5 кнопок у стилі джойстика; звуковий індикатор; RGB LED-індикатор; 
• встановлення джампером однієї з 8 адрес на шині I2C; 
• 7 вільних GPIO виведені на окремий роз’єм.

Підтримка на рівні драйверів

Підтримку мікросхеми MCP23017 на рівні драйверів заявлено зокрема наступними платформами:

Призначення портів модуля

Живлення і споживання

Живлення модуля можливе в діапазоні напруг 1,8 – 5,5 вольт. Струм споживання модуля I2CUI3 в стані спокою становить близько 1 мікроампера. У випадках виводу даних одночасно на R+G+B+buzzer, максимальний струм споживання може досягати 20 міліампер.

Адреса модуля на шині I2C

Адреса модуля має фіксовану і змінну частини:

Вибір адреси модуля I2CUI4_V1 відбувається у відповідності до документації на чіп MCP23017, оскільки саме ця мікросхема модуля взаємодіє з головним контролером по шині I2C.

Обробка переривань

Модуль має два канали переривань: Int A та Int B. Вся обробка і логіка (active-low) відповідає документації на чіп MCP23017. Обробка переривань передбачена для відслідковування головним контролером зміни станів GPIO, встановлених у режим входу.

Відповідно до задуму модуля інтерфейсів I2CUI4_V1, режим входу (input mode):

•  має бути встановлено для:
  • GPIO 11 (GPA3) – Key Up on board
  • GPIO 12 (GPA4) – Key Down on board
  • GPIO 13 (GPA5) – Key Left on board
  • GPIO 14 (GPA6) – Key Right on board
  • GPIO 15 (GPA7) – Key OK on board
• може бути встановлено для вільних портів GPIO, якщо ті застосовує користувач у якості входів: GPIO 1 (GPB1), GPIO 2 (GPB2), GPIO 3 (GPB3), GPIO 4 (GPB4), GPIO 5 (GPB5), GPIO 6 (GPB6), GPIO 7 (GPB7).

Порти GPIO 0 (GPB0) Buzzer on board, GPIO 8 (GPA0) LED – Red on board, GPIO 9 (GPA1) LED – Green on board, GPIO 10 (GPA2) LED – Blue on board працюють на модулі як виходи (output mode).

Розміри модуля

• Розміри плати модуля 50 х 52 мм,
• Висота модуля (Z): 15 мм.

Комплекти постачання

Модуль постачається у наступних комплектах:

• Комплект Basic:
  • 1 шт – Модуль інтерфейсів користувача I2CUI4_V1;
  •  PCB Headers ( Dupont Headers ) 2,54 20p – 1 шт.

• Комплект Basic + Connectors:
  • 1 шт – Комплект Basic;
  • Роз’єми, запаяні на плату:
    • JST XH 2,54 2p – 1 шт:
    • JST XH 2,54 4p – 4 шт..

• Комплект Basic + Connectors + Cables:
  • 1 шт – Комплект Basic + Connectors;
  • Кабелі:
    • JST XH 2,54 4p –  JST XH 2,54 4p – 1 шт. 
    • JST XH 2,54 2p –  JST XH 2,54 2p – 1 шт. 
    • JST XH 2,54 4p –  Dupont 4p – 1 шт. 
    • JST XH 2,54 2p –  Dupont 2p – 1 шт.

Технічний опис:    i2cui4_v1-product-description-ukr,  i2cui4_v1-product-description-eng.

Посилання

Чіп розширювача портів, який застосовується у модулі:

Від виробника

Шановний Читач! Дякуємо що цікавитеся нашими продуктами. Сподіваємося, що Вам сподобається і цей наш пристрій. IoT-devices народився дякуючи підтримці наших Клієнтів та завдяки нашому досвіду і закоханості в Електроніку.

Розроблено дизайн та виготовлено компанією IoT-devices зі свободою і мудрістю в Україні у 2021 році. Всі права застережено.

Призначення та сумісність

Модуль безперервного живлення PS4IoT з зарядкою і захистом батареї для побудови розумних пристроїв з резервуванням шляхів живлення, з напругою від 3.0 до 6 вольт і вихідними напругами у колі навантаження 3V3, 5V або 12V, з сумарною потужністю до 5 Вт.

Розумний модуль живлення призначено для застосування у складі радіоелектронних пристроїв на базі будь-яких мікроконтролерних платформ, як-от ESP8266, ESP32, Arduino, STM32 та похідних (ESP12.OLED, NodeMCU, тощо) у якості автономного чи програмно-керованого контролером блока живлення.

Особливості

• Старт від AC/DC адаптера при глибоко розрядженій батареї;
• Старт від AC/DC адаптера за відсутності батареї;
• Автоматична зарядка батареї і користування пристроєм одночасно;
• Можливість заміни батареї без переривання живлення від AC/DC адаптера;
• При живленні від AC/DC адаптера батарею не підключено до навантаження, – відсутність навантаження на батареї заощаджує кількість циклів розряд-заряд (подовжує строк служби батареї).

Можливості модуля з базовими налаштуваннями

Цей мініатюрний модуль може здивувати великою кількістю одночасно і важливих, і цікавих функцій. PS4IoT_V1 з базовими налаштуваннями забезпечує:

• Автоматичний онлайн перехід “батарея-мережа” і навпаки, без переривання генерації вихідних напруг живлення (12V, 5V, 3V3) навантажень;
• Автоматичний перехід на живлення від AC/DC адаптера 5V при відключенні акумулятора без переривання живлення навантажень;
• Автоматичний контроль заряд/розряд батареї; За замовчуванням встановлений струм заряджання 0,5 А. Стани процесу зарядки батареї відображаються двома LED індикаторами.

Профілі застосування модуля

Модуль може забезпечити наступні профілі автономного і керованого застосування у складі розумного пристрою:

• пристрій без акумуляторної батареї з живленням лише від AC/DC адаптера 5V;
• пристрій з живленням від Li-Ion батареї та AC/DC адаптера 5V;
• пристрій лише з акумуляторною Li-Ion батареєю;
• пристрій зі стійким до відмов резервуванням 3 шляхів живлення.

Формула модуля розумного блока живлення

Онлайн модуль безперебійного живлення

• З автоматичним зарядним пристроєм і вибором шляху живлення;
• Інтелектуальний і підключений;
• З резервуванням шляхів живлення;
• Повністю автономний або достатньо керований;
• З акумулятором чи без;
• Для кишені або стаціонарний;
• З одночасним заряджанням і живленням навантажень;
• Для приміщення або вуличний;
• В недорогому і мініатюрному виконанні;
• Найкраще підходить для розумних пристроїв та Інтернету речей.

Як можна бачити з нашої “формули”, за допомогою модуля PS4IoT_V1 можливо будувати найвибагливіші кишенькові та стаціонарні пристрої: живити одне або декілька корисних навантажень одночасно; підключати до модуля контролер з будь-яким функціоналом, відповідно до задуму проекту.

Цей модуль – універсальний складовий елемент, що буде якісно забезпечувати надійне живлення, спостережуваність та керованість вашого DIY, чи навіть комерційного продукту.

PS4IoT виступає інтелектуальним посередником між навантаженням і всіма доступними джерелами живлення.

Цей блок живлення автоматично захищає пристрій і батарею, забезпечуючи легкість та простоту користування кінцевим пристроєм для споживачів так, як це наразі є притаманним лише для якісних та високотехнологічних смартфонів.

Функції модуля

Функції захисту і безпеки акумуляторної батареї

Блок-схема модуля

Програмний контроль стану заряджання Li-Ion батареї

В PS4IoT_V1 є ряд сигнальних ліній, використовуючи які головний контролер може програмно контролювати стан процесу зарядки, температуру та напругу акумулятора. Наприклад, при виявленні невідповідностей – перевищення тривалості зарядки або температури акумулятора, контролер може програмно припинити чи поновити процес зарядки. Також ці механізми, у поєднанні з режимами глибокого сну контролера, буде доречно застосовувати у програмному алгоритмі керування зарядом/розрядом з метою подовження строку служби акумулятора.

Примітка. Версія модуля PS4IoT_V1 наразі не підтримує підключення NTC термістора батареї безпосередньо до контролера зарядки. Тому контроль температури може бути реалізовано шляхом підключення до головного контролера додаткового сенсора температури з шиною I2C чи іншим інтерфейсом, як-от 1-Wire, SPI, NTC-термістора, тощо. Відтак через сигнал Charge Enable (див. CEset.2) контролер може забороняти чи дозволяти зарядку батареї за її температурою.

Інтерфейси розташовано на одному боці модуля

Рекомендується розробляти корпус пристрою, в якому планується встановити PS4IoT_V1, таким чином, щоб нижній, відповідно представленим зображенням, край плати модуля PS4IoT прилягав до одного з зовнішніх боків корпусу. У цьому випадку

• Charge control LED;
• Power supply input 1 (μUSB);
• ON/OFF main switch;
• Aux spare interface – роз’єм для підключення зовнішніх пристроїв;

можуть використовуватися для організації зручного інтерфейсу керування усім пристроєм через передбачені для цього отвори в корпусі.

Застереження

Увага! Використовуйте якісні акумулятори для отримання декларованих технічних характеристик товару.

Увага! Використовуйте якісні AC/DC адаптери з відповідними проводами, спроможні тримати напругу 5 вольт при навантаженні до 2А.

Увага! Максимальний припустимий струм навантаження:

• на виході 12В – 150 мА;
• на виході 5В – 1 А;
• на виході 3.3В – 1 А.

! Максимальне сумарне навантаження на зарядці та виходах – до 5 Вт.

Варіанти комплектів постачання

Комплектація №1 – тільки модуль  PS4IoT_V1 (Basic)

1. Модуль PS4IoT_V1 – 1 шт;
2. Джампер на платі – 2 шт;
3. Роз’єм штирьовий 2.54 2P M, прямий, в комплекті – 7 шт;
4. Роз’єм штирьовий 2.54 4P M, прямий, в комплекті – 3 шт.

Комплектація №2 – модуль з роз’ємами та кабелями (Basic + Connectors (installed) and cables)

1. Модуль PS4IoT_V1 – 1 шт;
2. Джампер на платі – 2 шт;
3. Роз’єм штирьовий 2.54 2P M, прямий, в комплекті – 7 шт;
4. Роз’єм штирьовий 2.54 4P M, прямий, в комплекті – 3 шт.
5. Кабель батареї, плаский, 15 см, 2 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
6. Кабель виходу живлення, плаский, 20 см, 2 дроти, з роз’ємами – 2 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
7. Кабель виходу статусів зарядки CP & CC, плаский, 20 см, 2 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
8. Кабель виходу рівня заряду батареї, плаский, 20 см, 2 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
9. Роз’єм JST XH 2.54 2P M, прямий, на плату – 7 шт;
10. Роз’єм JST XH 2.54 4P M, кутовий, на плату – 1 шт;
11. Роз’єм JST XH 2.54 4P M, прямий, на плату – 1 шт.

Примітка: в даному варіанті комплектації вказані роз’єми запаяно на плату і вони готові до використання з відповідними кабелями.

Комплектація №3 – модуль з роз’ємами та кабелями (Basic + Connectors (installed) and cables + AUX)

1. Модуль PS4IoT_V1 – 1 шт;
2. Джампер на платі – 2 шт;
3. Кабель батареї, плаский, 15 см, 2 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
4. Кабель виходу живлення, плаский, 20 см, 2 дроти, з роз’ємами – 2 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
5. Кабель виходу статусів зарядки CP & CC, плаский, 20 см, 2 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
6. Кабель виходу рівня заряду батареї, плаский, 20 см, 2 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 2P JST XH2.54 F – Dupont 2x1P F;
7. Роз’єм JST XH 2.54 2P M, прямий, на плату – 7 шт;
8. Роз’єм штирьовий 2.54 2P M, прямий, в комплекті – 7 шт;
9. Роз’єм штирьовий 2.54 4P M, прямий, в комплекті – 3 шт.
10. Роз’єм JST XH 2.54 4P M, кутовий, на плату – 1 шт;
11. Роз’єм JST XH 2.54 4P M, прямий, на плату – 1 шт;
12. Кабель інтерфейсний внутрішній, плаский, 15 см, 4 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 4P JST XH2.54 – Dupont 4x1P;
13. Кабель інтерфейсний зовнішній, плаский, 30 см, 4 дроти, з роз’ємами – 1 шт: 4P JST XH2.54 – Dupont 4x1P.

Примітка: в даному варіанті комплектації вказані роз’єми запаяно на плату і вони готові до використання з відповідними кабелями.

Увага. AC/DC адаптер(и), акумуляторна батарея, сонячна панель та сенсор температури до комплектів постачання не входить.

Повний технічний опис: PS4IoT_V1 power supply unit description UKR ,   PS4IoT_V1 power supply unit description ENG

 Презентація модуля:  PS4IoT_V1 quick facts 

Застосування

Модуль DCDC_3V3_400V_V1 розроблений як:

• джерело високої напруги для живлення багатьох типів трубок Гейгера – Мюллера, які мають різний рівень напруги анод – катод;
• аматорські пристрої на електронних лампах;
• для побудови пристроїв для науково-технічних досліджень;
• в пристроях для боротьби з москітами чи іншими комахами-шкідниками.

Релізи модуля

Чим відрізняються між собою версії модулів DCDC_3V3_400V i DCDC_3V3_400V_V1? В новій версії DCDC_3V3_400V_V1 додано перетворювач (booster), який перетворює вхідну напругу живлення модуля в діапазоні від 2.2 вольт до 5.5 вольт у вихідну напругу 5 вольт. Таким чином досягнуто покращення стабільності роботи модуля. Порівняння отриманих характеристик наведено у порівняльній таблиці.

Важливі рекомендації

При виробництві модулів DCDC_3V3_400V i DCDC3V3_400V_V1 напругу виходу встановлено на рівень 400 Вольт.

Щоб увімкнути модуль: 

• підключіть навантаження високої напруги до контактів High voltage та GND;
• підключіть джерело живлення через роз’єм μUSB або через два входи VCC та GND.

У випадку,  коли потрібно встановити інший рівень напруги на виході, зробіть наступне:

Крок 1. Підключіть до вихідних контактів High voltage і GND навантаження – 10 мегаОм резистор і паралельно до нього конденсатор 300 наноФарад 1500 вольт.

Крок 2. Для вимірювання вихідної напруги, паралельно до навантаження підключіть високоомний вольтметр (10 мгОм).

Крок 3.  Підключити живлення (5 вольт) через μUSB або VCC та GND.

Крок 4. Потенціометром на платі модуля відрегулюйте потрібний рівень напруги.

Увага! Під час використання модуля слідкуйте, щоб інші дроти, пристрої чи модулі не знаходилися на відстані ближче 10 мм від вихідних контактів, бо це може їх пошкодити.

Порівняння версій модулів DCDC_3V3_400V i DCDC_3V3_400V_V1 

Технічні специфікації

Розміри

Модуль DCDC_3V3_400V_V1 має наступні лінійні розміри: X: 45 мм Y: 15.5 мм Z: 5 мм

Комплекти постачання продукту

Модуль постачається з наступною комплектацією:

• Високовольтний модуль DCDC_3V3_400V_V1 – 1 шт.

Технічний опис:         dcdc_3v3_400v_v1_product_description-ukr,  dcdc_3v3_400v_v1_product_description-eng.

 Посилання 

Manufacturer message

Шановний Читач! Дякуємо що цікавитеся нашими продуктами. Сподіваємося, що вам сподобається і цей наш пристрій. “IoT-devices” народився дякуючи підтримці наших Клієнтів та завдяки нашому досвіду і закоханості в Електроніку.

Dear Reader! Thank you for your interest in our products. We hope that you enjoy this device. “IoT-devices” was born thanks to the support of our customers and thanks to our experience and love for Electronics. 

Розроблено дизайн та виготовлено компанією “IoT-devices” зі свободою і мудрістю в Україні у 2021 році. Всі права застережено. 

Designed and made by “IoT-devices” with freedom & wisdom in Ukraine – 2021. All rights reserved.

Призначення

Детектор радіоактивних частинок GGreg20_V3 – електронний сенсорний модуль для побудови персонального лічильника Гейгера та визначення рівня іонізуючого випромінювання. З цією метою детектор включає в себе вихід підрахунку імпульсів на головний контролер. Arduino, Raspberry Pi, ESP8266, ESP32 та інші можуть використовуватися як хост-контролер.

Рівень випромінювання відображається світловими та звуковими сигналами. Користувач може приглушити звуки (перемичка J1 – вмикання / вимикання зумера).

GGreg20_V3 – недорогий та корисний прилад для перевірки “чистоти”:

• грибів,
• ягоди,
• овочів,
• дров тощо.

Цей модуль корисний для побудови розумних вимірювальних приладів для визначення потужності іонізуючого випромінювання як в приміщенні, так і зовні, як в ручному / кишеньковому дизайні, так в стаціонарному режимі.

Єдине, що потрібно, щоб почати вимірювати потужність іонізуючого випромінювання за допомогою GGreg20 – це будь-який мікроконтролер, який може підраховувати кількість імпульсів за одиницю часу на GPIO.

Специфікації

• Розміри модуля – 30 x 126 x 12 мм. Вага 30 г.
• Живлення:

• від акумулятора або звичайної батареї:
  • 1-елементний Li-Ion 3.7V акумулятор;
  • 2-елементний Ni 2.4V акумулятор;
  • 3-елементна 4.5V батарея, підключена до порту “Bat”.
• від AC/DC 5V адаптера.

• Блок живлення трубки SBM-20 – вбудований регульований перетворювач постійного струму високої напруги. Цільовий рівень напруги 400 В регулюється потенціометром. Модуль постачається з точно налаштованими параметрами і готовий до використання.
• Модуль також працює з трубкою J305, і при замовленні є можливість вибрати конфігурацію з цією трубкою.

Увага! З 1 вересня 2022 р. функція регулювання високої напруги видалена. Апаратними засобами зафіксований рівень напруги 400 вольт.
У той же час, якщо вам потрібен модуль з регулюванням підвищеної напруги для вашого проекту, зверніть увагу на модуль DCDC_3V3_4000V_V1:  високовольтний перетворювач напруги 

Оновлення: Лютий 2023 Відгуки клієнтів які ми отримуємо щодо запланованого впровадження змін схилили нас до рішення не поспішати з фіксацією рівня напруги на модулі, адже це обмежує можливість застосування інших трубок сумісних з модулем. Тому ми вирішили не робити змін взагалі і постачаємо модуль у вихідному компонуванні.

• Струм споживання – 18 мА при 5В, або 30 мА при 3,7В через Li-Ion.
• GGreg20_v3 сумісний з рівнями логічного сигналу (3V3 ACTIVE-LOW: 3 до 3,3 В у ВИСОКОМУ стані та близько 0,7 В у НИЗЬКОМУ стані) ESP8266 / ESP32, і буде працювати навіть із логічним входом 5 В.

Розміри та призначення пінів

Призначення контактів модуля GGreg20_V3 такі:

• BAT – вхід джерела живлення 2,2 В – 5,5 В;
• УВІМК. / ВИМК. – вмикання / вимикання головного вимикача;
• OUT – вихід імпульсу, активний-низький;
• BUZ – перемикач, що вмикає зумер.

Розміри модуля GGreg20_V3 такі:

• X: 126 мм;
• Y: 30 мм;
• Z: 12 мм.

Відмінності та сумісність з попередніми версіями GGreg20

^{Note 1} Версія модуля GGreg20_V2 не була включена в порівняння, оскільки вона була розроблена для інших дизайнерських рішень (і не передбачає місця для розташування трубки SBM-20 на платі модуля).

^{Note 2} За замовчуванням плата модуля має захисний діод від помилкового розвороту полюсів при підключенні акумулятора. Такий захист буде доцільним, незважаючи на те, що це не значно звужує діапазон напруги вхідного джерела живлення. З діодом захисту діапазон вхідних напруг становить 3 – 5,5 вольт.

^{Note 3} Якщо клієнту потрібно живити модуль GGreg20_V3 від джерела з напругою 2,4 вольт, необхідно діод Schottky, вказаний на ріс., замкнути дротом або замінити резистором з опором 0 Ом. Але врахуйте, що ця корекція позбавить модуль функції захисту від реверсивної полярності живлення.

Приклад самостійного усунення діоду захисту від зворотної полярності на модулі GGreg20_V3

Вмикання та вимірювання

Цей модуль є готовим до використання. Перед відправкою модулі GGreg20_V3 проходять регулювання, налагодження і тестування на відповідність до декларованих технічних характеристик. Виконання клієнтом будь-яких регулювань або налагоджень можуть пошкодити модуль або внести технічні невідповідності.

Підключіть вхідну потужність від обраного джерела живлення.

Увімкніть джерело живлення. Через 10-15 секунд ви почуєте звук і побачите світлові сигнали, коли активні частинки потрапляють у трубку.

При нормальному фоновому рівні випромінювання трубка реєструє і генерує 20-30 імпульсів на хвилину. Кількість імпульсів може коливатися в залежності від погоди або космічного випромінювання.

Розглядаємо середню кількість сигналів за хвилину.

Якщо ви отримуєте більше 60 сигналів на хвилину, будьте обережні. Ваш детектор “відчув” небезпечний рівень іонізуючого випромінювання від навколишнього середовища або продуктів харчування, грибів, деревини тощо.

Не заглиблюючись у деталі, формула проста: потрібно накопичити кількість вхідних імпульсів на GPIO контролера за хвилину, а потім помножити їх значення на коефіцієнт. Ось так:

мікрозіверти на годину = (імпульси за хвилину) * 0.0092

де 0.0092 коефіцієнт, отриманий з документації виробника трубки.

Відповідно до документації на СБМ-20, трубки можуть відрізнятися ( в межах +-20%) одна від одної, тому ми рекомендуємо застосовувати коефіцієнт перетворення від 0.0054 до 0.0092 а також калібрувати свій пристрій відносно іншого, сертифікованого пристрою.

Примітка: Відмінності між трубками: коефіцієнт перетворення для J305 становить 0,00812, час очікування: 180 мікросекунд. Драйвери та приклади для SBM20 сумісні, але потребують заміни вказаних коефіцієнтів. Рекомендується використовувати трубку в кожусі, оскільки її колба прозора і на вимірювання можуть впливати фотони сонячного світла та інші подібні фактори.

Комплекти постачання продукту детектор радіоактивних частинок GGreg20_V3

1. GGreg20_V3 basic

• Модуль GGreg20_V3 — 1 шт

2. GGreg20_V3 basic + Роз’єми (встановлені) та кабелі

• Модуль GGreg20_V3 — 1 шт
• Роз’єм JST XH 2P male straight — 2 шт встановлені на плату модуля;
• Кабель імпульсного виходу, 15 см, з роз’ємами — 1 шт:
  1. JST XH 2P female з одного бокуDupont 2x1P female з іншого боку
  2. Dupont 2x1P female з іншого боку
• Кабель входу живлення, 15 см, з JST XH 2P female роз’ємами — 1 шт

3. GGreg20_V3 basic + Трубка СБМ-20

• Модуль GGreg20_V3 — 1 шт
• Трубка СБМ-20 — 1 шт

4. GGreg20_V3 basic + Трубка СБМ-20 + Роз’єми (встановлені) та кабелі

• Модуль GGreg20_V3 — 1 шт
• Трубка СБМ-20 — 1 шт
• Роз’єм JST XH 2P male straight — 2 шт встановлені на плату модуля;
• Кабель імпульсного виходу, 15 см, з роз’ємами — 1 шт:
  1. JST XH 2P female з одного боку
  2. Dupont 2x1P female з іншого боку

• Кабель входу живлення, 15 см, з JST XH 2P female роз’ємами — 1 шт

5. GGreg20_V3 basic + Трубка СБМ-20 + Роз’єми (встановлені) та кабелі + Кожух (3d друк)

• Модуль GGreg20_V3 — 1 шт
• Трубка СБМ-20 — 1 шт
• Роз’єм JST XH 2P male straight — 2 шт встановлені на плату модуля;
• Кабель імпульсного виходу, 15 см, з роз’ємами — 1 шт:
  1. JST XH 2P female з одного боку
  2. Dupont 2x1P female з іншого боку

• Кабель входу живлення, 15 см, з JST XH 2P female роз’ємами — 1 шт
• Кожух – 3D друк – 1 шт

6. GGreg20_V3 basic + Трубка J305

• Модуль GGreg20_V3 — 1 шт
• Трубка J305 — 1 шт

7. GGreg20_V3 basic + Трубка J305 + Роз’єми (встановлені) та кабелі

• Модуль GGreg20_V3 — 1 шт
• Трубка J305 — 1 шт
• Роз’єм JST XH 2P male straight — 2 шт встановлені на плату модуля;
• Кабель імпульсного виходу, 15 см, з роз’ємами — 1 шт:
  1. JST XH 2P female з одного боку
  2. Dupont 2x1P female з іншого боку

• Кабель входу живлення, 15 см, з JST XH 2P female роз’ємами — 1 шт

8. GGreg20_V3 basic + Трубка J305 + Роз’єми (встановлені) та кабелі + Кожух (3d друк)

• Модуль GGreg20_V3 — 1 шт
• Трубка J305 — 1 шт
• Роз’єм JST XH 2P male straight — 2 шт встановлені на плату модуля;
• Кабель імпульсного виходу, 15 см, з роз’ємами — 1 шт:
  1. JST XH 2P female з одного боку
  2. Dupont 2x1P female з іншого боку

• Кабель входу живлення, 15 см, з JST XH 2P female роз’ємами — 1 шт
• Кожух – 3D друк – 1 шт

Технічний опис: GGreg20_V3 Datasheet ENG, GGreg20_V3 Datasheet UKR

Посилання

Повідомлення виробника

Шановний Читач! Дякуємо, що цікавитеся нашими продуктами. Сподіваємося, що вам сподобається і цей наш пристрій. “IoT-devices” народився дякуючи підтримці наших Клієнтів та завдяки нашому досвіду і закоханості в Електроніку.

Розроблено дизайн та виготовлено компанією “IoT-devices” зі свободою і мудрістю в Україні у 2021 році. Всі права застережено.