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Il progetto presentato è un contatore Geiger di aspetto vintage ma con tecnologia avanzata, progettato per misurare l’intensità e la dose cumulativa di radiazioni. Questo apparecchio è basato su un tubo Geiger SBM-20 e un microcontrollore ESP8266, che offre funzionalità come il Wi-Fi e il protocollo MQTT per il monitoraggio remoto.
Architettura di Sistema: Il sistema di monitoraggio della radiazione IoT è composto da sensori di radiazione, dispositivi IoT, infrastruttura cloud (HiveMQ) e interfacce utente (Node Red). Il sensore di radiazione (tubo Geiger-Muller) e il buzzer sono connessi ai pin GPIO della scheda ESP8266 Node MCU. L’ESP8266 calcola i livelli di radiazione e li confronta con una soglia prestabilita per attivare l’allarme. I dati sulla dose di radiazione e la dose assorbita totale vengono inviati al broker MQTT (Hive MQ) e l’interfaccia Node-Red visualizza queste informazioni aggiornando la soglia sul broker.
Componenti Hardware: Il dispositivo utilizza un tubo Geiger-Muller (GM) per rilevare le particelle di radiazione (particelle Gamma e Beta dure). Il tubo GM opera sul principio dell’ionizzazione del gas. Il tubo SBM-20, utilizzato in questo progetto, è sensibile principalmente a beta e gamma radiazioni, operando a una tensione consigliata di circa 400-500 volt.
Generazione della Tensione Alta: Per il funzionamento del tubo GM è necessaria una tensione stabile di 400V DC. Questo viene fornito da un circuito convertitore boost, che eleva la tensione di ingresso a un livello superiore tramite un segnale PWM (modulazione di larghezza di impulso) generato da un microcontrollore. Il circuito non richiede feedback poiché la tensione di uscita non cambia, considerando il tubo GM come un circuito aperto durante il funzionamento.
Processo di Scarica del Geiger: Quando una particella ad alta energia colpisce il tubo GM, ionizza il gas all’interno, risultando in un impulso che viene rilevato attraverso un amplificatore a transistor. Questo segnala l’interruzione al microcontrollore.
Calibrazione e Test: Per testare e calibrare il dispositivo, viene utilizzata una fonte di radiazione Americium-241, ottenuta da una camera di ionizzazione di un rivelatore di fumo commerciale. Questa fonte ha una radioattività relativamente bassa e sicura se maneggiata correttamente.
