CosmicWatch｜在桌面上记录宇宙射线的来访

一块闪烁体、一颗光传感器，把看不见的粒子事件变成计数

复现CosmicWatch v3X单机裸板教学方案，以塑料闪烁体和SiPM记录自然本底事件，可通过USB或microSD保存数据。进阶可再做一台开展符合计数。德拉瓦大学团队2025年JINST论文项目，需要贴片焊接和精细装配，非即插即用套件。

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参数信息

闪烁体尺寸

50×50×10 mm

复现文档

确定做一台，还是双机符合

先完成本页单机裸板版本；成品论文照片包含外壳、多个探测器及其他配置，不代表本BOM含外壳。单机脉冲包括多种自然本底，不能把每次闪灯都说成μ子。



采购并锁定v28硬件

原采购表、v28 Gerber与元件放置表一起保存。100Ω只装R9/R8/R18/R13四颗，R28/R29已移除。原始表中的编号错误不影响斯坦柱和光学胶采购，不要漏掉。


按位号焊主板与SiPM板

先低矮贴片件，再接口与模块。分清BAT54S与BAT54WS、SiPM阳极方向、OLED排针顺序。Pico使用RP2040。每焊一个区域做放大检查，发现桥连先修复。具体焊盘位置打开原版放置表对照。


测电源，再连接光敏组件

断电检查电源与地无短路；按原手册上电，C25两端约2.5V，偏置约29.5—30V。SiPM尚未接入时先确认极性和偏置；异常立即断电排查。


加工塑料闪烁体

50×50×10mm闪烁体按原图做4孔，孔距30mm，使用#48约1.93mm钻头。夹紧工件、低速控制，避免裂纹；不熟悉钻孔则委托加工。保留光学接触面洁净。


包反射层，薄胶贴合

约15×15cm铝箔作反射层，在SiPM接触处留约2×2cm窗口。涂薄层耦合胶，避免气泡。用4颗#2×3/8螺丝固定SiPM板，不能过紧压裂塑料；黑色胶带完整遮光。


固定主板并装显示与存储

两根0-80、7/16英寸支柱和4颗0-80×1/4螺丝连接板件。确认无金属短接。按原图接OLED、BMP280、加速度和SD模块；microSD至少4GB并按手册格式化为exFAT。


刷入匹配UF2并检查响应

按BOOTSEL插入USB，把v3X.1.1.52 UF2拖入Pico磁盘，重启后核对显示和串口。USB必须支持数据。改变外部照明时计数不应明显暴涨，否则先改善遮光。


记录自然本底与计数率

用SD或115200串口保存时间、幅度与温度等原始字段。记录探测器方向、位置和运行时长；比较前先扣除死时间，计数率按N/(运行时间−死时间)计算，不以本站未实测的数值当验收标准。


可选：再做一台开展符合

两台探测器叠放，以直通CAT5/6相连，按原手册只由一个USB供电并在约1秒内启动。RJ45只是符合信号接口，绝不能接路由器或PoE。对比单计数和符合计数，更清楚地展示穿透粒子。