Open Gamma Detector|把看不见的辐射画成一条谱

从自然本底开始,做一台能显示脉冲分布的桌面探测器

使用NaI(Tl)闪烁体、SiPM和Pico2,记录自然本底的计数与脉冲高度分布。选用原版Rev4.2与4.x固件,USB连接电脑显示。属于需要贴片焊接和模拟电路调试的进阶项目,不是经校准的剂量计或食品安全检测仪。

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参数信息

ADC通道
4096 通道

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锁定主板和固件配对

本页使用Rev4.2、Pico2和4.x固件。实拍OLED只展示可选扩展,基础BOM通过电脑显示,不包含显示屏。先保存原BOM、电路和Gerber的同一版本。

![img1.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/c99ebc591a6a43e98c1971f040830a28.jpg)

![guide-1.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/f2e7583e703c4768a94388e2822b4b70.jpg)

采购并检查两部分核心

主板25行器件之外还需要SiPM、载板和密封NaI(Tl)晶体。主板代工报价通常不含光学组件。检查晶体窗口有无刮伤或黄化,不拆封。

![pcb_front.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/97d6f2fef13d46c0b718128ca3007b3b.png)

![guide-1.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/f2e7583e703c4768a94388e2822b4b70.jpg)

装配主板并逐位号核对

按原理图与CSV焊接0603、电源、放大器和Pico2;L2—L4是磁珠。检查USB5V与GND无短路,检查IC方向,默认保持板背的模拟地跳线设置。

![pcb_front.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/97d6f2fef13d46c0b718128ca3007b3b.png)

![pcb_back.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/7db73d1f59614f5a8b2f099706d4c3dd.png)

安装SiPM载板并做好耦合

本页用Tiny载板无RC直连模式:不装可选RC,不跨接成三线滤波模式。按原图焊SiPM,光敏面与密封晶体窗口之间用薄层耦合胶贴合,避免划伤及气泡。

![guide-2.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/d039ca90f9514429b3a5961e7e9e1367.jpg)

遮光后再连接主板

把耦合组件完整包多层黑色胶带,所有边缘和出线处遮光。A/C两线尽量短,严格按原理图和板上标记连接信号与偏置;不凭线色猜极性。

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![guide-2.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/d039ca90f9514429b3a5961e7e9e1367.jpg)

先断开SiPM,测量偏置

给主板供5V并按Rev4.x控制图找到偏置调节。使用万用表设定适合到货SiPM的数据手册值;原作者MicroFC示例约29.6V仅供参考,不能不测就接。断电后再接组件。

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![guide-2.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/d039ca90f9514429b3a5961e7e9e1367.jpg)

把4.x UF2刷入Pico2

按住BOOTSEL插入USB,拖入对应UF2,等待自动重启。使用数据线;不是旧Pico1或Pico2W固件。串口read info核对版本。

![img1.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/c99ebc591a6a43e98c1971f040830a28.jpg)

![guide-2.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/d039ca90f9514429b3a5961e7e9e1367.jpg)

调整阈值并检查漏光

观察ACT灯和计数,避开明显噪声区。盖住探头并改变外部照明,若计数随光大幅变化先返工遮光。原作者示例计数取决于晶体和环境,不能机械照抄数值作为合格标准。

![controls.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/5b4b66bf64cc42b0a0eb84241e36412c.png)

![guide-3.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/d11b8ae61d724d62aab6c387b6144c68.jpg)

固定到盒内并记录自然本底

用6颗M3×10固定主板,另2颗固定USB面板,6颗M3×15沉头封盖。晶体以绝缘胶带固定,确认不压光学窗口;接电脑Gamma MCA记录至少1—2小时。盒内原图为Rev2,仅看布局。

![inside_box.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/d597ab495b5440c38360f615903ee260.jpg)

![guide-3.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/d11b8ae61d724d62aab6c387b6144c68.jpg)

展示通道谱并保留条件

保存计数、采集时长、温度与阈值,未校准前横轴写ADC通道,不写keV。图是原作者自然本底示例,不是本页实测。不要据此判食品是否安全,不拆烟雾报警器或收集放射源来凑峰。

![bg.png](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/96c5dcecb61a4fc5b12dabed7b9dc2f7.png)

![guide-3.jpg](https://orecord-files.oss-cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/sbp/projects/3a3b3180-2ef5-4bce-ba62-9f56394b057e/files/image/d11b8ae61d724d62aab6c387b6144c68.jpg)