Construye un Contador Geiger-Müller Personalizado con Arduino, Elevador de Alta Tensión y Pantalla LCD 20x4

Componentes y materiales

Herramientas necesarias

• Soldador (genérico): Para montar el circuito en placa y soldar el capacitor al transformador
• Protoboard 270 pines: Para pruebas iniciales antes de soldar

Sobre el proyecto

⚠ ADVERTENCIA DE SEGURIDAD: Este dispositivo utiliza alto voltaje (400V) que es peligroso. Aunque la corriente es baja, cualquier cantidad puede inducir arritmia cardíaca y causar la muerte. Quien construya esto debe tener experiencia en electrónica y extremar precauciones de seguridad.

Mi objetivo era adaptar el trabajo de AdNovea para crear un contador Geiger-Müller programable libremente (el original usaba scripts que no pude modificar). Esto permite entender mejor la física del tubo y crear un dispositivo a medida.

Simplifiqué el circuito de AdNovea para un contador personal que muestra las cuentas, sin complicaciones como Ethernet o conexiones a redes nacionales. Experimenté con módulos Bluetooth y zumbadores, pero opté por un contador de radiación de fondo simple.

La construcción es sencilla (ver diagrama). Lo difícil fue conseguir el tubo GM y el conversor de alta tensión. Ambos se compraron baratos en eBay desde Ucrania y China, tardando 3-4 semanas.

Empecé montando en protoboard para evaluar y modificar el circuito. Lo armé según el diagrama de AdNovea, pero omití zumbador, módulo Ethernet y la resistencia hacia el tubo GM (no había suficiente corriente). Luego soldé todo en una placa perforada.

Use Arduino UNO, pero un Nano ahorraría espacio. Fijé el tubo GM a la placa con cinta aislante y cubrí los terminales del transformador para seguridad. Como no tenía herramientas para hacer una caja bonita, usé la caja de cartón del kit de Arduino.

Probé con batería 9V pero duraba poco. Finalmente alimenté por USB y añadí más cinta aislante donde el circuito contactaba el cartón para evitar incendios y pérdidas de señal.

Funcionamiento del software

El programa toma los conteos del tubo GM cada 30 segundos, los multiplica por 2 para obtener CPM (cuentas por minuto). Convierte a µSv/h usando factor 0.0057. Calcula media progresiva y error estándar (DE/√n) de las mediciones. Por limitaciones de memoria del Arduino, el array almacena 100 valores (50 minutos), tamaño de muestra adecuado.

Quedan mejoras pendientes: zumbador con alarma si CPM supera fondo, ajustar período de registro para mediciones más rápidas. ¡Quien quiera puede seguir mejorándolo!

Código

#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <Wire.h>

unsigned long counts;
unsigned long previousMillis;
float averageCPM;
float sdCPM;
int currentCPM;
float calcCPM;

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);
float CPMArray[100];
#define LOG_PERIOD 30000

void setup() {
  counts = 0;
  currentCPM = 0;
  averageCPM = 0;
  sdCPM = 0;
  calcCPM = 0;
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  Serial.begin(9600);
  pinMode(2, INPUT);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), impulse, FALLING);
}

void loop() {
  lcd.setCursor(0,2);
  lcd.print("CPM Count: ");
  lcd.print(counts);

  unsigned long currentMillis = millis();
  if (currentMillis - previousMillis > LOG_PERIOD) {
    previousMillis = currentMillis;
    CPMArray[currentCPM] = counts * 2;
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print("uSv/hr: ");
    lcd.print(outputSieverts(CPMArray[currentCPM]));
    counts = 0;
    averageCPM = 0;
    sdCPM = 0;

    for (int x=0; x