如果把你和 16 岁的儿子关在家里，你们会做什么？
好吧，第一个答案可能是造一个游戏 PC，但现在 DIY 游戏 PC 的项目太多，有其他一些不一样的东西吗？
或许，可以试着做一个粒子探测器？
这个叫 Steve Foster 的博主在网上碰巧看到了一篇介绍欧洲核子研究中心 (CERN)外联项目的文章，这个项目说，你能以不到 30 英镑的价格打造你自己的粒子探测器？？
GitHub 链接：https://github.com/ozel/DIY_particle_detector
不过，感觉也挺值得尝试一番？
于是，Steve Foster 就和儿子一起，捣鼓着 DIY 了一个粒子探测器，过程中肯定也遇到了一些困难和好玩的事，接下来就和文摘菌一起来看看吧。
需要购买的组件
其实要 DIY 一个 CERN 套件并没有那么困难，你可以在 kitspace 上订购需要的零件。但问题是，你能用 30 欧元（27 英镑）左右的价格搭建出来吗？
kitspace 链接：https://kitspace.org/boards/github.com/ozel/diy_particle_detector/electron-detector/
单个组件的价格自然在 30 欧元以下了，但只购买单个组件显然是不够的，有时候你必须购买 10 个电阻器，因为它们太便宜了，到最后，3 便士的零件你可能前前后后花费了 30 便士。（这消费主义的陷阱）
其中，最大的惊喜是，你最好购买三块电路板，实际经验告诉你这会物有所值的，尤其是，如果你对自己的焊接技能不自信的话，可以准备一块备用板，正好 Alpha 检测器型号也可以用同一块板。
总的来说，所有电子元件的成本几乎都不到 40 英镑。如果你要购买一个有十几块板的经典模型，整体价格将接近每块木板 33 英镑 / 37 欧元。
除了上面的零部件外，你还可以考虑购买一些自选零件。
我们在亚马逊上以大约 8 英镑的价格购买了链接 BNC（连接器）和音频插孔的电缆，因为这样一来就比从头开始构建整个模型来得更快，更容易并且更便宜。
我们还购买了一些现在工具箱里没有的工具。你可能更愿意以 6 英镑左右的价格购买金属盒或包装盒，但我建议可以使用旧的罐子或类似的物品代替。我们用的是我妻子在圣诞节时收到的 Fossil 手表上的展示盒。
为了在外壳中安装板子，你需要某种金属支架。我们在亚马逊上以约 11 英镑的价格购买了一盒 M3 黄铜支架，不仅具有各种长度，并且包括所有必要的螺钉和螺栓。（120 个组件，仅需一个！）然后你还需要一些较短的连接线——总计约 30 厘米。（温馨提示：如果你需要在购买过程中订购所有这些物品，那么 Amazon Prime 绝对物有所值。）
最后，你需要某种放射源来尝试检测器。我们在亚马逊上以不到 5 英镑的价格购买了 100 克高纯度的氯化钾（KCl），这价格明显比亚马逊上也有较高钾含量的富含钾的盐替代品更好。
你还需要哪些工具
上面列举的都是一些专业零件，还有一些基础零件也不能忘了。
开始之前，请确保你拥有所有需要的工具：
带有小尖头并且适用于组件和电路板的烙铁
拆焊泵和编织带（以防万一）
用于在焊接组件时整理多余的电线的小型剪钳
整理接线末端的剥线钳
用于测试接头和检查电路板的小型万用表
在旧的锡盒上打孔的打钉机
用于锉掉刚打的孔上尖锐边缘的锉刀
进行焊接时，用来固定电路板和组件的物件。我们用的是旧的墙砖和六角铅笔
让我们来动手构造一个探测器吧！
我们在大约 3 周的时间里每天花了大约 3 个小时来制作电路板，也许还要花一个小时来制作机箱并将把电路板安装到里面。
为什么这么久呢？好吧，这个项目对于一个 16 岁的年轻人来说，和制造游戏 PC 的吸引力还是很不同的，做游戏 PC 通常比这个项目来得更有干劲儿。
话归正转，我们现在决定将组件成组焊接。首先制造电阻器，然后制造电容器，之后是半导体。Wiki 中的构建说明书非常好用，跟着步骤做就行了。
我们在焊接时测试了每个接头，并且从电路板上的另一点也进行测试，以确保连接没有问题。我儿子在一块 PCB 上进行了所有焊接，而我开始在第二块板上进行工作，一部分用作备份板，另一部分可以构成 Alpha 检测器的基础。
（同时我悲催的发现了这两样在第三个组件 R3 上已经是不一样的组装构造了！）
以下是不同建设阶段的一些镜头：
第一阶段
底部电阻
顶部电阻
第二阶段
电容器底部
电容器顶部
第三阶段
成品的底部
成品的顶部
第四阶段
带有开关，电池和连接器的完整探测器
探测器测试
测试检测器时，要做的第一件事是通过测量电源连接器上的电阻来确保没有短路，（技能 get！一个令人满意的 9.8 千欧姆），并确保电源已到达板上。
然后我们将它插入 PC 并打开电源。
接着我们用 JavaScript 的脉冲检测器来检查它是否正常工作。我轻按了开关，…… 居然什么也没有。 因此，我们检查了电路板。有些焊接处看起来很干，而在另外一两个焊接处上，我们不能百分百确定相邻焊接处之间是否有气隙，因此我们只好拆焊并重新制作了大约 3 个焊接。
然后，我们再次连接到 PC，并在打开和关闭设备时看到了令人满意的脉冲。当锡罐被移动或当我们中的一个人靠近锡罐讲话时，我们还看到了很多拾音器。
OK，那么下一步就是尝试使用辐射源。 我称出约 10g 氯化钾放入一个塑料盖中，并放在检测器中的二极管下方。虽然我们没有在锡的盖子上开一个辐射窗，但是二极管就在氯化钾表面上方约 1.5 厘米处。接着我打开了检测器，哎… 什么都没有，甚至没显示开 / 关脉冲。
看到探测器似乎没啥反应，我只好将设备拆开并重新测试了与万用表的连接，并所有外壳连接都是可以的，以及检查外壳是正确接地的。我检查了电池的电是否都通到每一个必备的部件，也看了一下电池电量是良好的。检查完这一圈，还是没发现哪里有错。
不过很快地，我就发现了一个间歇性问题。有时，当设备打开或关闭时，JavaScript 检测器会看到一个脉冲，但是其实并没有东西在检测。有时你会在网络示波器上看到噪音，有时却看不到。
于是当我在摸索到底出了什么问题时，我终于想到，或许可以尝试收听音频输出，这在 Windows 下就是一件微不足道的事情。
还真的是！打开设备后，我会听到白噪声，每过 20-30 秒，就会听到轻声的咔嗒声。显然，检测器正在工作，只不过是因为软件的问题。
论一台旧电脑和声卡的重要性
我不得不说，在尝试使检测器工作时，Oliver Keller 太给力了。有一说一，听他说一些关于音频连接和声卡的建议真的很重要。
GitHub 主页双手奉上：https://github.com/ozel
问题在现代 PC 中的声卡（或芯片）太过智能了。它们主要任务是优化 Skype 和 Zoom 的麦克风输入，但这也意味着消除了恰好是探测器发出的信号噪声和多余的喀哒声。
因为现代技术假设检测器信号为有害噪声，所以我需要一些原始技术。我有一台旧的笔记本电脑——Asus EeePC901，大约是十年前买的。多年来，它一直兢兢业业的成为我的实验工具人。
比如说，我试过把它的内存升级到 2GB，又把可笑的小型 4GB SSD 换成 32GB。我还通过多个版本的 Ubuntu 将它从 Windows XP Home 升级到 Windows 10 Home。你可能会惊讶于这样的机器居然可以运行 Windows 10 和 MS Office，只不过虽然可以运行，但是效果不佳。
不仅如此，我又将它备份（对 VMWare 进行了虚拟化），并安装了 Lubuntu 的新副本。我还在 FireFox 下启动了网络示波器，此时我们终于有一个可以正常工作的检测器：
你可以在屏幕截图中清楚地看到检测器脉冲。 噪声有时会达到峰值，并可能导致读数错误，但这些噪声是很容易被发现的。虚假脉冲是单边的，没有真实脉冲的回弹峰。
从大约 25 克的氯化钾中，我发现检测器每分钟有两到三个脉冲。
那么，接下来呢？
OK，既然检测器能工作了，接下来还能用它来做什么？
我们首先考虑的计划是尝试 Python，确保我们可以看到并正确分析 KCl 的能谱，然后将尝试各种措施以减少电气噪声。我怀疑锡会向内部泄漏一点光，但是可以用黑色胶带来补救。
第三步将从我在探测器中，对收集的小型矿物质进行实验——那里肯定有放射性的东西。
第四步会很有趣。不知道你是否听说过古老的格言，即香蕉也具有放射性？我们计划通过测量一团即美味又富含钾的香蕉的β衰减率来证明这一点！
请大家拭目以待吧！
本文由LinkNemo爬虫[Echo]采集自[https://www.ithome.com/0/511/144.htm]
