🏆 今日精选（来自 GitHub）
- 项目名称
：Open Gamma Detector（开源伽马能谱仪） - 项目类型
：测量仪器（核辐射能谱分析仪 / 多道脉冲幅度分析器 MCA；延伸方向：核辐射弱光信号测量） - 项目链接
：https://github.com/OpenGammaProject/Open-Gamma-Detector - 项目图片
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Open Gamma Detector 整机带 OLED 与闪烁体：
Pico 2 + OPA357×3 + TLV3201 + MAX5026 单板 PCB，右侧安装 18×30 mm NaI(Tl) 闪烁体 + MICROFC-60035 SiPM 子板，0.96" OLED 显示能谱直方图；整机尺寸 120×50 mm，USB-C 供电。
Open Gamma Detector PCB 实物正面：
未装闪烁体 / OLED 前的 PCB 正面实物：左上 π 型 LC 滤波 + MAX5026 升压模块，中部 OPA357×3 跨阻/整形/峰值保持链路，右下 TLV3201 比较器 + LM4040×2 基准源，下方 MCX 接口与蜂鸣器/按钮。
- 硬件平台
：Raspberry Pi Pico 2（RP2350）+ onsemi MICROFC-60035 SiPM + NaI(Tl) 闪烁体 + MAX5026 升压 + OPA357×3 模拟前端 + TLV3201 比较器 - 开源状态
：已提供完整原理图（EasyEDA 立创 EDA 单页 PDF 矢量，Rev 4.2）+ BOM CSV + Gerber + EasyEDA 源项目（OSHWA 认证 at000008）；软件 Arduino 框架完全开源（GPL-3.0） - 核心亮点
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~200 USD 量级（按 1 USD ≈ 7.1 CNY 折合约 ¥1420，作者 README 公开口径）的 4096 道 MCA：能量分辨率实测可达 7% @ 662 keV（Cs-137），可分辨 Am-241 59.5 keV、Lu-176 307 keV、Bi-214 609 keV 等伽马射线特征峰 -
30 V SiPM 偏置由 MAX5026 升压芯片 + PMEG4010BEA 续流管现场生成，无需外接高压电源；模拟前端用三级 OPA357 构成跨阻放大 + 脉冲整形 + 峰值保持 -
TLV3201 比较器提供阈值触发（0–320 mV 手动可调，多圈电位器 R8），配合 Pico 2 自带 12-bit ADC 完成能量测量，单脉冲处理死时间 ~10 µs -
OSHWA at000008 认证 + Hackaday.io 同步发布（hackaday.io/project/185211），作者 NuclearPhoenix 长期维护（Rev 4.2 原理图 2024-08-29，仓库 2026-06-17 仍推进） - 推荐理由
：把科研实验室数万至十余万元的 NaI(Tl) 能谱仪（含 MCA 多道分析）压到学生/创客能负担的 ¥1400 量级，并且每一颗元件（SiPM、闪烁体、模拟前端、MCA 主控）都透明可改可换，是测量仪器方向上 GitHub 上少见的真正"全栈可复刻"硬件方案；类目归属"延伸方向（核辐射弱光信号能谱）"，与 09-05 的 SMU（源测量）、09-07 的逻辑分析仪同属"测量仪器"大类下的不同子方向。
📋 项目简介
Open Gamma Detector 是 OpenGammaProject（作者 NuclearPhoenix）维护的一款基于 SiPM+闪烁体的全开源桌面级伽马能谱仪。它把"光子计数 → 脉冲整形 → 峰值保持 → ADC 采样 → 直方图统计"这一整套 MCA（多道脉冲幅度分析器）链路，用一张 120×50 mm 的单板 PCB 完成了，外接一根 USB-C 到 PC 即可读出能谱。Rev 4.2 版本把 MCU 切换到了 RP2350（Pico 2），模拟前端沿用 OPA357×3 + TLV3201，SiPM 偏置由 MAX5026 升压芯片现场升到 27.5–33.75 V（图中明确标注"not temp corrected"），通过两颗多圈电位器手动微调。闪烁体与 SiPM 是独立购买、易耦合安装的耗材单元，作者另在 OpenGammaProject/MicroFC-SiPM-Carrier-Board 提供温度补偿载板，方便换不同尺寸 NaI(Tl)、LYSO、CsI 等闪烁体。
🔧 设备参数
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主控：Raspberry Pi Pico 2（RP2350 双核 Cortex-M33 @ 150 MHz，开发板级，未编程直插） -
ADC：Pico 2 内置 12-bit SAR ADC（用于峰值保持后的能量采样），参考源 LM4040AIM3-3.0（±0.1%，U6 ADC REF + U2 THRES REF 双 3 V 基准） -
SiPM 探测器：onsemi C 系列 MICROFC-60035-SMT-TR（6 mm × 6 mm 感光面 = 36 mm²，35 µm 微元，420 nm 峰值波长，618 nA 暗电流） -
闪烁体：NaI(Tl) 18×30 mm 圆柱（作者实测款），支持换装 LYSO、CsI、CsI(Tl) 等 -
SiPM 偏置：MAX5026EUT+T 升压芯片输出 27.5–33.75 V（用户由 R2 50 kΩ + R13 10 kΩ 分压微调） -
模拟前端：OPA357AIDBVR×3（U4 前置跨阻 + U7 整形 + U8 峰值保持） -
比较器：TLV3201AIDBVR（U1，阈值 0–320 mV 手动可调，触发 ACT LED1） -
峰值保持复位：Q1 2N7002（每 1 ms 周期性漏放以抗 EMI 漂移，死时间仅 ~2.5 µs） -
蜂鸣器：MLT-7525（2700 Hz，计数率嘀嗒反馈，由 Q2 2N7002 驱动） -
几何：120 × 50 mm 4 层 PCB，可裁掉右侧 49.5 mm 装闪烁体的物理区只保留 70.5×50 mm 主控板 -
功耗：~15 mA @ 5 V（默认能谱模式），USB 总线供电即可
🎯 项目背景
OpenGammaProject 立项于 Hackaday.io 的"我能用 SiPM 攒一台能谱仪吗？"实践贴（项目号 185211）。作者瞄准的痛点是：一台商用 NaI(Tl) 能谱仪（含 MCA）动辄 $5k–$20k（约 3.6 万~14 万 CNY），而科研教学、业余核物理爱好者、应急监测场景都需要"便宜、透明、可改"的能谱方案。Rev 1–3 系列使用早期 MCU（ATmega32U4）迭代，模拟前端从单运放演进到三级 OPA357；Rev 4（2023）起切换到 Pico（RP2040）+ 真正的多道 ADC 直方图采集；Rev 4.2（2024-08 原理图日期，2026-06 代码与文档同步推进）继续用 Pico 2 的 RP2350 替换前代 RP2040，并把社区里常见的"一键 ADC + 自动能量定标"工作流做了完整封装。整个项目走的是 EasyEDA 立创 EDA 路线（与大陆复刻生态完美契合），OSHWA 注册号 at000008，作者把 BOM、Gerber、源项目、Arduino 固件全部以 GPL-3.0 释出。闪烁体本身（NaI(Tl)）作为天然晶体需另购，但配套的 SiPM 载板、3D 打印外壳、装配 SOP 也全部开源。仓库同步在 Hackaday.io 维护，作者 NuclearPhoenix 持续追加新辐射源能谱（如 LYSO Lu-176、Am-241 离子烟雾探测器、Uraninite 茶具釉面 Uranium 系）作为验证素材。
📊 核心参数
💰 BOM 清单与成本估算（硬性小节，每期必须有）
价格来源：项目自带 BOM CSV（LCSC 立创商城价格列，2024 年采集，2026-09-08 复核）+ 立创商城公开报价补查（MICROFC-60035 ¥138.88）+ Mouser（OFD 单价对照）；闪烁体与光学耦合剂仅查到大宗参考（US$250/kg NaI(Tl) 与硅油类比），单件 18×30 mm 封装成品按 OST-Photonics / Epic-Crystal 公开价位估区间，已显式标注「估算」。采集日期 2026-09-08。批量、渠道与含税口径不同会有 ±30% 波动，仅作预算参考。合计仅含 PCB 元器件 + 闪烁体 + 外壳，不含运费、税费与可选 SiPM 载板（MicroFC-SiPM-Carrier-Board 单独仓库另有 BOM）。
作者 README 给出整体装配价 "around 200 USD if you get all the individual parts and assemble them on your own"，折合约 ¥1420（1 USD ≈ 7.1 CNY）。该价位与本表合计区间（¥580~810）的差额主要来自：① 选用更大尺寸封装闪烁体（18×30 mm 升级到 1"×1" 或 LYSO/CsI 价格翻倍到 $50~150）② 加上 SiPM 温补载板（MicroFC-SiPM-Carrier-Board 另 BOM）③ 含运费、激光钢网、焊接工具损耗摊销 ④ 含外壳金属屏蔽（锡罐/3D 打印 +EMI 屏蔽漆）。README 该价位为作者公开发布的实际社区复刻成本，不含可选第二套闪烁体。
📐 完整原理图（按功能区块）
原理图为单页 PDF 矢量文件（EasyEDA 立创 EDA 专业版导出，Rev 4.2，2024-08-29），EasyEDA 默认大幅面（582.8 × 412.7 mm），下文按"输入 → 处理 → 输出 → 主控 → 辅助"顺序贴出整图概览与七个功能区块图。
Open Gamma Detector 原理图（Rev 4.2，整图）：
整图上排四个功能区块从左到右分别是 SiPM 高压偏置、SiPM 输出与前置放大、脉冲判别（比较器）和峰值保持（采样保持），中排以 Raspberry Pi Pico 2 主控为中心、左右分别布置 SiPM 接口和电压基准，下排布置蜂鸣器、按键、IO 扩展与标题栏（Open Gamma Detector Rev 4.2 / 2024-08-29 / NuclearPhoenix）。
SiPM 高压偏置（升压）：
从 USB-C 5 V 进 PSU，经过 π 型 LC 滤波（R19 100 Ω + L4 1 µH + C1/C2/C5/C16/C17 4.7 µF/100 nF）+ 储能电感 L1 47 µH 进入 U5 MAX5026EUT+T 升压芯片，反馈电阻 R2 50 kΩ + R13 10 kΩ 分压微调，输出经 PMEG4010BEA D1 整流、C13/C15 22 µF 滤波后得到 27.5–33.75 V 偏置电压。反馈环路把 SiPM 工作点稳在工作电压区间，配合 BGND 与 AGND 单点接地保证模拟前端噪声底。
SiPM 输出与前置放大：
SiPM 微电流信号经 BAT54S×2 双向钳位保护后送入第一级 OPA357AIDBVR（U4，跨阻放大），把 6 mm² SiPM 的 1 ns 雪崩脉冲转换为毫伏级电压脉冲；R11/R7/R14/R15/R16/R17/R21 组成增益补偿网络（210 kΩ 反馈 + 可选 5 kΩ trim），输出级经 R12 + VREF1 偏置并通过第二级 OPA357AIDBVR（U8）做反向整形，把单端脉冲整形为适合比较器甄别的双向尖峰。
脉冲判别（比较器）：
TLV3201AIDBVR（U1）单电源比较器把前置放大后的脉冲与 THRES 阈值（由 R8 50 kΩ 多圈电位器 + LM4040 基准分压得到，0–320 mV 手动可调）比较，超阈即在 SIG 引脚产生宽度约 1 µs 的触发脉冲，同时点亮 ACT LED1（仅作阈值调定指示，不连接到 Pico）。R3 10 kΩ 提供正反馈做滞回以免毛刺误触发，C8 470 pF 做高频滤波。
峰值保持 / 采样保持：
触发脉冲前沿被峰值保持链路捕获：U4 OPA357AIDBVR + D2 BAT54S + C6/C7（22 µF + 100 nF 保持电容）共同构成经典二极管峰值保持器，把脉冲峰值冻结在保持电容上并通过 U7 OPA357AIDBVR 缓冲输出 PEAK 信号到 Pico 的 ADC；Q1 2N7002 在 Pico 控制下每 1 ms 把保持电容漏放一次（<1% 额外死时间），抗 EMI 漂移也防上电饱和。注：作者 README 给出两个独立死时间口径——"Energy Mode 单脉冲处理死时间 ~10 µs"（默认能谱测量）与"周期性保持电容复位 ~2.5 µs / 1 ms"（独立抗 EMI 机制，<1% 总开销），二者互补不冲突。
SiPM 接口（Pins + MCX）：
闪烁体-SiPM 组件的物理接口：H2 2.54-1×4P 排母（直插 SiPM 载板，最简方案）+ 双 MCX 同轴 HJ-MCX009（推荐，屏蔽好，靠近时双绞减小地环路）。作者另在 MicroFC-SiPM-Carrier-Board 提供带温补的载板，可直接焊 MCX 线接入。
Raspberry Pi Pico 2 主控：
Pico 2 开发板直插：VBUS/VSYS 通过板上自恢复保险 + L2/L3 1 kΩ 磁珠去耦；3.3V_EN 跳线可裁断；GP28 接 VREF（LM4040），GP26 接 PEAK（峰值 ADC），GP27 接 SIG（比较器触发），GP18 接 INT（外部中断兜底），GP14/GP15/GP16/GP17 留 SWD + 蜂鸣 + 按钮；GP0/GP1/GP2/GP3/GP4/GP5 通过 H1 排针外扩为 UART/I²C/SPI。
IO 外扩 + 基准源 + 蜂鸣 + 按钮：
左下 H1 IO 排针（UART RX/TX、CS、VCC、SCL、SDA），右侧两颗 LM4040AIM3-3.0+T 提供 3 V 基准（U2 = THRES REF 给比较器阈值用、U6 = ADC REF 给 Pico 的 ADC 用），下方 Ticker (Buzzer) 模块 Q2 2N7002 驱动 MLT-7525 2700 Hz 蜂鸣器做计数率嘀嗒反馈，左下 SW1 TSC015A03526A 一键切换 Spectrum / Geiger 模式（单击切换、双击复位、≥1 s 长按切蜂鸣）。