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2011年10月13日 (木)

ストリナのUSBガイガーカウンタキットの製作と問題点

 (注)以下の内容は、自分が購入したセットの場合です。他のLOTでは異
なる可能性もあります。
 ☆12/6 V.2のチップが届いたので測定しました。結果はこちら

 最近、線量計キットがやっと入手しやすくなってきたので、いくつか組み立て
ていますが、初回挑戦から数ヶ月経過してやっとストロベリー・リナックス社製
のUSBガイガーカウンタキットを入手し組み立てました。

 これは前回の若松通商のカウンターよりもかなり組み立ては楽でした。
とりあえず動作したので、動作チェックしていたのですが、どうも高圧発生回路
に疑問点が出てきました。かなり想定よりも高い電圧が出ているのではないか
という疑惑です。このキットの高圧出力電圧は回路の構成上測定が難しいの
ですが、USBオシロスコープと、1GΩの自作高圧プローブで測定する方法を思
いつきました。昇圧後の電荷は高圧コンデンサに蓄えられてますが、放電して
電圧低下する前にオシロで波形として読み取ってしまおうというものです。
(動作中にちょんと触れて波形を読み取ります。)
 通常1GΩあればテスターで測定可能なのですが、これは1Gでも放電してしまい
テスタでは遅くて読み取れません。

Circuit

 結果はびっくりなもので、最大1170Vという結果でした。GM管の定格が650V
までですから、はるかに超えています。最初何かの間違いと思い、色々考え
たのですが、どうも実際そのくらいかかっているのではないかと思ってます。
カウント数が増えると放電で電圧低下し、マントルで400cpm位にすると、677V
程度になりました。(でもまだ高い)

Sl_hv1
測定値1.06Vx1101が実際の値。1167Vという結果に。
放電により下がっていっているのがわかります。


 比較のため、若松ガイガーでも電圧を計測しましたが、383Vと設定値とほぼ
同じ値が得られています。よって測定方法は妥当じゃないかと思っています。

 測定できるかたは追試していただければと思います。

 部品のばらつきで多少異なるかもしれません。
 とりあえず暫定対策方法も考え、うまくいきましたが、これは次回書きたいと
思います。

---

10/17 続き。
 週末やっと、ケースを買ってきて組み込みました。電池BOXは内臓できない
ので9V電池のホルダーを上に取り付ける予定。電池電源用SWだけつけて
ます。USB端子はminiUSB端子で増設しました。USBからだと、3端子レギ
ュレータをパスするので、5V電源で動作します。

 バックグランドを計った感じでは、sbm-20と同等かやや悪い位のカウント
率です。小型なのに高感度です。ただやはりこの位の感度では、5-10分の計測
時間が必要だと思います。

Sl_geiger1

Sl_geiger2

 高圧が出すぎる問題の対策は、トランスの2次側の巻線と並列に660kΩ
(330kx2)の抵抗を取り付けました。これにより、Qダンプされ、スパイクのピ
ークを少し抑えます。この対策で、BG時で約590V、550cpmで約470Vにな
っています。管が優秀なのか、カウント率はあまり変化してません。BGで
500V位にも出来るのですが、カウントアップすると電圧が下がりすぎるの
で、定格内でこの値にしてます。
 まあ理想的には高圧電源を組みなおしたほうがいいかもしれません。
なお、部品のばらつきで最適値は異なる可能性があります。

Sl_geiger3

○LED回路追加

 カウントしたらLEDが点灯する回路です。圧電スピーカの代わり
に置いてもいいのですが、それはそれで残したかったので、GM管
の検出回路に追加しました。よってマイコンとは独立して点灯します。
 音を消してもカウントが目でわかるので便利です。破線内が
追加した回路です。

Led

○10/30、11/1追記 ストリナから回答が来ました。

 電圧オーバーの可能性についてストリナに質問したところ、日曜ですが
担当者の方から回答が来ました。日曜でも働いているようでご苦労様です。

返信内容を要約しますと、
1、電圧フィードバックをかけてないので、ロットによりこの可能性がある。
2、新LOTの製品では上記問題の対策済みで、同時にCPM/uSv/h換算で
きる等機能改善した新ファームをリリースする。(仮称V2.0)
3、新ファーム書き込み済みマイコンチップを、今までの購入者には無償で送付
予定。 時期は11月上旬頃見込み。

 とのこと。従来基板ではマイコンだけでは電圧安定化できないと思うので、
従来製品もちは表示機能の改善だけはされるということだろう。(
憶測です。)
とりあえず新ファームに期待かな。というかもうすぐですね。

 V.2(仮称)の内容について再質問してみましたところ、基板等ハードウエアの
変更はない
そうです。ソフトウエアのみで出来る範囲で機能改善したとのこと。
ほかいくつか回答がありましたが、とりあえず上記件だけ報告します。

○高圧測定結果についてのまとめ。
「strina_hv.pdf」をダウンロード

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