3,3v Geigerzähler für SBM20 und J305

[Lordcyber]

Hallo,
anstatt überall zu fragen mach ich einfach einen neuen Beitrag auf.
Ich hoffe das ist Ok so.

Ich bin jetzt seit knapp einer Woche dran und komme irgendwie nicht weiter.

Ich hab mir viele Geigerlösungen und wenn verfügbar auch die Schaltpläne angesehen.

Am besten waren diese:

https://www.loetstelle.net/projekte2/lphv/lphv.html
Oder der RadSense, für den man den Schaltplan leider nicht bekommt

Mein Problem ist das ich einen autarken Geiger bauen möchte der mit Lipo Akkus betrieben wird. Daher stehen nur die 3.2-4.2V zur verfügung.
Am Kontroller ist ein HT7333 verbaut von dem man die 3.3V Sauber abnehmen könnte.

Die Daten werden dann per Funk gesendet.
Das ist kein Problem da hab ich meine Lösungen.

Es werden denke ich an die 5 Geiger erst mal werden. Platinen will ich komplett und Bestückt in Asien fertigen lassen.

Im Idealfalle Ist der Geiger abgeschaltet und alle 30 Minuten wird er vom Kontoroller eingeschaltet mißt etwa 5 Minuten und schaltet wieder aus.
Ich hab aber auch schon gesehen das die Anlaufspannungen sehr hoch sind. Ob es da nicht besser ist den durchlaufen zu lassen ist die nächste Frage.

Aber irgendwie finde ich keine 3.3V Lösung außer dem Radsens. Jeder Tragbare GEigerzähler angefangen vom GamaScout über meien GMC320 laufen ja auch nur mit einem 18650 Akku.

Ob die Messewerte auf der Platine per RTC aufzeichne und per I2C abfrage oder auf dem Kontroler weiß ich noch nicht. Aber das kann man später ja auch noch entscheiden.

Daher meine Fragen:
1. ob einer einen Entwurf für ein Hochspannungsnetzteil hat das mit dieser Konfiguration betrieben werden kann?
2. Ob abschalten oder durchlaufen lassen bei ein paar uA wäre das ja egal.



Es wird ein nicht kommerzielles Projekt da wir aus Neugierde diese Sensoren in Menzenschwand, Waldshut und an der Grenze zu Tihage aufstellen werden um dort zu messen und natürlich auch ob es eine Steigerung der Strahlung durch die aktuellen Geschehnisse in der Ukraine ergeben.
Vielen Dank für eure Hilfe und Unterstützung.
Da ich nicht so der Elektroniker bin wäre super wenn wir das hinbekommen.


NACHTRAG.
Da ich wie gesagt das ganze als fast fertige Platine fertigen lassen möchte.
Können dann natürlich auf Selbstkostenbasis für euch welche mit bestellt werden.
Auch werden die Dateien auf Anfrage jedem zur Verfügung gestellt.

[DL8BCN]

Hallo, es gibt doch für alle möglichen Spannungen Up-Konverter.
Ich habe mir zum Beispiel einen Geigerzähler mit einem Wandler aus China gebaut der mit einer 18650 Zelle läuft.
Der bringt mir stabile 400V.

[Lordcyber]

Hallo, es gibt doch für alle möglichen Spannungen Up-Konverter.
Ich habe mir zum Beispiel einen Geigerzähler mit einem Wandler aus China gebaut der mit einer 18650 Zelle läuft.
Der bringt mir stabile 400V.

Den hab ich mir auch angesehen. Aber wie gesagt der Verbrauch ist indem Fall essentiell.
Und auch bekomme ich diese Größe nicht in die Gehäuse.

Wie lange hallten dir wieviel Mah an dem?

[DL8BCN]

Eigentlich soll der Wandler ab 5 V laufen. Aber er tut es schon weit drunter. Die 18650 Zelle hat auch praktisch immer mindestens 4V.Sonst ist sie praktisch leer!Wenn es für deine Anwendung auf jedes Mikroampere ankommt, was aus dem Akku gezogen wird, dann ist es natürlich schwieriger.

[DL8BCN]

Der Testaufbau gibt nur Impulse raus, die ich mit einem externen kleinen NF Verstärker hörbar mache.
Der Wandler zieht ca. 7mA.
So ein 18650 Akku hat ungefähr 3000 mAh.
Neue, gute Akkus können wohl auch 3500 mAh haben.
Also wird das Teil ca. knapp 18 Tage damit laufen.
Im besten Fall mit neuem, hochwertigem Akku auch länger.
Wobei ich es nicht  ausprobiert habe.
Der Akku ist gebraucht und ich weiß nicht wie die Entladekurve über die Zeit aussieht.
Ist für meine Anwendung aber auch egal.
Ist nur ein Testaufbau mit einem CTC-5 Zählrohr ( so wie SBM-20)

[DG0MG]

Hierzu mal den informativen Thread der russischen Kollegen durcharbeiten:

• https://forum-rhbz-org.translate.goog/topic.php?forum=80&topic=78&_x_tr_sl=ru&_x_tr_tl=de&_x_tr_hl=de&_x_tr_sch=http

Die 4 kV-Spannungsversorgung meiner Thorium-Kuh hält >1 Jahr aus 1x 18650: https://www.geigerzaehlerforum.de/index.php/topic,27.msg3265.html#msg3265

[Lordcyber]

Hierzu mal den informativen Thread der russischen Kollegen durcharbeiten:

• https://forum-rhbz-org.translate.goog/topic.php?forum=80&topic=78&_x_tr_sl=ru&_x_tr_tl=de&_x_tr_hl=de&_x_tr_sch=http

Die 4 kV-Spannungsversorgung meiner Thorium-Kuh hält >1 Jahr aus 1x 18650: https://www.geigerzaehlerforum.de/index.php/topic,27.msg3265.html#msg3265

Danke.
1 Jahr ist genau das was ich an Laufzeiten so anpeile.

[Lordcyber]

Akuell hab ich es so geplant.
Es ist aus dem GC-20 Geiger übernommen.
Aber der geht ja von 3V aus. Ich hab aber 3,3v vom LDO.
Den 555 hab ich aber ersetzt durch den 7555 da dieser sparsamer ist.

Laufzeit ist von 1 Jahr angepeilt mit 3000mAh Lipo.
Aktuell planen wir von Messungen alle 30 Minuten 5 Minuten. Sollte der Leerlauf niedriger sein wie der Anlaufstrom würde er an bleiben.
Eventuell sogar Counter Chip oder per ULP. Dann müßte der Mikrocontroller noch weniger laufen.
Nach dem Beispiel des Radsens.

[DG0MG]

Eine echte Hochspannungsregelung scheint da aber nicht verwendet zu sein? Wodurch wird denn garantiert, dass bei Temperaturschwankungen oder schwächerer Batterie es bei den 400 V bleibt? Es wird gemessen, ob die Spule in die Sättigung geht, und dann der Strom abgeschalten. Aber ob das genügt? Kann ich mir nicht so richtig vorstellen.

Die Variante, beide Zählrohrenden "schwebend" zu haben, also das Signal an der Kathode abzunehmen, ist nicht optimal - besonders in Bezug auf elektromagnetische Einstreuungen. Besser ist es, den Zählrohrmantel auf GND zu haben und das Signal an der Anode abzunehmen. Schau dir die Schaltung vom Multigeiger an, die machen das so.

[DG0MG]

Bei mikrocontroller.net hat man das Thema Hochspannungserzeugung auch schon behandelt:

• https://www.mikrocontroller.net/topic/390508
• https://www.mikrocontroller.net/topic/380666
• https://www.mikrocontroller.net/topic/381760

Auch hier wird an verschiedenen Stellen die fehlende Regelung kritisiert, es sind aber auch Schaltungsvorschläge mit Rückführung dabei.

Benutze doch besser das Konzept des Multigeigers (das vom GammaScout stammt): Die Impulse für die HOchspannungserzeugung kommen solange aus dem Prozessor, wie die erforderliche Hochspannung noch nicht erreicht ist. Ist sie erreicht, werden sie seltener und nur "gelegentlich nachgeladen".
Siehe: https://www.boehri.de/elektronik/Simple_Arduino_Geiger/Simple_Arduino_Geiger.pdf

Den GZ nur gelegentlich zum Messen einzuschalten, finde ich auch kein gutes Konzept. Der muss schon immer laufen. Wenn der für LoRa & Co vorgesehene Prozessor dafür zu stromintensiv ist, muss man die Intelligenz eben teilen: Ein stromsparender Controller zum dauerhaften Messen, ein anderer, um die Daten fortzuschaffen, der nach gesendetem Telegramm wieder schlafen geht.

[Turbo-Tom]

Da Du ohnehin einen Microcontroller verwenden willst, kann der doch auch gleich die Steuerung der Hochspannungserzeugung machen. Hier ein Vorschlag, der eine völlig freie Programmierung der Spannung zulässt bei gleichzeitig "stromlosem" Feedback. Der BSS127I ist mit einem Leckstrom < 100nA angegeben; wenn es also vielleicht 10nA typ. sind, müsste man alle 100s nachladen, wenn man die Spannung am 1µF Kondensator auf 1V konstant halten wollte, entsprechend seltener, wenn eine größere Toleranz akzeptiert werden kann.

Der Microcontroller treibt zusätzlich einen Spannungsverdoppler über "Enable Doubler" (high während der (Nach-)Ladephase) sowie dem 100kHz Ausgang (aktiv während der Ladephase). T3 stellt eine "gate-fähige Diode" dar, die zusammen mit C2, D3 und C4 einen Villard-Spannungsverdoppler bildet, um die Gate-Ansteuerspannung der beiden MOSFETs T1 und T2 soweit zu erhöhen, dass sie "ordentlich" durchschalten. Das verbessert die Effizienz des Wandlers ganz wesentlich.

Wie zuvor schon angedeutet, wird der Spannungsteiler zur Gewinnung des Feedback-Signals während der "Stromsparpausen" komplett vom HV-Node getrennt, so dass hier praktisch keine Ladung abfließen kann. Sobald der Spannungsverdoppler aktiviert wird, aktiviert sich auch der Feedback-Spannungsteiler über T1.

Wichtig ist, zu berücksichtigen, dass die Ansteuerung des eigentlichen Wandlers invertiert ist. Wenn die MCU "schläft", muss der Ausgang "Inverter Drive" hochohmig oder "High" sein.

Für diesen Wandler braucht man schon ein paar Bauteile, aber er bietet meiner Meinung nach die beste Flexibilität von allem, was ich bisher gesehen habe bei gleichzeitig hervorragender Sparsamkeit. Übrigens: Die HV-Gleichrichterdiode trägt ganz erheblich zum Wandlerwirkungsgrad bei. Eine 1N4007 ist hier völlig fehl am Platz...

[Xodor]

Hallo Tom,

deinen Wandlervorschlag finde ich richtig gut. Ich bin am überlegen, wie sich das ganze einfach realisieren lassen könnte. Um den Wandler anzusteuern, denke ich an einen ATTiny den man über I2C UART die Zielspannung einspeichern könnte, und der über einen enable PIN ein und ausgeschaltet werden könnte. Die Pulse könnte man mit einem ATMega zählen und alle 15-30 Minuten die gezählten Pulse per LoraWAN oder Sigfox übertragen.
Persönlich würde ich aufgrund der besseren Abdeckung Sigfox bevorzugen.

[Lordcyber]

Puh was hab ich mir da bloß eingebrockt.

So langsam halte ich das für Realisierbar mit Akku Betrieb. Zumindest für mich nicht.

Hallo Tom,

deinen Wandlervorschlag finde ich richtig gut. Ich bin am überlegen, wie sich das ganze einfach realisieren lassen könnte. Um den Wandler anzusteuern, denke ich an einen ATTiny den man über I2C UART die Zielspannung einspeichern könnte, und der über einen enable PIN ein und ausgeschaltet werden könnte. Die Pulse könnte man mit einem ATMega zählen und alle 15-30 Minuten die gezählten Pulse per LoraWAN oder Sigfox übertragen.
Persönlich würde ich aufgrund der besseren Abdeckung Sigfox bevorzugen.

So was ind er Art oder gleich eine RTC dazu nehmen und den per I2C abfragen.

[Xodor]

Im ATTiny könnte man natürlich auch gleich zählen und die Anzahl der gezählten Impulse über I2C oder UART (ich würde UART nehmen) auslesen und auf null zurücksetzen.
Das Abfragen (RTC gesteuert) würde ich dann den Controller übernehmen lassen, der auch für LoraWAN oder Sigfox zuständig wäre. Die RTC könnte man auf dem Controller mit einem 32768kHz Quarz und Timer realisieren. Die Zeit könnte man sich beim starten des Controllers und zusätzlich jeweils einmal pro Tag aus dem Sigfox/Lora Netzwerk besorgen und die eigene RTC dadurch nachstellen.

[NuclearPhoenix]

Die RTC könnte man auf dem Controller mit einem 32768kHz Quarz und Timer realisieren. Die Zeit könnte man sich beim starten des Controllers und zusätzlich jeweils einmal pro Tag aus dem Sigfox/Lora Netzwerk besorgen und die eigene RTC dadurch nachstellen.

Da würde ich einfach sowas wie eine DS3231 benutzen. Gibt haufenweise Support dafür, ist super genau und hat sogar intern noch einen Temperatursensor den man ausmessen kann (wird zur Korrektur verwendet, eher ungenau aber geschenkt sogesehen). Uhrzeit einmal gestellt und dann hält das mit Knopfbatterie ewig lange.