ATOM Spectra nano 8 pro (Атом Спектра Нано 8 ПРО)

[DG0MG]

ATOM Spectra nano 8 pro

Dieser Tage bekam ich - unerwartet - von einem Forenmitglied über einen Dritten dieses Gerät in die Hand gedrückt. Den genauen Grund dafür kannte ich noch nicht, aber dazu später.

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Keinerlei Beschriftung, weder auf dem Gerät selbst, noch auf der PeliCase-ähnlichen Plastikbox. Darin ein kleines Alukästchen ohne Bedienelemente, nur eine LED, eine USB-B-Buchse und ein Kabel USB-B auf USB-C. Nun konnte ich bloß raten was das ist, aber gesehen hatte ich es irgendwo schonmal. Zuerst dachte ich an den µSPEC Mobile, aber der sieht dann doch etwas anders aus: Dort ragt der Szintillator vorn heraus. Aber mir fiel es wieder ein, ich hatte vor einer Weile dieses Video von Sergej Belkin geschaut, in dem er das Gerät vorstellte:

Es handelt sich um ein mobiles Spektrometer ("ATOM Spectra nano 8 pro") mit einem 13*13*47 mm großen CsI(Tl)-Kristall (7,9cm³) auf einem SiPM. Eine App dafür lässt sich im Google-PlayStore herunterladen.
Es stammt von der Firma KBRADAR, also den Herstellern des "Atom Fast".

Weitere Bilder von Sergej Belkin: https://zen.yandex.ru/media/grpm/spektrometr-gammaizlucheniia-atom-spektra-nano-8-pro-61e2676e7c6b9661e3ce696e

Wie schon an der USB-Buchse zu erkennen, funktioniert das Gerät nicht autonom, sondern nur, wenn es per Kabel an ein Mobilgerät angeschlossen ist - darüber erfolgt also auch die Stromversorgung.

Ich installierte aus dem GooglePlayStore die ATOM-SPECTRA-App und steckte das Gerät an die USB-C-Buchse des Handys.

Aha, und dann sah ich den Grund, warum wohl das Gerät zu mir gekommen ist: Eine Fehlermeldung über ungültige Kalibrierungsdaten im Gerät (ich hab leider keinen Screenshot gemacht).

Viel mehr Infos habe ich nicht gefunden, keine technischen Daten, keine Hilfe. Steckt man das Gerätchen an einen PC wird ein FT232-USB-to-serial-Wandler installiert, das war unerwartet - ich dachte, es kommt eine Soundkarte. Das bedeutet, es ist ein Prozessor darin und man kann es nicht mit z.B. Theremino-Software betreiben. Aber das muss kein Nachteil sein, die A/D-Wandlung passiert also schon nahe am Sensor. Der App nach wird das Spektrum auf 8192 Kanäle aufgeteilt, das ist schon ziemlich viel.

Die App ist immerhin Deutsch, das ist ja eigentlich ein löblicher Ansatz. Aber das ist so wie ein deutsches PC-BIOS, man findet nichts, weil die Übersetzung wirklich schlecht ist und nicht von einem Muttersprachler gemacht wurde.

Beispiel:

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Was macht denn eigentlich der Menüpunkt "Klare Punkte"?

Nun dasselbe, was es auf Englisch heisst, nämlich "Clear Points". Ohne Nachfrage werden die vorher mittels "Punkt hinzufügen" mühsam auf dem Spektrum platzierten Kalibrierpunkte wieder GELÖSCHT! Grrrr!   

Man kann in der App zwischen der Kanalansicht und der kalibrierten Energieansicht bis 3050 keV umschalten. Durch Doppel-Tap kann man die vertikale Skalierung zwischen linear und logarithmisch umschalten. Durch Anlegen eines Prüfstrahlers baute sich in der Kanalansicht auch ein Spektrum auf, die Energieansicht blieb leer, weil alle Skalenteile auf der X-Achse mit 0 keV beschriftet waren.
Da war also irgendwo das Problem.

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Hat jemand ebenfalls ein solches Gerät?
Gibt es auch eine Windows-Software?

[miles_teg]

Danke für das Vorstellen. Ich hatte vor dem RAYSID überlegt mir dieses Gerät zuzulegen, insofern ist es klasse es hier zu sehen.
Viel Spaß damit und bitte mehr Details. ;-)

[DG0MG]

Wie schon angedeutet, gab es mit dem Gerät ein "issue", dewegen habe ich nicht weiter berichtet. Durch Anstoß von außen  hab ich mich jetzt mal wieder damit befasst und @Madmax konnte das Problem durch hervorragenden Support aus der Ferne lösen. Vielen Dank dafür nochmals. 

Dabei hab ich gleichmal ein paar Sachen gelernt:

Man kann die App von der relativ schlechten deutschen Übersetzung auf Englisch umstellen, das sieht verständlicher aus:

Drei-Punkte-Menü --> Einstellungen --> Runterscrollen bis "Language" und von "default" auf "Englisch" stellen:

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Dann die App komplett beenden und neu starten und dann sind die Menüpunkte verständlicher: 

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Unter "Share" kann ich mir eher was vorstellen als unter "Aktie". 


Nächster Punkt:

Im Bild ganz oben sieht man, dass das QUANTUM PENDANT auf dem Spektrometer liegt und die Dosisleistungsanzeige in der App über 30 µSv/h anzeigt. So schlimm ist der Anhänger nun auch nicht, es ist klar, dass das nicht stimmen kann.
Man muss in der App einen Kalibrierfaktor angeben, der je nach Gerät und Nuklid anders ist - der kommt also nicht aus dem Gerät. Standardmäßig steht er auf 1700, vermutlich ist die Einheit Imp/µR. Für das Atom Spectra nano 8 pro sollen 8000 bis 10.000 eingestellt werden (nuklidabhängig). Ich bin der Meinung, der Wert kann noch wesentlich höher, aber das müsste man mit einem stärkeren Strahler in größerer Entfernung oder auf einer Fläche austesten - hab ich beides grad nicht. Aber es ist ja auch ein Spektrometer und kein Dosisleistungsmessgerät.
Ich hab den Wert jetzt mal auf 20.000 gestellt, um in die Nähe zu kommen, das muss aber nicht richtig sein:

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[DG0MG]

Weiter gehts:

Es ist zwar ein USB_Anschluss vorhanden, aber die Technik in der Alubox ist offenbar NICHT soundkartenbasiert. Beim Anstecken an einen PC wird ein FTDI FT232-UART-zu-USB-Wandler gefunden, im Inneren werkelt ein Prozessor von ST. Windows 10 64bit findet bei vorhandener Internetverbindung den Treiber allein - falls nicht, dann findet man ihn hier:

• https://ftdichip.com/drivers/vcp-drivers/

Dann sucht man sich erstmal die generierte COMxx-Schnittstelle im Gerätemanager:

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Es existiert ein recht rudimentäres Programm MCA.EXE, aber wennschon, nimmt man besser gleich Becquerelmonitor. Im russischen Forum hat sich jemand gefunden, der irgendwie den aus Japan stammenden BecquerelMonitor weiterentwickelt oder anpasst, unter dem Namen "BecqMoni":

• Download aktuelle Version BecqMoni: https://amba.cloud/becqmoni
• zugehöriger Thread in russisch: http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=82&topic=9&postid=1618174665
• Übersetzt: https://forum-rhbz-org.translate.goog/topic.php?forum=82&topic=9&postid=1618174665&_x_tr_sch=http&_x_tr_sl=auto&_x_tr_tl=de&_x_tr_hl=de&_x_tr_pto=wapp

Die Installation des Programms ist selbsterklärend, danach legt man mit "File" --> "New" erstmal eine neue Messung an:

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Dann müssen wir dem Programm sagen, an welcher Schnittstelle das Atom Spectra hängt. Auf der rechten Seite steht "AtomSpectraVCP" (Virtual Com Port) schon drin, diesen Eintrag müssen wir editieren. Wir kommen in ein neues Fenster "Edit Device Configuration" und finden im Register "Device Specific" die Stelle, wo man den vorhin gemerkten COM-Port einträgt.

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Mit einem Klick auf den roten "START"-Button sollte sich ein Spektrum beginnen aufzubauen:

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Bereits nach wenigen Minuten werden ohne weiteres Zutun die überdeutlichen Peaks richtigerweise als Lutetium identifiziert:

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[DG0MG]

Das Gerät wird übrigens merklich warm, links eine Rolle Lötzinn, auf dem Spectra aufliegend der Lutetium-Prüfstrahler:

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Die Stromaufnahme beträgt etwa 130 mA. Aber das Gerät ist aufwendig temperaturkompensiert und die Erwärmung in den Messwerten nicht festzustellen. Allerdings ist die mobile Messung aus dem Handy- oder Tablet-Akku damit zeitlich doch etwas beschränkt. Eine Möglichkeit, über einen USB-Hub mit Stromversorgung und einer Powerbank zusätzliche Energie zuzuführen, habe ich nicht probiert.

[NuclearPhoenix]

Weiter gehts:

Es ist zwar ein USB_Anschluss vorhanden, aber die Technik in der Alubox ist offenbar NICHT soundkartenbasiert. Beim Anstecken an einen PC wird ein FTDI FT232-UART-zu-USB-Wandler gefunden, im Inneren werkelt ein Prozessor von ST. Windows 10 64bit findet bei vorhandener Internetverbindung den Treiber allein - falls nicht, dann findet man ihn hier:

• https://ftdichip.com/drivers/vcp-drivers/

Dann sucht man sich erstmal die generierte COMxx-Schnittstelle im Gerätemanager:

Interessant... Kann man das Gerät auch in einem normalen UART Terminal öffnen? Und falls ja, wie sehen dann die Daten aus, die da rauskommen?

[DG0MG]

Alleiniges Öffnen des COM-Ports bringt nichts, da kommen keine Daten. Es müssen irgendwelche Befehle gesendet werden, die ich aber nicht kenne.

Es ist aber offenbar so, dass der ATOM Spectra nano 8 pro das Spektrum selbstständig aufbaut und dann die Zähler der 8192 Kanäle übertragen werden, denn wenn man eine Messung im BecqMoni startet, dann das Programm schließt und eine Weile später wieder öffnet, ist trotzdem weitergemessen worden und das Spektrum hat sich verbessert.

Nähere Informationen kann @Madmax geben.

[NuclearPhoenix]

Okay, voll spannend. Weil mich wundert es, dass das Gerät direkt im BecqMoni gefunden und benutzt werden kann. Das kenne ich sonst nur für Soundkartenspektrometrie. Wahrscheinlich könnte man da auch im Source Code von der neuen Version auf GH nachsehen.

[Madmax]

UART

Ich kann das Austauschprotokoll schicken, wenn es wirklich gebraucht wird.

[Madmax]

лютеций

Danke für die Spektren und Bilder!
Ich würde empfehlen, bei der Anzeige ( wma ) keine Spektrumglättung zu verwenden, ohne Glättung ist es oft klarer, was tatsächlich passiert

[Madmax]

Spectra

Ja, die Erwärmung des Gerätes aus Eigenverbrauch liegt bei 4-5 Grad bei ruhiger Luft. Die Temperaturabhängigkeit der Schaltungsparameter und der Lichtleistung des Kristalls wird in jedem Gerät individuell mittels Thermostat an 20 Punkten im Außentemperaturbereich von mindestens -10 bis +60 Grad Celsius kalibriert, zwischen den Punkten wird interpoliert. Diese Technologie funktioniert hervorragend, wenn es keine schnellen Temperaturänderungen gibt, da es unmöglich ist, den Sensor in den Kristall selbst einzubauen. Nach schnellen Außentemperaturänderungen von mehr als 10-15 Grad würde ich empfehlen, 20-30 Minuten zu warten, bevor Sie Messungen vornehmen, wenn eine hohe Genauigkeit erforderlich ist.
Ja, die Leistungsaufnahme des Geräts ist spürbar, ca. 0,7 W. Aber mit guter Auflösung und Registrierungseffizienz beantwortet es im Feld recht schnell die an ihn gestellte Frage, und beim Einsatz im Labor spielt der Energieverbrauch keine große Rolle. In diesem Fall habe ich lieber nicht an der Qualität der Signalverarbeitung gespart und dafür mit einem höheren Stromverbrauch bezahlt.

[NuclearPhoenix]

UART

Ich kann das Austauschprotokoll schicken, wenn es wirklich gebraucht wird.

Wenn das möglich ist, gerne. Mich interessiert es nur, weil ich selbst an einer Software arbeite, die Daten über UART empfängt. Da gibt es so viele Kommunikationsprotokolle, bin gespannt wie ihr das gelöst habt. Ich wusste eben bis dato gar nicht, dass BecqMoni das auch kann.

[Madmax]

BecqMoni

er weiß nicht wie, musste unterrichten

https://docs.google.com/document/d/196NqEBDGckIJzrKKKQVlUfhgv3GuAZwf/edit?usp=share_link&ouid=108821321849566825212&rtpof=true&sd=true - protocol.

[DG0MG]

Anderer Versuch:

Maxim sagt, dass das Gerät empfindlich genug wäre, um hinter 5 cm Blei 1 Bq Cs-137 in 1 Stunde nachzuweisen. Nun hab ich keine Vergleichswerte, aber um mal ein Gefühl dafür zu bekommen, hab ich meine bayerische Pilzprobe vermessen, mit der ich mit dem RadiaCode-101 nach 24 Stunden einen schönen Cäsium-137-Peak bekommen habe.

Also erstmal eine Bleiburg aufgestapelt und 1 Stunde ein Hintergrundspektrum aufgenommen:

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(natürlich war noch ein Bleideckel drauf)
rechts steht die Zählrate: 2.68 cps

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Dieses als XML gespeichert und dann als Hintergrundspektrum geladen.
Ich habe dann hier knapp 100g getrocknete und gemahlene Pilze:

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Die kommen soweit möglich rundherum um das Messgerät in die Abschirmung:

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und der Deckel drauf. Die Abstandshalter dienen der Kabeldürchführung, weil der USB-B-Stecker etwas lang ist. Ich bräuchte mehr Barren, um höher zu stapeln!:

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Hier der Fortschritt des Spektrums mit subtrahiertem Hintergrund nach 1, 2, 5, 15 und 60 Minuten:

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Bereits nach 1 Minute sieht man den Cs-137-Peak, länger als 15 Minuten braucht man in diesem Fall eigentlich nicht warten. Für Interessenten habe ich das XML-File ebenfalls angehängt. Die Impulsrate liegt jetzt bei 4.78 cps, d.h. auf die Probe entfallen 4.78 - 2.68 = 2.1 cps.

Falls jemand einen Wunsch hat, was ich mal probieren soll: Nur zu!

[wrdmstr inc.]

Impressive!