Sensor Technology Radiation Pager STE mini

DG0MG · 08. Januar 2019, 19:51

Wenn der Schallwandler (Pieper) angesteuert wird, leuchtet die 7-Segmentanzeige schwächer. Offebar zieht der recht viel Strom, so ass die Spannung zusammenbricht.

Im Datenblatt zum "Magnetic Transducer MUT-01A"

https://datasheet.octopart.com/MUT-01A-Star-Micronics-datasheet-580943.pdf

steht was von 65mA, das ist schon ganz schön viel. Der "Lautsprecher" hängt plusseitig an der allgemeinen positiven Versorgung, die auch zu Prozessor, dem 4040 und dem 7-Seg-Dekoder führen. Wenn man die belastet, kann es schon sein, dass bei nicht ganz neuen Batterien die Spannung einbricht.

DG0MG · 08. Januar 2019, 20:00

Ich hab folgendes gemacht:

Todesmutig hab ich den 4040 (Teiler 1:32) runtergelötet, damit piept der Pager nicht mehr (Okay, das ginge auch einfacher ..) mit einem Widerstand 10k und einem Stückchen Draht habe ich den Impulseingang vom PIC auf die Basis(?) des Transducer-Ansteuer-Transistors (des Beepers) gegeben und habe nun einen diskret knisternden Pager.

Natürlich ist dadurch die Stromaufnahme erheblich gestiegen, auf etwa 20mA.
Aber das ist nicht so schlimm, wenn man das Gerät nur einschaltet, um was zu suchen oder zu prüfen.

DG0MG · 27. Januar 2019, 22:18

Zitat von: DG0MG am 08. Januar 2019, 19:42
Wahrscheinlich wird deshalb der nächste Schritt das Auslöten des Prozessors werden, dann sieht man ja einfach, ob an Pin 1 noch die Impulse vom PMT kommen oder nicht.

Man muss den Prozessor natürlich dazu gar nicht auslöten! Tatsächlich geht die Hochspannung nicht los, wenn der Pager mit auf GND festgehaltenem RESET-Eingang (/MCLR, Pin 28) eingeschalten wird - man hört keine Pulse im Piezo. Lässt man los, fängt wie üblich die gelbe LED an, ein paar Mal zu blinken (Aufbau der HV?) und dann tickerts. Zieht man den Prozessor dann wieder in den RESET-Zustand, tickert es noch ein ganzes Stück weiter (1-2 min), hört aber dann auf. Vermutlich, solange die gespeicherte Hochspannung noch ausreicht.

Das gilt es also noch zu erforschen.

Vielleicht kann mal jemand das Oszi oder einen Logikanalyser an die fraglichen PINs RC4, RC5, RC7, RA1, RA2 halten und deren Zustände beim Ein- und Ausschalten beobachten. Es muss sowohl irgendetwas geben, was aus dem PIC RAUSKOMMT, mindestens ein weiteres Signal muss HINEIN führen: der PIC muss mitkriegen, ob die Hochspannung aufgebaut ist, denn das Blinken der gelben LED beim Einschalten dauert nicht so lange, wenn der Pager nur kurz ausgeschalten war.

DL3HRT · 07. Februar 2019, 08:00

Zitat von: DG0MG am 27. Januar 2019, 22:18
Vielleicht kann mal jemand das Oszi oder einen Logikanalyser an die fraglichen PINs RC4, RC5, RC7, RA1, RA2 halten und deren Zustände beim Ein- und Ausschalten beobachten. Es muss sowohl irgendetwas geben, was aus dem PIC RAUSKOMMT, mindestens ein weiteres Signal muss HINEIN führen: der PIC muss mitkriegen, ob die Hochspannung aufgebaut ist, denn das Blinken der gelben LED beim Einschalten dauert nicht so lange, wenn der Pager nur kurz ausgeschalten war.

So, jetzt sind wir wieder einen Schritt weiter. Ich habe die Signale an den entsprechenden Pins heute mit dem Oszi untersucht und bin zu folgenden Ergebnissen gekommen.

1. Die Hochspannungserzeugung wird über RA2 gesteuert. Dort werden kurze Impulse ausgegeben. Der Abstand zwischen den Impulsen variiert. Man kann das schön im Screenshot #1 sehen. Dieser zeigt den Signalverlauf kurz nach dem Einschalten. Die Impulsfolgefrequenz ist anfangs hoch und pegelt sich später auf ca. 40 Hz ein. Screenshot #2 zeigt den stabilen Zustand nach einigen Sekunden. In Screenshot #3 ist die Form eines Einzelimpulses dargestellt.

2. Da die Hochspannungserzeugung mit variabler Frequenz erfolgt, muss es auch ein Feedback zum Mikrocontroller geben. Das ist mit hoher Wahrscheinlichkeit RC4. Dort sind im stabilen Zustand Impulse mit einer Frequenz von ca. 200 Hz zu sehen (Screenshot #4). Im Alarmfall (und damit entsprechend hoher Stromaufnahme der Schaltung) steigt die Frequenz auf ca. 300 Hz an (Screenshot #5).

Ob RC4 tatsächlich als Sense-Eingang für die Hochspannung dient, ist noch zu verifizieren. Dazu muss die Schaltung von diesem Pin aus verfolgt werden.

DL3HRT · 08. Februar 2019, 07:40

Wieder etwas herausgefunden: RC5 ist für die Abfrage des Schiebeschalters zuständig.

High-Pegel: Vibrationsalarm
Low-Pegel: Piezo

DL3HRT · 08. Februar 2019, 08:36

So, jetzt ist auch die Funktion von RC7 geklärt. Über diesen Pin wird die Versorgungsspannung überwacht.

Die Abfrage der Versorgungsspannung erfolgt 200x pro Sekunde. Gleiches gilt übrigens für die Abfrage des Kodierschalters.

Die angehängten Screenshots zeigen den Signalverlauf bei 3.0 V, 2.7 V, 2.6 V und 2.5 V. Bei einer Spannung von 2.5 V wird kein Low-Pegel mehr erreicht. Der Mikrocontroller fragt also offensichtlich auf Low-Pegel ab und gibt dann eine entsprechende Warnung aus.

Ist die Alarmschwelle von 2.5V erreicht, so gibt der Pager in Abständen von einigen Sekunden einen kurzen Piepton aus. Drückt man den Taster, so blinken beide LEDs gleichzeitig.

DL3HRT · 11. Februar 2019, 07:53

Ich habe versucht die Spannung an den einzelnen Dynoden des Photomultipliers zu messen, allerdings nur mit sehr mäßigem Erfolg. Die 100 MOhm meines Tastkopfes sind noch zu niedrig dafür. Man kann nur an den ersten beiden Dynodenstufen messen und der Messwert sinkt relativ schnell ab.

Mein Keithley-Elektrometer wäre hochohmig genug, geht aber leider nur bis 200 V. Ich werde es einmal mit einem Spannungsteiler mit 1 GOhm-Widerstand probieren.

DL3HRT · 11. Februar 2019, 17:13

Mit dem 1 GOhm-Widerstand ist es mir gelungen, die Spannungen an der HV-kaskade wenigstens zum größten Teil zu messen. Nur an den beiden Dynoden mit der höchsten Spannung hat auch das nicht funktioniert. Die Schaltung ist in der Tat bis an die Grenzen des machbaren ausgereizt. Respekt vor den Entwicklern.

Die Messwerte habe ich in das angehängte Foto eingetragen. Man kann die Spannung der letzten beiden Stufen nur schätzen. Ich tippe auf ca. 740 V und 850 V.

DL3HRT · 13. Februar 2019, 07:52

Das Präzisionspotentiometer neben dem Kodierschalter dient zum Einstellen der Schaltschwelle des Komparators, welcher die Impulse des Photomultipliers aufbereitet. Dreht man ca. 3 Umdrehungen gegen den Urzeigersinn, so ändert sich die Signalform am Zähleingang des PICs dramatisch.
Vor dem Probieren Stellung des Potis markieren, sonst...

Unklar ist mir die Funktion der SMD-LED, welche sich unmittelbar neben dem Kodierschalter befindet. Wenn ich richtig gemessen habe, so geht sie über einen 33 Ohm-Widerstand auf die Versorgungsspannung. Der Widerstand erscheint mir sehr niedrig es sei denn, die LED hat einen sehr hohe Flussspannung und soll bei Überspannung leuchten bzw. die Batterie so startk belasten dass die Spannung absinkt. Das auszuprobieren habe ich mir nicht getraut.

DG0MG · 13. Februar 2019, 08:10

Zitat von: DL3HRT am 13. Februar 2019, 07:52
Unklar ist mir die Funktion der SMD-LED, welche sich unmittelbar neben dem Kodierschalter befindet. Wenn ich richtig gemessen habe, so geht sie über einen 33 Ohm-Widerstand auf die Versorgungsspannung. Der Widerstand erscheint mir sehr niedrig es sei denn, die LED hat einen sehr hohe Flussspannung und soll bei Überspannung leuchten bzw. die Batterie so startk belasten dass die Spannung absinkt.

Die ist "falschrum" gepolt und leuchtet als Warnung, wenn die Batterien verpolt eingesetzt sind.

DL3HRT · 13. Februar 2019, 10:34

Zitat von: DG0MG am 13. Februar 2019, 08:10
Zitat von: DL3HRT am 13. Februar 2019, 07:52
Unklar ist mir die Funktion der SMD-LED, welche sich unmittelbar neben dem Kodierschalter befindet. Wenn ich richtig gemessen habe, so geht sie über einen 33 Ohm-Widerstand auf die Versorgungsspannung. Der Widerstand erscheint mir sehr niedrig es sei denn, die LED hat einen sehr hohe Flussspannung und soll bei Überspannung leuchten bzw. die Batterie so startk belasten dass die Spannung absinkt.

Die ist "falschrum" gepolt und leuchtet als Warnung, wenn die Batterien verpolt eingesetzt sind.

Na ob das reicht? Ich habe es vorsichtig mit dem Labornetzteil getestet. Die Strombegrenzung hatte ich auf 100 mA eingestellt. Das Netzteil fährt voll in die Begrenzung, d.h. bei Verpolung eine Art Kurzschluss. Wahrscheinlich haben die Entwickler gehofft, dass bei Batterien die Spannung weit genug zusammenbricht...

DG0MG · 13. Februar 2019, 11:15

Ich hab jetzt kein Gerät hier, um genau zu schauen, aber ist da nicht noch ein Bauteil dazwischen?

Links unten, dieses Metallteil neben den beiden Drähten (rt/sw) zum Batteriehalter.
Ist das vielleicht ein Kaltleiter oder so eine selbstrückstellende Polyfuse?

DL3HRT · 13. Februar 2019, 11:29

Ja, das ist eine Sicherung. Ich habe den Typ jetzt gefunden: SMD030F2
Die Sicherung ist selbstrückstellend und ist für 300 mA bemessen. Die gibt es sogar bei Pollin.

Mir ist die Funktion der Verpolanzeige aber jetzt klar geworden. Beim Einlegen der Batterien muss das Gerät AUSGESCHALTET sein. Sind die Batterien verpolt, so leuchtet die kleine rote LED. Schaltet man das Gerät dann doch ein, so fließt ein hoher Strom. Man kann dann nur hoffen, dass die Sicherung auslöst, bevor etwas kapputt geht.

Mäusle · 17. Februar 2019, 13:34

Hier noch ein paar Bilder der PCB meiner Radiation Pager. Seriennummern 16xx und 27xxx. Bei beiden Geräten ist das Layout auf den ersten Blick gleich, im Vergleich zum Gerät von DG0MG weicht das Layout doch erheblich ab.

Der Vibrationsmotor hat mir etwas zu laut und heftig vibriert. Auch um den Detektor und die Batterien zu schonen wurde die Drehzahl mit einem 27Ω Widerstand in Serie zum Motor reduziert. Auch mit der Modifikation bemerkt man die Warnung noch gut in der Jackentasche.

Mäusle · 17. Februar 2019, 13:57

Beim Gerät mit S/N 16xx hat die Abdeckung des Batteriefachs an den Auflageflächen für die Schrauben schon begonnen durchzubrechen. Damit die Schrauben wieder halten und das Batteriefach wieder richtig schließt wurden kleine Einsätze mit dem 3D-Drucker gedruckt.
Im .zip befindet sich die STL-Datei. Um Teile für beide Seiten zu drucken muss es dupliziert und gespiegelt werden.

Zuerst wurde mit Heißluft (220°C) der Kunststoff des Deckels wieder in die ursprüngliche Form gebracht. Außer Erhitzen muss hierfür nicht viel getan werden.
Danach können die Einsätze eingeklebt werden, ich habe Sekundenkleber (Cyanacrylat) genommen.
Nach dem Aushärten ist die Verschraubung wieder belastbar und der Deckel kann richtig verschraubt werden.

Die anderen RadPager haben die Einsätze auch bekommen um das Durchbrechen zu verhindern.