Geigerzähler Multi-Geiger, Multigeiger

[DG0MG]

Meine schematische Lösung wurde Immerhin von Leuten wiederholt. Es sind nicht einmal 10 Jahre vergangen.

Nein.
Die Multigeiger-Leute haben das aus dem "Gamma-Scout" reengineert und der ist schon erheblich älter (~ Jahr 2000):

• https://www.boehri.de/
• http://www.boehri.de/elektronik/HV-Generator_Page_1.jpg
• http://www.boehri.de/elektronik/HV-Generator_Page_2.jpg

[Raddet]

Люди Multigeiger реконструировали это из « Gamma Scout », и оно значительно старше:

Nun, das heißt, ich bin unabhängig auf die gleiche Lösung gekommen. Wiederholte es.

http://www.boehri.de/elektronik/HV-Generator_Page_2.jpg

Übrigens, nach diesem Bild zu urteilen, haben wir immer noch sehr unterschiedliche Algorithmen zur Stabilisierung der Spannung an der Röhre.

[Raddet]

http://www.boehri.de/elektronik/HV-Generator_Page_1.jpg

Das Datum auf dem Bild ist übrigens 2016. Ich bin 2011 auf eine solche Schaltungslösung gekommen.

[DG0MG]

Das Datum auf dem Bild ist übrigens 2016. Ich bin 2011 auf eine solche Schaltungslösung gekommen.

Ja, aber das Gerät "Gamma-Scout" wurde vor mehr als 20 Jahren entwickelt. Und 2016 hat @Boehri_de nur die Schaltung aus dem Gamma-Scout herausgezeichnet. Der Gamma-Scout ist übrigens auch patentiert (gewesen), man kann die Patentschriften bei GooglePatents finden. Siehe Patent DE19732766A1 (Text only) von 1997(!).

[DL3HRT]

Aber da das Patent des "Gamma-Scout" 2017 abgelaufen ist, sehe ich da überhaupt keine Probleme.

[Raddet]

Ja, mehr über den Integrator. In meinem Radtus R103 ist es auch ähnlich, aber seine Funktion ist anders - den Impuls des Überspannungssignals leicht zu verzögern, damit der Mikrocontroller Zeit hat, es zu lesen. Dann wird nach jedem Pumppuls der Integrator per Hardware zurückgesetzt Fakt ist, dass die Taktfrequenz meines Mikrocontrollers nur 128 (einhundertachtundzwanzig) Kilohertz beträgt. Und er hatte einfach keine Zeit, das Signal ohne Integrator zu entfernen. Wenn die Taktfrequenz des Prozessors mindestens doppelt so hoch wäre, würde der Integrator in der Schaltung überhaupt nicht benötigt.
Dies liegt daran, dass je niedriger die Taktfrequenz des Prozessors ist, desto weniger Batteriestrom verbraucht wird. Und da es mein Ziel war, ein Gerät herzustellen, das jahrelang mit einer einzigen Batterie funktioniert, dann ...

Daher eine weitere Empfehlung - verringern Sie die Taktfrequenz des Prozessors. Es muss genau das sein, was benötigt wird, um die notwendigen Berechnungen in Echtzeit durchzuführen. UND NICHT MEHR. Dann wird der Energieverbrauch Ihres Geräts deutlich reduziert.

[Raddet]

Mehr über die Schaltung - diese Schaltung ist gut, weil Sie damit fast jede notwendige Spannung erhalten können. An meinem Schlüsselanhänger habe ich also eine Spannung von bis zu 1500 Volt erhalten, indem ich einfach einen Schlüsseltransistor durch einen anderen ersetzt habe (natürlich durch Hinzufügen von Zenerdioden zum Rückkopplungskreis). Der Hauptparameter des Transistors ist VDS (V). Es sollte nicht weniger als die Spannung sein, die Sie erhalten möchten.

Mein Gerät verwendet den IRFD320-Transistor (https://www.vishay.com/doc?91134)

[DL3HRT]

Daher eine weitere Empfehlung - verringern Sie die Taktfrequenz des Prozessors. Es muss genau das sein, was benötigt wird, um die notwendigen Berechnungen in Echtzeit durchzuführen. UND NICHT MEHR. Dann wird der Energieverbrauch Ihres Geräts deutlich reduziert.

Das ist ein Punkt. Der zweite Punkt ist, dass sich der Prozessor möglichst die ganze Zeit über im Sleep-Modus befinden sollte und nur bei Zählrohrimpulsen bzw. beim Nachladen des HV-Kondensators kurz aufwacht. So kann man eine durchschnittliche Stromaufnahme im µA-Bereich erreichen. Wichtig ist auch die Auswahl des passenden Prozessors.

Beim Multigeiger spielt das aber keine Rolle, da der ESP32 schon ordentlich Strom verbraucht. Dazu kommt dann noch das Display. Da hätte es einer stromsparenden HV-Erzeugung nicht bedurft.   

[Raddet]

Der zweite Punkt ist, dass sich der Prozessor möglichst die ganze Zeit über im Sleep-Modus befinden sollte und nur bei Zählrohrimpulsen bzw.

Nicht einmal im Schlafmodus, sondern einfach im "Power-Down"-Modus. Aus dem der Mikrocontroller durch Interrupts von externen Ereignissen (Ankunft eines Teilchens) oder durch den internen "Wathdog" -Timer zum Bedienen periodischer Ereignisse oder durch Drücken einer Taste zum Bedienen des Drückens aussteigt.

In diesem "Power Down"-Modus verbraucht der Atmega88-Mikrocontroller, auf dem mein Gerät montiert ist, nur 2 µA von der Stromquelle. Und er bleibt 95 % der Zeit in diesem Modus.

Wichtig ist auch die Auswahl des passenden Prozessors.

Ja. Ich würde Ihnen raten, sich die STM32-Mikroprozessoren der G-Serie genau anzusehen, da können sogar Nanoampere-Verbräuche erreicht werden.

ESP32

Ich würde sagen, dass es für ein wirklich ewiges Gerät nicht geeignet ist. Und ich würde versuchen, seine Funktionalität unter der Bedingung eines extrem niedrigen Verbrauchs selbst zu entwickeln. Aber das wird natürlich dauern...

[Henri]

Nun, das heißt, ich bin unabhängig auf die gleiche Lösung gekommen. Wiederholte es.

Es ist ganz lustig, wie häufig so etwas mittlerweile passiert - dass verschiedene Menschen, zwischen denen keine kommunikative Verbindung besteht, fast zeitgleich auf die selbe Idee kommen. Ich vermute, dass das mit der mittlerweile enormen Innovationsdichte zusammenhängt. Man hat eine tolle Idee, geht zum Patentamt - und jemand anderes war 2 Monate schneller    Und ein Jahr später ist alles schon wieder veraltet, und jemand anderes hatte eine noch bessere Idee 

Es ist jedenfalls faszinierend, wie energiesparend man Elektronik machen kann. Der Radiation Pager aus den 1990ern ist ja schon bemerkenswert, ein Szintillator in Zigarettenschachtelformat, der mit einem Satz Batterien ein gutes Jahr läuft. Aber wenn man das gleiche mit einer Knopfbatterie hinbekommt...   

[Raddet]

Dazu kommt dann noch das Display.

Durch die Verwendung des LCD-Displays kann der Stromverbrauch des Instruments extrem niedrig gehalten werden.

[Raddet]

Es ist ganz lustig, wie häufig so etwas mittlerweile passiert - dass verschiedene Menschen, zwischen denen keine kommunikative Verbindung besteht, fast zeitgleich auf die selbe Idee kommen.

Tatsächlich ist dies nicht überraschend. Solche Ereignisse ereignen sich ständig in der Geschichte der Menschheit. Und im Falle dieses Schemas ist alles im Allgemeinen bis an die Grenze banal. Tatsächlich haben weder ich noch diese Typen das Recht, ein Patent für diese Schaltung zu erhalten. Weil es die klassische ,,Step-Up-DC/DC"-Schaltung aus jedem Elektronik-Lehrbuch ist. Als ich anfing, das Instrument zu entwickeln, habe ich mir zunächst angesehen, was vor mir gemacht wurde. Gott, was für Spinnen und Krokodile habe ich beim Studieren zu wenig gesehen. Krumme Wandlung, Spannungsvervielfacher... Und dann, als ich es satt hatte, beschloss ich, dem alten zuverlässigen Rat zu folgen - "Wenn Sie alles Mögliche versucht haben, aber nichts für Sie funktioniert hat - lesen Sie endlich die Anleitung!". Das heißt, öffnen Sie das Lehrbuch. Neu in der jetzigen Umsetzung ist vielleicht der Rückkopplungsteiler auf Zenerdioden VOR, und nicht NACH Sperrdioden, dazu eine sehr niedrige Pumpfrequenz des Endkondensators. So dass es sogar schwierig ist, es als Frequenz zu bezeichnen (in meinem Fall 0,5 Hertz).

Aber wenn man das gleiche mit einer Knopfbatterie hinbekommt...   

Vielen Dank für die Wertschätzung meiner Arbeit. Die ersten Versionen meines Geräts wurden mit zwei CR1632-Batterien betrieben, und mein persönliches Testgerät im "Nur-Piep"-Modus arbeitete ehrlicherweise ein Jahr und drei Monate lang ununterbrochen daran. IBei der aktuellen Ausführung am Akku im maximalen Stromverbrauchsmodus ,,Alle Signale sind aktiviert", reicht eine Ladung des Akkumulators für 10-12 Monate Dauerbetrieb. Wie lange das Gerät im maximalen Energiesparmodus "Alarm" arbeitet - ich kann es sogar schwer sagen. Vielleicht anderthalb Jahre. Vielleicht zwei. Dann - drei Stunden zum Laden des Akkumulator - und weitere anderthalb Jahre Dauerbetrieb. Ich habe allen Käufern meines Gerätes geschrieben, dass es überhaupt nicht nötig sei, es auszuschalten. Es ist nicht sinnvoll. Aber rein psychologisch für fast alle (mich eingeschlossen. ) - es ist ziemlich schwer wahrzunehmen. Und deshalb schalten sie es aus.

Generell ist das Thema Ultra-Low-Consumer-Devices praktisch ein unbearbeitetes Feld moderner Elektronik. Ein hervorragendes Thema für die Entwicklung, die bisher nur erste zaghafte Schritte macht (ich meine sowohl Chiphersteller als auch Softwarehersteller.).

[Hero]

Ich hatte zugesagt, meinen Bau zu dokumentieren. Das konnte ich leider nicht wirklich tun. Das war eine echte Herausforderung für mich. Insbsondere das Löten hat nicht wirklich gut funktioniert. Meine Augen und die Koordination haben abgebaut, bin eben keine Dreißig mehr.

Er funktioniert zwar, zeigen mag ich ihn aber nicht ohne seine Verpackung. 

Ich hatte zuletzt das Rare-Parts-Parcel von @Boehri_de bestellt. Dabei das Si22G, welches ich dann verbaut habe. Zusätzlich habe ich ein bereits geflashtes Heltec-Wifi-32-Modul bestellt.

Foto von den Teilen (ohne-Rare-Parts):
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Die Konfiguration war nicht einfach. Mein Handy hat mich immer wieder von der config.page geworfen. Am Ende musste ich immer wieder eine Adhoc aufbauen, auch, weil die Konfiguration das Auth-Passwort für den Login nicht angenommen hat. Wird entweder nicht gespeichert oder ich verwende den falschen Benutzernamen, k.A. Habe nach dutzenden Versuchen aufgegeben, es darüber zu versuchen. Immerhin ließ sich die Melodie, das Ticken usw. abschalten und auch das Wifi funktioniert.

Hier das angebrachte Dosimeter:
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Auf dem Foto zu sehen ist die 5V-Dose (links). Darin ist auch ein Feinstaubsensor (SDS011) und ein Sensor für Wetterdaten (BME280) verbaut. Rechts das Rohr mit dem Dosimeter. Regen bekommt er da leider nicht ab. Dafür hätte ich ihn der Sonne aussetzen müssen, was ich nicht wollte. Habe in meinem Baumarkt kein H40-Rohr bekommen, musste auf HT40 ausweichen, was etwas dunkler ist und eine größere Wandstärke hat.

Er sendet Daten. Allerdings misst er mehr Strahlung, als eigentlich da sein sollte. Die CPM liegen zwischen 60 und 100. Auch mal bisschen drüber oder drunter. Über die Konfiguration ist es wohl möglich, diesen Messfehler per Multiplikator zu korrigieren. Da werde ich mit @Boehri_de noch Kontakt aufnehmen.

Ich habe gleich Teile für zwei MultiGeiger bestellt, werde dann demnächst auch die zweite Platine bestücken und das dann evtl. dokumentieren. Erstmal habe ich genug vom Löten.

[Henri]

Herzlichen Glückwunsch!!   

Ist schon OK, dass Du Deine Lötkünste nicht öffentlich machen möchtest. Hauptsache, es funktioniert! 

Die etwas erhöhte Zählrate verwundert nicht, das Zählrohr ist ja direkt an der Wand, das heißt alles was an Radioaktivität in den Baustoffen drin ist, strahlt da perfekt ein. Auf der anderen Seite schirmt die Wand im "Ereignisfall" die Hälfte der dann auftretenden Strahlung weitgehend ab, von der 360° "Rundumsicht" verlierst Du 180°.

Das mit der Sonne könnte ein Problem sein. Du solltest auf jeden Fall mal überprüfen, ob das Zählrohr Temperaturgang hat. Die meßtechnische Ausstattung hast Du ja schon auf dem Balkon :-)

In der Sonne kann man so ein Rohr auch einigermaßen kühl halten. Die einfache Variante: selbstklebendes Aluband rumwickeln, und ggf. oben und unten Löcher rein für den Luftaustausch (dann kommen allerdings auch die Insekten). Die etwas aufwändigere: außen noch ein weiteres Rohr mit größerem Durchmesser drum herum setzen. Wenn sich dieses aufheizt, entsteht durch Konvektion ein starker Luftzug im Zwischenraum, der das innere Rohr sehr zuverlässig kühlt. Wenn Du dieses dann noch mit schwarzer Farbe bestreichst, kann es seine Wärme noch effektiver an die vorbeistreichende Luft abgeben.

Also ich würde mir an Deiner Stelle noch einen besseren Standort suchen, und wenn es nur außen am Balkongeländer ist. Und auf jeden Fall regenexponiert. Von einer Hauswand, die von kontaminiertem Regen nass wird, gelangt ja auch ein gewisses Maß Strahlung zum Zählrohr, aber nur wenn es ausreichend Abstand hierzu hat. Je größer der Abstand, desto mehr von der Wand "sieht" es.

Viele Grüße!

Henri

[DG0MG]

Oha - prima!

Allerdings misst er mehr Strahlung, als eigentlich da sein sollte. Die CPM liegen zwischen 60 und 100.

Hast Du mein Experiment in Beitrag #24 gelesen?

Bei zweiten Aufbau könntest Du ja dann erstmal ohne Zählrohr einschalten und schauen, ob sich das wie bei mir verhält.