半田付けしてます

よくわからないまま半田付けしてます

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とりあえず、ガイガーカウンタできました

はい、というわけで、なんとか組みあがりました。

こんな感じです。

s_DSCN1319.jpg

s_DSCN1320.jpg

回路図01

■■AVR用C言語ソースファイル 液晶ライブラリつき■■53kバイト
(対象をファイルに保存で、拡張子をZIPに変えて解凍してみてください
このバージョンでは、3秒平均と1分平均を表示するようになってます。
※この数値はかなりいい加減ですw 裏も取ってませんw 多分間違ってますw
修正等はお任せします。
)



仕様



液晶表示
単三乾電池2本駆動 昇圧5V駆動
LED点灯
圧電ブザー
簡易cpm→μSv/h

ハマったポイント



ハード面

高圧出力が400Vなんですが、マイコンのコンパレータで電圧監視しようとしたんですが
なんとなく50Mと100kくらいで分圧すれば、観測できるかと思いましたら
メガΩくらいでは、電力を吸い取ってしまい、観測するどころか
電圧降下してしまい、電圧を維持しようとすると電力浪費をして
乾電池があっという間になくなってしまいましたw。
ここらへんがわからなくて、しばらくハマってました・・・。

で、オシロスコープの高圧プローブ(100M)でもダメで、当てた瞬間は
400Vくらい出るんですが、その後100Vくらいまで低下します。
で、その400Vも正味の400Vじゃないですよねぇ。
プローブの電圧を上げるのに装置の方のエネルギーを使ってるわけですから・・・。

ギガΩの抵抗器を充てたとしても、その分圧でコンパレータが動くのかと・・w
とりあえず、なんか動く昇圧トランスの巻き数にして動かしてます。
これがあるんで、MAXIMのアプリケーションノートの回路は
昇圧途中の電圧を測って良しとしてるんですねぇ。
ということで、昇圧と電圧管理は、トランス一発より、チョッパ昇圧+コッククロフトに落ち着くみたいですねぇ・・・。
しかし、ちゃんと400Vなのかなあw

・乾電池アプリケーション

乾電池2本という縛りはキープなので、2~3Vです。
で、1.8Vでも動くtiny2313Vを使おうと思ったんですが
昇圧トランスの件もあり、DC-DCコンバータを使って
5Vまで昇圧しました。こうするとトランスも楽になります。
あと、DC-DCコンバータを使うと、乾電池をギリギリまで吸い取って動きますので
経済的かもですw
で、現在、テスターを割り込ませて電流を測ってみますと30mAくらいですかねぇ。
乾電池だと1日もたないです。
まだ絞れるんで、いろいろやってみますが
市販品に迫ろうとすると相当大変そうw

・液晶接続
前に使った300円一行液晶です。
マイコンの接続で半田がブリッジしてて動かなくてハマりましたw
半田付けしたあとのチェックしてなかったんでこうなるんですねぇ。
配線数が多いのでちゃんと確認しないといけませんね。やはりw


・ソフト面
マイコンにやらせているのは
・昇圧トランスパルス生成
・表示値計算
・線量、タイマカウント
・ブザー発振
・液晶制御
・内部オシレータ8M発振


例により、100円マイコンTiny2313とwin-AVRとAVRSTDIO4です。
あ、AVRSTDIO5出たんですよね。入れなきゃ。

液晶つなげると、ポートが埋まっちゃうので操作ボタンがありませんw

cpmとuSvの切り替えとLED照明ボタンくらいつけないとなあと思いつつ・・。
あと、お約束の時計表示もないとそれっぽくないですよねぇ・・。
となると水晶はつけないといけないのでポートAは空けてあるんですが。

やっぱ、上のクラスの足の多い奴でSMDな方がいいですね。

ハマったポイントは
小数点が絡んだ計算ですか。

今回は、16ビットに0.00668を掛ける計算ですね。
これ、フツーにcで

*= 0.00668;

とかやると、いきなりコードが爆発増加してメモリに入らなくなりますw
浮動小数点だとこうなりますねぇ。

こういうとき常套手段とかあるんでしょうけどよくわかりませんので
文字列として処理しましたw

* 0.00668;


* 668 / 100000;

668を掛けた後は、ケタ操作となるところがミソですね。
整数掛け算なら、メモリは食わないので。
なんですが、Cで文字列操作ってのもなんだか微妙ですねw
配列に操作なんですが、最近の言語みたくシフトとかできないんで
for文回したりしてます。
なんかスマートじゃないなあ・・。

てことで、現在80%。

あとは、省電力コード入れたらおしまいかなあ・・・。

追記

いろいろいじってみたんですが、
乾電池端子での電流値は20mAくらいで限界っぽいです。
tiny2313の8MHzでの5V駆動時の消費電流は6mA + ガイガー管駆動電力等々で4mAとして
昇圧前の3Vだと5÷3で、1.67倍で17mAくらいですかあ・・・。

マンガン乾電池は1000mAHくらいらしいですので、20で割ると50時間ですか。
二日強。とてもとても市販品に適わないですねぇ・・・。

あとは、LEDを廃止、マイコンの駆動周波数を下げるとかですかね。
駆動電圧の低減は・・・ちょっと考えないとマズいですねぇw
3.3V・・・。LCDが動くかなあ・・。

となってくると、電卓から取り出した液晶が光ってくるんですよねw
さあ・・・どうするか・・。

追記2

で、クロックを1MHzに落としてみました。
コードの中の時間にかんする値をいろいろいじりまして
あとは、フューズビットのCKDIV8をONと・・。

うーん。15mAですか。

あんまし変わらないですねぇ。

試しに、CPUのVCCにテスターを挟んでみましたら
1.6mA!!
データシート通りのpicoWattっぷりですねぇ。

あとは・・・なんですかねぇ。
液晶は2~3mAらしいです。
どっか変なトコ接触してるかなあ・・。

うーんうーんwww
まあ、もういいっかなあ・・w







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テーマ:電子工作(`・ω・´) - ジャンル:趣味・実用

  1. 2011/05/09(月) 15:11:40|
  2. ガイガーカウンターの製作
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:10

とりあえず、組みながらあれこれ

はい。というわけで、簡単そうで簡単でないガイガーカウンタですw

ちゃちゃっと組み上げてしまえばいいんですが、あーだこーだしてるうちに
なぜか、違うものになってたりw

昇圧トランスでハマる

乾電池2個ですから、2~3Vなわけですから
それを400Vまでひっぱりあげるわけですから
200倍以上にしてやらないといけないわけです。

トランスコアはH5AEP10-Z 189円(内税)です

TDKのこのシリーズでセイコーSHOPで一番小さかった奴です。
巻き線は0.12mmです。
で、1次側を8本束にしたのを1ターンしまして
2次を適当に250回巻きました。
小さいので、層間テープもテキトーでした。

何か変w

スレッショルドが1.5Vくらいの低onのFETが手持ちでありましたので
これを1次側の下に繋ぎまして、マイコン直でPWMをかけます。

計算も何もしてませんでしたので、周波数も100kくらいからとか
適当にやりました。

通電一発目、2次側電圧をオシロで観察してますと
パーンと800Vまで上がって、おお?
とかやってますとストンと落ちて200Vくらいをウロウロします。

なにこれ。

一体、どこで何がおきているんでしょうw

某2ちゃんねるの掲示板ではフィルムつきレンズの昇圧回路を流用なんかが
ポピュラーでガチだったりするんですが、トランス巻き巻き好きなので
やってみたんですが、また、何か魔物が潜んでいそうですwwww

リークしまくりの模様

で、何度も解いては巻きなおししたりしてあーだこーだしました結果
層間でリークしまくりの模様です。

2次側巻き始めから巻き終わりまでは単純に400V以上はあるわけですから
UEWの皮膜だけでは絶縁できないようです。
以前CDIのコイル巻きの時は、通す電力がそれなりだったので
用心して絶縁はしっかりしてたんですが
今回は、油断しておりヌルかったですw

ということで、あちこち、テープ貼りまくり

1次側との絶縁はもちろん、2次側の巻き始めのボビンを横切るところも
しっかりテープを貼りまして絶縁します。
で、今回、ボビンの巻き代が2.5mmくらいしかないので層間テープも
間引いて入れてたんですが一層ごとにマジメに入れますw
巻き方もキレイにします。

だがしかし、まだ何か変w

システムの電流を見てみますと現状80mAくらい流れてしまっているんですね。
マイコンが20mAくらい食ってるんですが、あと60mAですよね。
なんなんでしょう・・・。

参考にしているのは、秋月のキットなんですが
あっちは、無検出時、500uAしか食わないんですねぇ。
ただ、秋月は006P電池ですので、9Vです。こっちはワースト2Vなんで
こっちは4倍流してもイーブンなわけですね。

ということは、現在、秋月換算だと20mAですかあ・・・。

まだ多いですねw

秋月の高電圧側整流ダイオードは4kVのFRD使ってるんですよねぇ。
ここが大きいのかなあ。
あと、トランスを巻く時に、素手で巻くと
よろしくないという説もあり。
汗の塩分とかがリークの原因になるんでしょうか。

乾電池2本を使い切る

ということなので、最低駆動電圧2.7VのTiny2313を考えてましたので
昇圧コンバータを入れまして電池電圧2Vまで、ちゃんと使おうと考えました。

じゃあDC-DCコンバータですね。どうやるんでしょう。

ここらへんて、なにやら熱いです。

ハンドヘルドなガジェッツとか低電圧な流れとかで
6MHzの駆動周波数でSPIインタフェースを持った
電力素子内蔵の電源ICとかw
SPIで何をコマンドするんでしょうか・・。

ま、とりあえず、5Vに昇圧できて、安定化できれば
いいだけなんですけど。

CMOSの555の手持ちが腐ってますので
これ使いたいなあということでちょっとブレッドボードで
手巻きインダクタ(またですw)とトランジスタ組み合わせて、周波数をいろいろかえてみましたら
170kHzくらいでバイーンと出力がきました。

それではと、GM管インバータ回路をつなぎまして5Vくらいで
ドライブしてみますとなんかいい感じで400V供給できますね。

CMOS555は1.5Vから動きますので、乾電池アプリケーションにはこれ使えますね。
ただ、効率は前述の専用ICには逆立ちしても適いませんがw

で、ふと、気づいたんですが
tiny2313の低電圧版でtiny2313Vが、1.8V4MHzで動くんですよね。
秋月で100円です。

したら、555使わなくてもいいですよね。2313VのタイマーでPWMかければ。

ということで、また555がお蔵入りですがw

で、肝心の放射線ですが、空間線量は落ち着いてきており
せっかく作ってもあんまり意味なさそうですねぇ。
まあ、とりあえず、作りますけどw







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  1. 2011/04/28(木) 14:57:48|
  2. ガイガーカウンターの製作
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

はい、とうわけで、ガイガーカウンター作ります。

はい、とうわけで、ガイガーカウンター作ります。

ガイガーミュラー計数管というものを使います。
最近では、半導体センサーを使ったものが最新となりますが
素人がテキトーに作るには、上記のものが都合がよろしいかと。

で、ガイガー管ですが、入手が現在非常に困難です。
国内のメーカーでは浜松ホトニクスという会社が製造していましたが
作る職人がやめちゃったので製造中止とかホントかどうかしりませんが
とりあえず、国内では製造してないようです。

ソ連製ガイガー管

ebayをgeiger tubeで覗きますと
なにやらでてきます。
単独でネットショップをやってるところもありますねぇ・・。
キットの補修品として出してるところもありますね。
オーストラリアのネット電子ショップは米、LND社の管ですかね。

どうも、ガイガー管というのは最近では、ただのコレクションアイテムと化しているようで
眦吊り上げて被曝してるかどうか見るようなものではないようです。
ところが、そこへきて、この騒ぎ。
こないだまで500円くらいのものが、あれよあれよという間に3000円とか跳ね上がり
なかなか経済のダイナミズムを体感しましたw

そんな風につらつら眺めてましたが、ロシアンな奴が
作りやすそうってのと、入手製がよさそうなので
はじめてebayでSBM20とSI3BGをポチってみました。
支払いはPayPalでクレジットです。
ロシア共和国からエッチラオッチラ運送中です。

要求電圧は400V

で、このガイガー管というものですが
ネオンとかアルゴンとかを封止したところへ
高電圧をかけた電極を向かい合わせておきますと
放射線が入ってきますと雪崩電流とかが流れまして
放射線がきたことを検知できるようです。

まあ、電子工作的には、ビリビリびっくり箱と大差ないわけです。

電源は電池

あっちこっち持って歩きたいので電池電源ですねぇ。
ユルい回路ですと、すぐ電池がなくなってしまいます。


昇圧方法

で、高電圧をどうやって得るかというと
・コッククロフト整流昇圧回路+チョッパー電源
・トランスで高比率昇圧

があるようです。
コッククロフトは、いい感じのコンデンサーがなかったので
トランスで昇圧してみます。

トランス

で、乾電池といっても、9P電池ですといまいち簡単で面白くないです。
なので、単三2本で行ってみます。
変動が3Vから2Vとなります。
2Vから400Vまでひっぱりあげないといけません。
単純に1:200になりますが。
んで、更に、今回は極小のトランスを使ってみたいです。
で、セイコーSHOPでいろいろお取り寄せしてみました。

http://hi-seiko.shop-pro.jp/?mode=cate&cbid=428971&csid=0

EERシリーズ
EPシリーズ
EPCシリーズ

のそれぞれ一番小さい奴を頼みました。

とりあえず、EPシリーズのH5AEP10-Zのボビンに巻いてみます。
が。手持ちのワイヤーは0.12までです。
100ターンおきに層間テープ入れながら巻いていきますと400ターンが限界っぽいです。
1次側は3本束ねて2ターンです。

トランス01
ちっこいですねー。

トランス02
上から見たところ

トランス03
2次側をめいっぱい巻きまして、コアを閉じたところです。
このセットは、コアが覆いかぶさるような構造です。
メリットは・・・知りませんwww

で、適当にマイコンと1815でドライブしてみますと
電池が元気なうちは
2時側整流後、オープンでオシロスコープをつないでおいて400Vは来ますね。
でも、ヘタってくると、400割りますねぇ・・・。
もう少し欲しいです。
でも、もう巻けませんw

なので、1次側を減らさないといけません。

2ターンを1ターンですか?w

トランスの巻き方よく分からないんですが
ちゃんと誘導するんですかねぇ・・・。

1ターンなら2次側は200ですから余裕で巻けますが・・。

ということで思案中です・・・。



  1. 2011/04/11(月) 15:12:57|
  2. ガイガーカウンターの製作
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