Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Advanced Search
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Licznik Geigera z rejestratorem

maciej_333 30 Mar 2014 23:15 16626 21
Computer Controls
Reply Cool? Ranking DIY | New topic
Notify about new articles
  • Licznik Geigera z rejestratorem

    Chciałbym zaprezentować prosty licznik Geigera, jaki ostatnio wykonałem. Urządzenie oparte jest o powszechnie znaną radziecką tubę STS-5. Lampa ta jest ciekawa, ponieważ jest stosunkowo czuła.
    Jako element sterujący zastosowałem mój ulubiony mikrokontroler rodziny 8051 typu AT89C2051 z typowym rezonatorem kwarcowym 12MHz. Oprogramowanie zostało napisane w całości w asemblerze. Program zajmuje ok. 1200B wliczając w to dość długie tablice (ok. 400B), jakie występują w kodzie. Poniżej przedstawiony został schemat urządzenia.
    Licznik Geigera z rejestratorem
    Do portu P1 dołączony został moduł multipleksowanego wyświetlacza LED, który kiedyś zakupiłem na powszechnie znanym portalu aukcyjnym. Wyświetlacz przerobiono w taki sposób, by możliwe było sterowanie pozycją przecinka. Przecinek przy ostatniej pozycji pełni funkcję wskaźnika czasu bramkowania (GATE). Starszy półbajt portu dołączony jest do układu dekodera kodu BCD ba kod siedmiosegmentowy (7447). Młodszy zaś do dekodera kodu BIN na kod 1 z n (74145). Połączenia wewnątrz modułu są dosyć dziwne. Okazuje się, że dwa najmłodsze wyjścia nie są dołączone do tranzystorów załączających wyświetlacze. Wynikałoby z tego, że linia A' mogłaby być dołączona na stałe do masy, ale zauważyłem ten fakt dopiero po wykonaniu połączeń. Wyświetlacze (wspólna anoda) dołączone są kolejno od lewej (najstarsza pozycja) do prawej (najmłodsza pozycja), względem kolejnych wyjść 74145. Wyniki pomiarów są przesyłane za pośrednictwem UART'u AT89C2051. Wykorzystano tu przepływność 4800b/s 8N1. Negacja i konwersja poziomów napięć zrealizowana za pomocą tranzystorów. Mimo poziomów TTL konwerter USB/RS232 prawidłowo rozpoznaje wysyłane bity. Z zastosowanym kwarcem błąd nastawy przepływności wynosi 0,16%. Jest to całkowicie pomijalne. Tuba STS-5 zasilana jest z prostej przetwornicy samowzbudnej. Pobór prądu przez tą przetwornicę to ok. 10mA. Konieczne jest jednak dobranie częstotliwości pracy do posiadanego transformatora. W moim przypadku jest to transformator, który stanowił sprzężenie zwrotne w starym zasilaczu impulsowym. Dowinąłem tu tylko kilka zwojów jako uzwojenie sprzężenia zwrotnego. Namiastkę stabilizacji, która tu i tak jest wystarczająca zapewnia dodatkowy tranzystor. Tuba STS-5 pracuje w typowym układzie. Układ formujący stanowi kolejny tranzystor. Impulsy dołączone są do przerwania zewnętrznego. W podprogramie tego przerwania zrealizowane są odpowiednie liczniki, które od razu zliczają w kodzie BCD. Ponadto z każdym impulsem wartość licznika jest zwiększana o taką wartość by nie było potrzeba wykonywać przeliczeń.
    Urządzenie pracuje w następujących trybach:

    TRYB0 - licznik impulsów do 999999
    TRYB1 - impulsy za 1s przeliczone na minutę - zakres 999999CPM
    TRYB2 - impulsy za 10s przeliczone na minutę - zakres 999999CPM
    TRYB3 - impulsy na minutę - zakres 999999CPM
    TRYB4 - dawka µSv/h - czas pomiaru 1s - zakres 9999,99µSv/h
    TRYB5 - dawka µSv/h - czas pomiaru 10s - zakres 999,999µSv/h
    TRYB6 - dawka µSv/h - czas pomiaru 1min - zakres 99,9999µSv/h

    Tryb wybierany jest za pośrednictwem klawisza, którego drgania odtłumione są za pomocą przerwań Timera (co 10ms). Licznik impulsów z TRYBU 0 pracuje cały czas nawet, gdy tryb ten nie jest wybrany. W TRYBIE 0 stan licznika nie jest przesyłany przez UART. Opis trybów podaje też zasadę pomiaru dawki. Wystarczy zliczać impulsy w pewnym czasie.
    Wyniki pomiarów przesyłane są jako znaki ASCII. Format przesyłanych wyników od razu układa wszystko w CSV (kolumny rozdzielone średnikami). Wystarczy włączyć funkcję "capture" w terminalu np. RealTerm i cieszyć się plikiem CSV, który można od razu zaimportować do Excela. Po załączeniu zasilania urządzenie pracuje w TRYBIE 0. Również w tym momencie wysyłane są informacje dotyczące trybów pracy i tekst powitalny. Urządzenie można sterować również zdalnie, za pomocą RS232. Wystarczy wysłać kod ASCII dla cyfry "0" (48d), by urządzenie przeszło w TRYB0. Analogicznie jest dla TRYBU1 i pozostałych trybów - wystarczy przesłać kod cyfry "1" (49d). Wysłanie kodu litery "k" (107d) powoduje wyzerowanie głównego licznika impulsów. Inne bajty są ignorowane.

    Pracę urządzenia prezentuje film:




    Dokonałem też pomiarów promieniowania emitowanego przez jakiś niewielki czechosłowacki woltomierz tablicowy. Wykonałem tu pomiary wielokrotne (ponad 100 pomiarów). Czas pomiaru wynosił 1s (TRYB 4) i 10s (TRYB 5).

    Podstawowe statystyki dla otrzymanych zbiorów są następujące:
    Czas pomiaru 1s (TRYB 4):
    Średnia = 103,32µSv/h
    Min = 87,32µSv/h
    Max = 121,73µSv/h
    Odchylenie standardowe = 6,24µSv/h
    Histogram i wykres zmienności dawki w czasie:
    Licznik Geigera z rejestratorem Licznik Geigera z rejestratorem

    Czas pomiaru 10s (TRYB 5):
    Średnia = 110,663µSv/h
    Min = 48,507µSv/h
    Max = 162,578µSv/h
    Odchylenie standardowe = 14,644µSv/h
    Histogram i wykres zmienności dawki w czasie:
    Licznik Geigera z rejestratorem Licznik Geigera z rejestratorem

    W drugim przypadku różnica pomiędzy wartością minimalną, a maksymalną powinna być niższa. Spodziewać by się też można mniejszego odchylenia standardowego. Nie potwierdza się to z uwagi na znaczne zmiany na początku serii. Wartość średnia jest jednak podobna. Na podstawie pomiarów wielokrotnych można już oszacować niepewność typu A z wybranym poziomem ufności. Można też pokusić się o założenie, że dane podlegają rozkładowi Gaussa.

    W załączniku znajdują się przykładowe pliki *.CSV, plik źródłowy programu i plik Intel HEX.

    Na koniec mogę już jedynie przedstawić pozostałe zdjęcia.
    Licznik Geigera z rejestratorem Licznik Geigera z rejestratorem Licznik Geigera z rejestratorem Licznik Geigera z rejestratorem Licznik Geigera z rejestratorem Licznik Geigera z rejestratorem
    Attachments:

    Cool? Ranking DIY
    About Author
    maciej_333
    Level 38  
    Offline 
    Has specialization in: programowanie
    maciej_333 wrote 3588 posts with rating 999, helped 432 times. Live in city Grudziądz. Been with us since 2003 year.
  • Computer Controls
  • #2
    Szymon Tarnowski
    Level 27  
    Jaki jest pobór prądu przez przetwornicę i czujnik? Czy dokładność pomiaru jest zależna w jakiś sposób od wartości napięcia lub jego wahań?
  • #3
    c4r0
    Level 36  
    Całkiem nieźle daje ten czechosłowacki woltomierz :) Masz jego zdjęcie? Pamiętasz jakie było oryginalne przeznaczenie tego wyświetlacza?
  • #4
    konrad92
    Level 15  
    Quote:
    TRYB4 - dawka µSv/h - czas pomiaru 1s - zakres 9999,99µSv/h

    Lampa STS-5, czyli zamiennik radzieckiej SBM-20 ma zakres pomiarowy mocy dawki do 1.4mSv/h. Powyżej tego progu impulsy wychodzące zaczynają nachodzić na siebie i wynik zaczyna być mocno przekłamany w dół.

    Podczas pomiaru promieniowania β nie podajemy wyniku w Sv, tylko w CPS/CPM. Natomiast jeżeli mierzymy same kwanty γ, lampę należy przesłonić odpowiednią grubością absorbenta wycinającego cząstki β i pełniącego rolę filtru wyrównującego ch-kę energetyczną czułości pomiaru dla kwantów γ i X.
  • #5
    kicked
    Level 12  
    Stosowanie TTLi przy bateryjnym zasilaniu to jakieś nieporozumienie...
    Na dodatek cały port zmarnowany na sterowanie kilku wyświetlaczy.
  • Computer Controls
  • #6
    maciej_333
    Level 38  
    Szymon Tarnowski wrote:
    Jaki jest pobór prądu przez przetwornicę i czujnik? Czy dokładność pomiaru jest zależna w jakiś sposób od wartości napięcia lub jego wahań?

    Podałem, że przetwornica pobiera ok. 10mA. Zależy to jednak bardzo od doboru częstotliwości pracy. Przy źle dobranej częstotliwości pobór prądu wynosił nawet 50mA. Pobór prądu przez tubę jest znikomy. Jeżeli przyjąć, że w momencie przejścia cząstki lampa stanowi zwarcie, to płynie przez nią prąd ok. 42µA. Jeżeli przyjąć, że czas trwania impulsu to 200µs i mamy tu 100 impulsów na sekundę, to średni prąd lampy wyniesie 0,84µA. Przy znacznej pojemności (22nF) po prostowniku takie impulsy nie mają właściwie znaczenia dla obciążenia przetwornicy.
    Liczba impulsów jest zależna od napięcia zasilania. Charakterystyka lampy jest podana poniżej:
    Licznik Geigera z rejestratorem
    Pokazuje ona jak zmienia się liczba zliczonych impulsów przy stałym promieniowaniu i zmianach napięcia zasilania. Vp to tzw. napięcie inicjacji poniżej jego tuba nie pracuje (280 – 330V). V1 to napięcie minimalne (360V). Poniżej V1 zliczymy mniej impulsów niż było faktycznie. V2 to napięcie maksymalne (440V). Powyżej tego napięcia impulsy nie pojawiają się pojedynczo, tylko seriami. Zliczymy więcej impulsów niż było faktycznie. Pomiędzy V1 i V2 znajduje się tzw. zakres Plateau lampy (długość ok. 80V). Nachylenie Plateau wynosi jedynie 0,125%/V. Zatem ze zmianą napięcia o 1V liczba impulsów zmienia się o 0,125%. Jest to w moich zastosowaniach pomijalne. Widać teraz dlaczego przyjąłem napięcie zasilania 420V. Takie napięcie leży bezpiecznie daleko od V2 i V1. Pozwala się to zabezpieczyć przed zmianami napięcia zasilania.

    c4r0 wrote:
    Całkiem nieźle daje ten czechosłowacki woltomierz Smile Masz jego zdjęcie? Pamiętasz jakie było oryginalne przeznaczenie tego wyświetlacza?

    Nie mam akurat jego zdjęcia. Trudno też powiedzieć jakie było jego zastosowanie. Widać, że jest to dosyć solidny element. Pomiary wykonywałem ze zdjętą obudową woltomierza. Bez tego i tak było ok. 4,5µSv/h. Ciekawe też co zawiera w nim dodatki promieniotwórcze. Jego wskazówka nie świeci w ciemności.

    konrad92 wrote:
    Cytat:
    Quote:
    TRYB4 - dawka µSv/h - czas pomiaru 1s - zakres 9999,99µSv/h


    Lampa STS-5, czyli zamiennik radzieckiej SBM-20 ma zakres pomiarowy mocy dawki do 1.4mSv/h. Powyżej tego progu impulsy wychodzące zaczynają nachodzić na siebie i wynik zaczyna być mocno przekłamany w dół.

    Podczas pomiaru promieniowania β nie podajemy wyniku w Sv, tylko w CPS/CPM. Natomiast jeżeli mierzymy same kwanty γ, lampę należy przesłonić odpowiednią grubością absorbenta wycinającego cząstki β i pełniącego rolę filtru wyrównującego ch-kę energetyczną czułości pomiaru dla kwantów γ i X.

    Jest to słuszna uwaga. Trzeba jednak zauważyć, że taki zakres jest wyłącznie teoretyczny. Podyktowane jest to zwyczajnie zakresem licznika. Co do CPS/CPM, to są dostępne również takie tryby.

    kicked wrote:
    Stosowanie TTLi przy bateryjnym zasilaniu to jakieś nieporozumienie...
    Na dodatek cały port zmarnowany na sterowanie kilku wyświetlaczy.

    Miałem akurat taki moduł. Uznałem, że lepiej go zastosować, niż tworzyć własny moduł tego typu. Wymiana układów TTL na CMOS jest trudna, bo nie będzie zgodności wyprowadzeń. Wyświetlacz zajął cały port, ale nie jest on do niczego innego potrzebny. Ten mikrokontroler ma i tak za dużo wyprowadzeń, jak do tego projektu, ponieważ dwie linie zostały wolne. Nie wiem w jakim celu dołączać wyświetlacz przez np. I2C, skoro i tak większość linii pozostałaby wolna.
  • #7
    c4r0
    Level 36  
    maciej_333 wrote:
    Ciekawe też co zawiera w nim dodatki promieniotwórcze. Jego wskazówka nie świeci w ciemności.
    Jeśli nie wskazówka to cała tarcza może być świecąca w ciemności, a poza tym może być tak że ze starości to co miało świecić praktycznie już nie świeci ale dalej emituje znaczne promieniowanie.
  • #8
    konrad92
    Level 15  
    Quote:

    Ciekawe też co zawiera w nim dodatki promieniotwórcze. Jego wskazówka nie świeci w ciemności.

    Po tylu latach farba nie musi już świecić w ciemności, gdyż luminofor wypalił się a sole Ra-226 będą promieniotwórcze jeszcze przez 1500 lat.

    Quote:
    Pomiary wykonywałem ze zdjętą obudową woltomierza

    Tutaj przestrzegam!! ze względów bezpieczeństwa nie ściągaj obudowy wskaźnika a tym bardziej nie dotykaj farby.
    Już tłumaczę:
    Po pierwsze to wydzielający się wskutek rozpadu gazowy Rn-222 którego wdychanie nie należy do najzdrowszych ;) 2. Farba pod wpływem wieku staje się bardzo krucha i jej niewielkie kawałki są porozsiewane po całym wnętrzu. Po otwarciu wskaźnika to wszystko się wysypuje i... Sole Ra 226 są silnie radiotoksyczne a po wniknięciu organizmu (np. przez skórę) bardzo lubią zamiast wapnia wbudowywać się w kości, co może być kłopotliwe. Miałem podobną sytuację, dlatego przeleć sobie stół lampą uv i sprawdź czy nic nie świeci.

    Co do układu to zakres pracy powinien mieścić się w Pletau lampy, powyżej następuje efekt lawinowy. Ważne jest też to, żeby impulsy były jak najkrótsze.
  • #10
    c4r0
    Level 36  
    Samo promieniowanie w zasadzie w tym przypadku jest nieszkodliwe, ale jeśli pył z tej farby nabierzesz na paluchy a potem np. zjesz sobie jabłko to już gorsza sprawa. Dlatego trzeba uważać. Podobnie jest ze skażeniem promieniotwórczym np. w Czarnobylu. Samo promieniowanie otrzymane w czasie przebywania tam to mały pikuś ale wszystko jest tam zapaćkane izotopami promieniotwórczymi które łatwo mogą przedostać się do organizmu jak się nie uważa.
  • #11
    cefaloid
    Level 33  
    maciej_333 wrote:
    konrad92 wrote:
    Cytat:
    Quote:
    TRYB4 - dawka µSv/h - czas pomiaru 1s - zakres 9999,99µSv/h


    Lampa STS-5, czyli zamiennik radzieckiej SBM-20 ma zakres pomiarowy mocy dawki do 1.4mSv/h. Powyżej tego progu impulsy wychodzące zaczynają nachodzić na siebie i wynik zaczyna być mocno przekłamany w dół.

    Jest to słuszna uwaga. Trzeba jednak zauważyć, że taki zakres jest wyłącznie teoretyczny. Podyktowane jest to zwyczajnie zakresem licznika. Co do CPS/CPM, to są dostępne również takie tryby.


    Niestety nie jest to słuszna uwaga. Jest oba kompletnie błędna. Wynik zaczyna być mocno przekłamany już powyżej 100uSv/h - i powyżej tej granicy trzeba stosować nieliniową poprawkę na czas martwy lampy. Dlatego większość "ruskiego" sprzętu kończy wię na 100uSv/h.

    Tutaj są stosowne wzory z uzyciem których łatwo mozna wykazać że przy 1mSv/h liczba impulsów z tej lampy jest już zaniżona kilkuktornie, zaś powyżej 1.4mSv/h poprawka ta lawinowo narasta i zaczyna się totalna "zgadywanka" jakie jest faktyczne natężenie promieniowania.

    Ale to wczale nie oznacza że dopiero powyżej 1.4mSv/h impulsy na siebie "zaczynają" nachodzić! One wtedy zaczynają już tak straszliwie nachodzić na siebie że pomiar jest pozbawiony sensu.

    Twój detektor daje wiarygodne wyniki tylko w pierwszym zakresie. Drugi zakres, to mocno lub bardzo mocno zaniżone wskazania. Trzeci to totalna abstrakcja i to nie tylko z powodu faktu że żadna lampa tak szybko nie działa - ale również dlatego że Twój program też tak szybko nie działa bo nie ma takiej możliwosci. Zrób w zakresie drugim korektę czasu martwego i pozbądź się trzeciego, kompletnie abstrakcyjnego zakresu. Aby uniknąć skomplikowanego obliczania korekty czasu martwego możesz "pociąć" wskazania na zakresy i zapisać im gotowe współczynniki do tablicy.

    Wracając do "teoretycznego" 9999,99µSv/h ≈ 10msV/h...ciężko to widzę:
    O ile dobrze liczę to 10mSv/h odpowiada częstotliwości impulsów około 25kHz.
    Czyli 480 taktów zegara (12MHz) - cykl maszynowy w 8051 to 12 taktów zegara a więc jeden impuls masz co 15 taktów. Niektóre rozkazy wymagają 2 taktów, więc przyjmę 1,5 taktu na instrukcję. A więc impuls co 10 rozkazów - toż ten program nawet nie zdąży dobrze odłozyć zmiennych na stos w takim czasie.
  • #12
    maciej_333
    Level 38  
    cefaloid wrote:
    Twój detektor daje wiarygodne wyniki tylko w pierwszym zakresie. Drugi zakres, to mocno lub bardzo mocno zaniżone wskazania. Trzeci to totalna abstrakcja i to nie tylko z powodu faktu że żadna lampa tak szybko nie działa - ale również dlatego że Twój program też tak szybko nie działa bo nie ma takiej możliwosci. Zrób w zakresie drugim korektę czasu martwego i pozbądź się trzeciego, kompletnie abstrakcyjnego zakresu. Aby uniknąć skomplikowanego obliczania korekty czasu martwego możesz "pociąć" wskazania na zakresy i zapisać im gotowe współczynniki do tablicy.

    Mogę tak zrobić, ale to może w przyszłości. W programie nawet da się to zrobić dość łatwo. Ponadto mam jeszcze dużo wolnej pamięci FLASH. Nie bardzo rozumiem dlaczego wyniki miałyby być gorsze na zakresach z większym czasem pomiaru (bramkowania) ? Zgodnie z teorią pomiaru częstotliwości jest dokładnie odwrotnie. Można wykazać, że dłuższe czasy pomiaru pozwalają uzyskiwać znacznie mniejsze błędy.
    Powiedzmy, że mamy jakąś dawkę promieniowania. Jeżeli teraz będzie ona na tyle mała by wspomniany tu przez kolegę czas martwy był pomijalny, to na kolejnych zakresach błędy będą mniejsze. Można to wykazać szacując niepewność typu A.

    cefaloid wrote:
    Wracając do "teoretycznego" 9999,99µSv/h ≈ 10msV/h...ciężko to widzę:
    O ile dobrze liczę to 10mSv/h odpowiada częstotliwości impulsów około 25kHz.
    Czyli 480 taktów zegara (12MHz) - cykl maszynowy w 8051 to 12 taktów zegara a więc jeden impuls masz co 15 taktów. Niektóre rozkazy wymagają 2 taktów, więc przyjmę 1,5 taktu na instrukcję. A więc impuls co 10 rozkazów - toż ten program nawet nie zdąży dobrze odłozyć zmiennych na stos w takim czasie.

    Na tej stronie podano, że 27 impulsów/s = 10µSv/h. Wg tego pracuje mój program. Zatem dla 9999,99µSv/h mamy 26999,973Hz ≈ 27kHz. Program pracował dobrze z częstotliwościami do ok. 10-15kHz, co testowane było generatorem funkcji. Zatem ten "zakres" to tylko maksymalna wartość licznika.

    Należałoby zatem dodać korekcję czasu martwego i podać mniejsze zakresy. Ponadto należałoby sygnalizować ich przekroczenia - zliczenie zbyt dużej liczby impulsów w jakimś czasie.

    [edit]
    Dla jednego z moich pomiarów miałem 122,729µSv/h dla czasu pomiaru tr=10s. Wychodziłoby z tego, że musiałem zliczyć jakieś C=331 impulsów. Zatem zgodnie ze wzorem (6):
    N = n / (1 - nT)
    n = C/tr = 331imp/10s = 33,1imp/s
    T = 190µs (czas martwy)
    Zatem N ≈ 33,309imp/s, przeliczając teraz to na dawkę wyjdzie 123,368µSv/h. Błąd wyniesie jakieś 0,5%. Nie wiem czy to ma jakiś głębszy sens. Może się przydać przy znacznie większych dawkach jak mierzone w moich eksperymentach.
  • #13
    cefaloid
    Level 33  
    maciej_333 wrote:
    Nie bardzo rozumiem dlaczego wyniki miałyby być gorsze na zakresach z większym czasem pomiaru (bramkowania) ?

    To oczywiście nieporozumienie - wyniki są gorsze dla wyższych natężeń promieniowania, a nie dla dłuższego czasu akwizycji.

    maciej_333 wrote:
    Program pracował dobrze z częstotliwościami do ok. 10-15kHz, co testowane było generatorem funkcji. Zatem ten "zakres" to tylko maksymalna wartość licznika.

    Przy następnej konstrukcji można więc zmniejszyć zegar do tak niskiego by program wyrabiał się ze zliczaniem do kilku kHz bo więcej i tak lampa nie wyciągnie. Pomoże zmniejszyć pobór prądu co razem z wyświetlaczem LCD i dobrą przetwornicą pobierającą <1mA pozwoli się zamknąć w kilku mA.

    maciej_333 wrote:
    Dla jednego z moich pomiarów miałem 122,729µSv/h dla czasu pomiaru tr=10s. Wychodziłoby z tego, że musiałem zliczyć jakieś C=331 impulsów. Zatem zgodnie ze wzorem (6):
    N = n / (1 - nT)
    n = C/tr = 331imp/10s = 33,1imp/s
    T = 190µs (czas martwy)
    Zatem N ≈ 33,309imp/s, przeliczając teraz to na dawkę wyjdzie 123,368µSv/h. Błąd wyniesie jakieś 0,5%. Nie wiem czy to ma jakiś głębszy sens. Może się przydać przy znacznie większych dawkach jak mierzone w moich eksperymentach.


    Zaraz zaraz...
    27 impulsów/s = 10µSv/h ----> 122,729µSv/h daje 331 impulsów na sekundę a nie na 10s stąd nie możesz tego dzielić przez 10. I dlatego wyszło tylko 0,5% podczas gdy powinno około 7%. No ale czy 0,5% czy 7% to mało dlatego też nie proponowałem korekcji dla pierwszego zakresu.
    Licznik Geigera z rejestratorem
    Ale już dla zakresu nr 2 ma to sens co pokazuje tabelka. Rejestrowane 1000uSv/h to już ok 2000uSv/h faktyczne czyli przekroczone maksimum tej lampy. A powyżej zaczyna się totalna masakra. Swojego czasu miałem okazję zweryfikować ten wzór z praktyką w laboratorium i dość dobrze pozwala on skorygować wpływ czasu martwego lampy którą zastosowałeś.

    Oczywiście dla amatora zakres do 100uSv/h spokojnie wystarcza więc mozna się nie bawić. 100uSv/h jest bowiem wystarczającym sygnałem, iż czas eię oddalić :D
  • #14
    Szymon Tarnowski
    Level 27  
    cefaloid wrote:
    Wracając do "teoretycznego" 9999,99µSv/h ≈ 10msV/h...ciężko to widzę:
    O ile dobrze liczę to 10mSv/h odpowiada częstotliwości impulsów około 25kHz.
    Czyli 480 taktów zegara (12MHz) - cykl maszynowy w 8051 to 12 taktów zegara a więc jeden impuls masz co 15 taktów. Niektóre rozkazy wymagają 2 taktów, więc przyjmę 1,5 taktu na instrukcję. A więc impuls co 10 rozkazów - toż ten program nawet nie zdąży dobrze odłozyć zmiennych na stos w takim czasie.
    Ideałem byłoby użycie wbudowanego w procesor licznika, wtedy nawet mógłby liczyć impulsy megahercowe.

    [quote="maciej_333"]Podałem, że przetwornica pobiera ok. 10mA. Zależy to jednak bardzo od doboru częstotliwości pracy. Przy źle dobranej częstotliwości pobór prądu wynosił nawet 50mA. Pobór prądu przez tubę jest znikomy. Jeżeli przyjąć, że w momencie przejścia cząstki lampa stanowi zwarcie, to płynie przez nią prąd ok. 42µA. Jeżeli przyjąć, że czas trwania impulsu to 200µs i mamy tu 100 impulsów na sekundę, to średni prąd lampy wyniesie 0,84µA. Przy znacznej pojemności (22nF) po prostowniku takie impulsy nie mają właściwie znaczenia dla obciążenia przetwornicy.
    Liczba impulsów jest zależna od napięcia zasilania. Charakterystyka lampy jest podana poniżej:[/qoute]10mA w stanie jałowym to dość dużo jak na urządzenie zasilane z baterii. Po uwzględnieniu wyświetlacza LED i procesora działający na 12MHz to by wyjaśniło czemu są tam ogniwa R20.
  • #15
    maciej_333
    Level 38  
    Szymon Tarnowski wrote:
    cefaloid wrote:
    Wracając do "teoretycznego" 9999,99µSv/h ≈ 10msV/h...ciężko to widzę:
    O ile dobrze liczę to 10mSv/h odpowiada częstotliwości impulsów około 25kHz.
    Czyli 480 taktów zegara (12MHz) - cykl maszynowy w 8051 to 12 taktów zegara a więc jeden impuls masz co 15 taktów. Niektóre rozkazy wymagają 2 taktów, więc przyjmę 1,5 taktu na instrukcję. A więc impuls co 10 rozkazów - toż ten program nawet nie zdąży dobrze odłozyć zmiennych na stos w takim czasie.
    Ideałem byłoby użycie wbudowanego w procesor licznika, wtedy nawet mógłby liczyć impulsy megahercowe.

    W 8051 Timery można skonfigurować jako liczniki do zliczania impulsów zewnętrznych. W takiej sytuacji można by zliczać impulsy o częstotliwości do 2MHz. Jednak jeden Timer jest potrzebny do odmierzania interwału 10ms. Jest on potrzebny do odmierzania czasu pomiaru i odtłumiania drgań klawisza. Drugi Timer jest tu zastosowany jako taktowanie dla UART'u. Licznik programowy pozwala od razu liczyć w kodzie BCD, co jest ułatwieniem, bo nie trzeba robić konwersji BIN/BCD. Ponadto można od razu zrobić licznik zliczający w µSv/h (też od razu w BCD), co nie wymaga wykonywania przeliczeń.

    Szymon Tarnowski wrote:
    10mA w stanie jałowym to dość dużo jak na urządzenie zasilane z baterii. Po uwzględnieniu wyświetlacza LED i procesora działający na 12MHz to by wyjaśniło czemu są tam ogniwa R20.

    Przetwornica mogłaby pobierać znacznie niższy prąd, gdyby nie robić prymitywnej stabilizacji napięcia, jaką tu zastosowałem. Zwyczajnie dochodzi tu dodatkowe obciążenie 30MΩ. Jednak ta stabilizacja ma pewien sens przy zmianach napięcia zasilania układu. Ponadto przy braku obciążenia napięcie zbytnio narastało. Zastosowane ogniwa, to R14. Pobór prądu wynosi 0,25A. W latarkach z żarówkami płyną podobne prądy przy tych pojemnościach ogniw i jakoś to specjalnie nikomu nie przeszkadza.
  • #16
    cefaloid
    Level 33  
    maciej_333 wrote:
    Przetwornica mogłaby pobierać znacznie niższy prąd, gdyby nie robić prymitywnej stabilizacji napięcia, jaką tu zastosowałem.

    Moja przetwornica również ma stabilizację a pobiera 1mA lub mniej, kosztem komplikacji układu. Ale oczywiście w Twoim urządzeniu nie ma sensu się aż tak spinać bo i tak LED pobierają swoje a baterie R20 starczą na długo.
  • #17
    methyl
    Level 16  
    Rozważyłbym poszerzenie zakresu pomiaru poprzez zastosowanie innego licznika G-M od zastosowanego. Ten zastosowany jak zostało już tu wcześniej zauważone, bardzo łatwo się "zatyka".
    Cały czas są dostępne liczniki typu DOB-50 lub DOB-80 w cenie 8pln sztuka.
    Mają wyższy zakres pracy. Mogłyby się automatycznie przełączać po przekroczeniu zakresu :)
  • #18
    maciej_333
    Level 38  
    cefaloid wrote:
    Ale oczywiście w Twoim urządzeniu nie ma sensu się aż tak spinać bo i tak LED pobierają swoje a baterie R20 starczą na długo.

    Dokładnie jest tak, jak piszesz. Zastosowałem ogniwa R14, bo R20 nawet by się nie zmieściły w posiadanym pudełku.

    methyl wrote:
    Rozważyłbym poszerzenie zakresu pomiaru poprzez zastosowanie innego licznika G-M od zastosowanego. Ten zastosowany jak zostało już tu wcześniej zauważone, bardzo łatwo się "zatyka".
    Cały czas są dostępne liczniki typu DOB-50 lub DOB-80 w cenie 8pln sztuka.
    Mają wyższy zakres pracy. Mogłyby się automatycznie przełączać po przekroczeniu zakresu :)

    Mam taką lampę. Mógłbym ją zastosować. Kiedyś może tak zrobię. Właściwie w zaprezentowanym urządzeniu użyteczny zakres to jakieś 100µSv/h. Można śmiało przyjąć, że bez dodatkowych zabiegów błąd nie przekracza w tym zakresie 10%. Przyznam, że mi to wystarcza tym bardziej, że i tak nie mam silniejszych źródeł.
  • #19
    Troll81
    Level 20  
    proponuję zajrzeć na strone projektu Radioactive@home. Chłopaki od BOINCa juz jakiś czas temu zbudowali całkiem zgrabny licznik Geigera-Müllera :D
  • #20
    boss87
    Level 12  
    Ja zmajstrowałem trochę mniejszy licznik, zasilany z baterii li-ion, na DOB-80, jednak nie jest ona zbyt czuła, mam 6-8 CPM tła

    Licznik Geigera z rejestratorem Licznik Geigera z rejestratorem
  • #21
    maciej_333
    Level 38  
    Każdy wykonuje swoje urządzenia względem posiadanych podzespołów, własnych gustów i inwencji. W mojej konstrukcji bardzo zależało mi na wysyłaniu wyników pomiarów przez RS232. Trochę czasu zajęło mi napisanie kodu w asemblerze, który wysyłałby wyniki pomiarów jako gotowy plik CSV. To ostatnie było mi potrzebne, bo chciałem zobaczyć jaki wyjdzie histogram.

    Zachęcam kolego boss87 do zaprezentowania swojej konstrukcji w dziale DIY.
  • #22
    boss87
    Level 12  
    Mam taki zamiar, tylko muszę się do tego zebrać. Ja się skupiłem na miniaturyzacji, przeliczanie wyników jeszcze kuleje, ale popracuje nad tym i pewnie zaprezentuje razem ze schematem.
Reply Cool? Ranking DIY | New topic
Notify about new articles
Popular Topics