Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Licznik geigera (bez znienawidzonego MC34063) o poborze prądu < 3mA.

cefaloid 04 Jun 2019 13:15 13071 48
Altium Designer Computer Controls
  • #31
    eos7d
    Level 2  
    Witam serdecznie,

    Świetny projekt! Mam drobne pytania:

    - czy co do tej cewki są jakieś specjalne wymagania (częstotliwość, rezystancja, prąd), czy dowolna 10 mH da radę?

    - czy zamiast attiny461 da się wycisnąć podobnie mały pobór prądu z atmegi 328p? Czy w takim wypadku bawić się w zewnętrzny oscylator 480 kHz, czy może lepiej wewnętrzny 8 MHz z dzielnikiem /8 (wtedy pracuje na 1 MHz)... Coś też kojarzę, że źródłem zegara może być też wewnętrzny oscylator WDT 128 kHz, czy to nie za mało? Osobna sprawa to taka, że m328p pobiera dużo mniej prądu jeśli jest zasilana z 3.3V a nie z 5V, może w tym kierunku też warto iść?

    Z góry dziękuję za sugestie i pozdrawiam
  • Altium Designer Computer Controls
  • #32
    cefaloid
    Level 33  
    Ten dławik pionowy został użyty w przetwornicy:
    https://www.tme.eu/pl/details/coil0507-10/dlawiki-pionowe/ferrocore/

    FERROCORE COIL0507-10
    Dławik: drutowy; THT; 10mH; 70mA; ±10%; Ø6,5x8,5mm; pionowe

    Coś zbliżonego z dławików pionowych też będzie ok. Jeśli chodzi o dalszą walkę z poborem prądu to należałoby zacząć od innego wyświetlacza bo tu jest 50% poboru. Jeśli inny nie byłby jakoś szczególnie wymagający zasobów procesora, to spokojnie można pomyśleć o zegarze 128kHz.

    Dodano po 27 [minuty]:

    Co do zegara...

    Użyta lampa Geigera przy 100uSv/h (a to juz dość dużo w warunkach 'amatorskich') generuje coś ok 250 impulsów/sek a więc przy zegarze 128kHz miałbyś średnio 512 taktów zegara pomiędzy zliczeniami. Spokojnie da się w tym czasie obsłużyć kod.

    W przedstawionym projekcie postanowiłem wycisnąć absolutne teoretyczne maksimum tej lampy, tzn 1400uSv/h i przy 480kHz puszczałem na wejście syntetyczne sygnały ok 3.5 kHz i zliczenia były nadal poprawne. Co daje średnio 140 taktów między impulsami. Raczej nierealne byśmy się natknęli na takie promieniowanie więc spokojnie możesz założyć zegar 128kHz i procesor nadal obsłuży do kilkuset uSv/h.

    Oczywiście przy takim 'gradobiciu' pobór prądu przetwornicy wzrósłby wielokrotnie.
  • #33
    eos7d
    Level 2  
    Dzięki! W takim razie biorę ten zasugerowany przez Ciebie dławik z tme. Poeksperymentuję z tą atmegą328, zobaczymy jaki pobór prądu wyjdzie na 128 kHz i jak to będzie chodzić. Co do wyświetlacza, jeszcze nie zdecydowałem. Korci mnie na jakiś mały OLED (tam pobór zależy od liczby zapalonych pikseli, a jasność też można regulować), albo może te typowe alfanumeryczne 1602 albo 1604 czy 4x20. Jak się wyłączy w nich podświetlenie to chyba dużo więcej nie będą brać od tego Twojego 8x2, a będzie sporo miejsca na wyświetlenie dodatkowych rzeczy. Zresztą może pomyślę o możliwości wyłączania wyświetlacza w ogóle na czas dłuższych pomiarów.

    Przepraszam, mam jeszcze jedno pytanie odnośnie tych kondensatorów 500V. Z takich wysokonapięciowych mam w domu tylko MKP (polipropylenowe) 1000V 10nf (takie prostokątne) albo ceramiczne 1000V 10nf (takie malutkie okrągłe niebieskie)....... pójdzie na tym? Ewentualnie, możesz coś zasugerować z tego co jest obecnie dostępne w tme?

    P.S. Czy jest jakiś zamiennik do tego bs107a? Czy bs107p może być (ma 0.12 A zamiast 0.25 A)...?

    Dziękuję!
  • Altium Designer Computer Controls
  • #35
    cefaloid
    Level 33  
    eos7d wrote:
    Z takich wysokonapięciowych mam w domu tylko MKP (polipropylenowe) 1000V 10nf (takie prostokątne) albo ceramiczne 1000V 10nf (takie malutkie okrągłe niebieskie)....... pójdzie na tym?

    Jak najbardziej. Typ kondensatora może być dowolny, przetwornica nie wymaga od nich żadnych szczególnych parametrów.


    eos7d wrote:
    Czy jest jakiś zamiennik do tego bs107a? Czy bs107p może być (ma 0.12 A zamiast 0.25 A)...?

    Tak, BS107P działa elegancko, sprawdzone.
  • #36
    eos7d
    Level 2  
    cefaloid wrote:
    Jak najbardziej. Typ kondensatora może być dowolny, przetwornica nie wymaga od nich żadnych szczególnych parametrów.

    Tak, BS107P działa elegancko, sprawdzone.


    Dziękuję, to już wiem wszystko :-) Te pytania to stąd, że kiedyś robiłem dozymetr w oparciu o "uRAD monitor" ( https://www.pocketmagic.net/diy-geiger-counter-kit-1-1/ ) i strasznie toto było kapryśne jeśli chodzi o elementy. Dławik musiałem wyszukać o najniższej możliwej rezystancji bo inne nie wyrabiały, z żadnymi innymi diodami (np. UF4007/HER108) niż użyte w projekcie BYV26E nie chciało to dobrze chodzić (jakieś cuda się działy typu ciągłe "pływanie" napięcia z przetwornicy między 150 a 450 V - nie wiem czy zbyt wolne były czy co...), a jak mu wkładałem te ceramiczne kondensatory zamiast wielkich foliowych to w ogóle wariował (zliczał impulsy z tuby jak z karabinu maszynowego). Nigdy nie rozgryzłem czemu tak. Naszukałem się części jak głupi żeby to dobrze działało, a i tak na koniec się okazało, że kod jest oględnie mówiąc kiepski (wielki, skomplikowany i niestabilny), a całość żre ponad 20mA i więcej. Z precyzją pomiarów też było różnie.

    A tu u Ciebie piękna sprawa - proste i energooszczędne rozwiązanie, kod prosty i przejrzysty... Już pozamawiałem czego mi brakowało, w weekend będzie zrobione :-) Jeszcze raz dzięki!

    androot wrote:
    ATtiny461 ma PLL do układu czasowo-licznikowego. Nie myślałeś zaprzęgnąć uC do generowania paczek PWM i mierzenia napięcia wyjściowego przetwornicy?
    Chcę tak zrobić w swoim projekcie, dlatego pytam, czy są jakieś minusy tego.


    We wspomnianym wyżej projekcie uRADMonitor jest gotowy kod dla m328p mierzący i wyświetlający napięcie wyjściowe na tubę. Pewnie można go łatwo zmodyfikować. Tam się w kodzie (chyba w config.h) podaje jakie są wartości rezystorów dzielnika napięcia i na którym pinie jest odczyt. To akurat w tym projekcie działało bez zastrzeżeń :-)
  • #37
    cefaloid
    Level 33  
    Problem z pomiarem jest taki, że np w uRADMonitor mamy do tego dzielnik z rezystorem 10M. Przy 400V popłynie tam 0,04mA. Czyli dzielnik pobiera 16mW.
    Czyli zakładając nawet 100% wydajność przetwornicy, z zasilania 9V potrzeba by było prawie 2mA dodatkowego prądu. W praktyce zapewne powyżej 2mA
    Jeśli już, to lepiej wg mnie byłoby monitorować czy na wyprowadzeniu 8 układu 74HC132 okresowo pojawia się stan niski. Jeśli tak, to znaczy że napięcie wyjściowe jest OK i przetwornica się nie przepracowuje.Nie ma sensu go chyba drugi raz mierzyć skoro robi to przetwornica.
  • #38
    eos7d
    Level 2  
    cefaloid wrote:
    Problem z pomiarem jest taki, że np w uRADMonitor mamy do tego dzielnik z rezystorem 10M. Przy 400V popłynie tam 0,04mA. Czyli dzielnik pobiera 16mW.
    Czyli zakładając nawet 100% wydajność przetwornicy, z zasilania 9V potrzeba by było prawie 2mA dodatkowego prądu. W praktyce zapewne powyżej 2mA
    Jeśli już, to lepiej wg mnie byłoby monitorować czy na wyprowadzeniu 8 układu 74HC132 okresowo pojawia się stan niski. Jeśli tak, to znaczy że napięcie wyjściowe jest OK i przetwornica się nie przepracowuje.Nie ma sensu go chyba drugi raz mierzyć skoro robi to przetwornica.


    Podsunąłeś mi dobrą myśl, bo tego uRADmonitora wciąż gdzieś mam w szafie (i to cały czas na breadboardzie, bo z racji na prądożerność nigdy nie wyszedł poza tę fazę). Może warto byłoby mu odłączyć ten dzielnik i wywalić odczyt z kodu, a ponadto zmienić taktowanie z zewnętrznego kwarcu 8 MHz na wewnętrzny oscylator (8 MHz /8 = 1 MHz) i zobaczyć o ile mu się prądożerność poprawi. Szybki rzut oka w sieci pokazuje, że m328p przy 1 MHz potrafi brać nawet 5-krotnie mniej prądu niż przy 8 MHz, a i to dotyczy wewnętrznego oscylatora, więc wyeliminowanie zewnętrznego kwarcu jeszcze coś zaoszczędzi. Gdyby się udało zejść do kilku mA to zaczęłoby to mieć ręce i nogi...

    Inna sprawa to wyświetlacz. Ja tam od razu zamiast tego od Nokii 5110 (na którym bez podświetlenia ledwo można coś zobaczyć, a podświetlenie swoje żre i na tych wyświetlaczach jest wybitnie paskudne - okropnie nierównomierne) użyłem OLEDa 1.3" na którym wszystko wygląda pięknie i pod każdym kątem patrzenia. No ale to jest wyświetlacz graficzny, więc pamięci na to idzie, bo trzeba graficznie zdefiniować czcionki itp. Poza tym, nie mogłem znaleźć w sieci do tego dobrej biblioteki AVR, więc skleciłem coś sam na szybko, ale przez bufor, na który idzie cały 1 kB RAM :( Trzeba by to przerobić tak, żeby zapisywać bezpośrednio w pamięci ekranu, a nie przez bufor... W tym Twoim projekcie też kusi mnie, żeby wykorzystać ten OLED bo naprawdę na nim pięknie widać, a jak mu się obniży jasność i nie przesadza z ilością zapalonych pikseli to nie jest źle z poborem prądu... Zna ktoś jakąś dobrą bibliotekę do tych OLEDów (SH1106 / SSD1306)?

    P.S. Ta dioda u Ciebie to jest IN4149 czy 4148? Tzn. czy może być IN4148? Bo akurat mam :-)
  • #39
    fhdelta
    Level 12  
    Pytanie do Autora: R21 nie jest potrzebny? Jest na schemacie, ale już na gotowym układzie go nie ma.
  • #40
    Janusz_kk
    Level 34  
    Lepiej żeby był, na pewno układ będzie stabilniejszy.
  • #42
    fhdelta
    Level 12  
    Wykonałem miernik ruszył z kopyta i pracuje bardzo fajnie. Mam tylko jeden problem: dłuższe wciśnięcie przycisku power nie wyłącza miernika całkowicie tylko zawiesza z BYE BYE! na LCD. Co może być przyczyną?

    Dodano po 10 [minuty]:

    Może to problem z brown out? Zaprogramowałem tak jak poniżej, powinienem zmienić coś?
    Licznik geigera (bez znienawidzonego MC34063) o poborze prądu < 3mA.

    Dodano po 2 [godziny] 31 [minuty]:

    Już wszystko OK, moja wina - niedobry tranzystor Q2. Wymieniłem i wszystko pięknie chodzi. Dziękuje Autorowi z udostępnienie całości, bo projekt bardzo ciekawy, przemyślany i dopracowany.
  • #43
    fhdelta
    Level 12  
    Zmiana kwarcu na np. 500kHz wpłynie na wyniki pomiarów?
  • #45
    fhdelta
    Level 12  
    Potwierdzam tą super energooszczędność tego licznik. U mnie przy zastosowaniu kwarcu 500kHz i dużo gorszego stabilizatora LM2931Z-5V pobór jest na poziomie 3,5mA.
    Próbowałem też z obniżeniem napięcia stabilizatorem LP2950CZ 3.0V. Układ działa, głośniczek sygnalizuje zliczenie impulsów ale LCD nie działa...
  • #46
    madamsz1
    Level 38  
    Nie zamawiał ktoś płytki pod Licznik gdzieś :) , i ma na zbyciu, albo gdzie wykonają sztukę :) - tak mi się nie chce robić :)
  • #47
    misiek_r
    Level 14  
    Witam,
    Na początek chciałbym pochwalić piękny, elegancki projekt oraz chęć podzielenia się nim z innymi. Dzięki temu złapałem bakcyla na zrobienie własnego licznika Geigera, szczególnie, że znalazłem w swoich zasobach elektroniki lampę STS-5.

    Do rzeczy.
    Mój projekt zmodyfikowałem o układ zasilania HV, gdyż układu 74132 nie miałem a MC34063 tak.
    I okazuje się, że "nie taki diabeł straszny ... "
    Oczywiście na początku był "straszny", bo za żadne skarby nie chciał osiągnąć napięcia 400V. Max 260V i koniec, co bym nie robił więcej nie dawał rady.
    Dzięki temu projektowi przypomniało mi się o powielaczach napięcia na kondensatorach. Złożyłem "pająka" testowego i okazało się, że można połączyć MC43xxx z powielaczem kondensatorowym.
    I tu właśnie do mnie dotarło, że "nie taki diabeł straszny ..", bo w ten sposób zrobiona przetwornica konsumuje ok 4-5mA prądu przy zasilaniu 9V. Tak więc wynik bardzo dobry moim zdaniem, nawet przy zasilaniu bateryjką 9V.
    Generalnie układ chodzi stabilnie w zakresie napięć zasilania 5-15V. Oczywiście moc musi być zachowana, więc im mniejsze napięcie tym wyższy prąd. Jednakże przy 5V nie wzrósł wiecej niż na 15mA. Poniżej 5V układ MC34xxx nie działa.
    Co do źródła zasilania:
    Moja wersja będzie działała z akumulatorem Lion 4,2V pojemność w okolicy 3000mAh. Do tego przetwornica step-up do 8-9V. Dodatkowo ładowarka Lion na 4056 z odcięciem na rozładowaniu, ze złączem mikro USB. Jest to najwygodniejsze bo prawie każdy teraz ma telefon. Szacunkowo cały układ powinien pracować nieprzerwanie 150-200h. Dla moich amatorskich zastosowań uważam ten wynik, za więcej niż dobry.

    Reasumując:
    Moim zdaniem przetwornica HV na MC34063, po dołożeniu powielacza kondensatorowego, też się nadaje do tego projektu i wcale nie konsumuje dużego prądu. Uważam ją za dobrą alternatywę, w czasach łatwej dostępności akumulatorów Lion lub podobnych.
  • #48
    wojo1971
    Level 2  
    Czesc,

    W nawiązaniu do tematowego projektu (a zwłaszcza tematu pominięcia MC34063 do generowania 400Vdc dla tuby STS5), przekazuję ciekawe informacje, które zaobserwowałem podczas moich testów licznika GM opartego na układzie przetwornicy MC34063 (ostatnia wersja Kolegi And!).

    Otóż mój układ działa OK, na kondensatorze 220nF/630V mierzone jest napięcie 409/410V. Zrobiłem dodatkowy prosty układ odłączający zasilanie MC34063 (na PNP TIP126 - sterowanie on/off z uC) - docelowo aby mierzyć promieniowanie z odstępem 10/20min - dla oszczędności tuby STS5.

    Wykonałem pomiar zliczania przez uC impulsów, ale po wyłączeniu zasilania MC34063, czyli tuba STS5 zlicza tylko dzięki energii zmagazynowanej w kondensatorze 220nF/630V.

    Uwaga: układ zliczał jeszcze (zrobiłem kilka prób) 12-14minut!

    To pokazuje, że oszczędne energetycznie rozwiązania (jak Konstrukcja w tym wątku) są bardziej dopasowane do pracy z elementami STS5.

    Co więcej: obwód odcinania "doładowania" jest prosto i niezawodnie rozwiązany i ma konkretne uzasadnienie (vide: ponad 10min w moich testach na kondensatorze 220nF)
  • #49
    Alpha
    Level 23  
    Gdyby ktoś był zainteresowany, podsyłam projekt pcb (konwersja z gerbera zamieszczonego przez Autora) w formacie DipTrace.
    To pierwsza moja próba takiej konwersji i zdziwiło mnie to, że w wyniku nie otrzymuje się gotowca w postaci padów i połączeń, tylko jakby grafikę, która nie daje większych możliwości edycji. Ale to na marginesie....
    Tam gdzie się dało zastosowałem elementy SMD oraz zamieniłem stabilizator na wersję LP2951AC (bo taką miałem; przy okazji wykorzystałem dodatkową funkcjonalność tej wersji, jaką jest sygnalizacja błędu stabilizacji +-5% od napięcia ustalonego - zapala się wtedy czerwona dioda LED).
    W trakcie uruchamiania układu musiałem poczynić kilka zmian dotyczących wyświatlacza, ponieważ wersja, którą miałem, zasila podświetlenie z pinów 1 i 2 (poprzez wewnętrzne rezystory RA-100om oraz RK-0om) oraz dodatkowo przez piny A i K, które Autor przeznaczył zasilać poprzez pady P1A i P1B. Trzeba na to zwrócić uwagę, bo możliwe że ja upaliłem sobie przez to port w Attiny. Ostatecznie wylutowałem RK w wyświetlaczu, odciąłem ścieżkę od końcówki 12 uC, a R19 podłączyłem na stałe do masy - wyświetlacz podświetlony jest u mnie cały czas. Dołożyłem też dodatkowy rezystor R22, dla polepszenia kontrastu wyświetlacza.
    Licznik geigera (bez znienawidzonego MC34063) o poborze prądu < 3mA. Licznik geigera (bez znienawidzonego MC34063) o poborze prądu < 3mA.

    Zastosowałem tubę BOI-33 zakupioną już kilka lat temu. Obecnie nie widzę takich w sprzedaży, a STS-5 na portalu aukcyjnym kosztuje obecnie 85zł+przes. (użytkownik z Białorusi). Tu mała uwaga, bo i mnie to zaskoczyło, a prawie doprowadziło do zniszczenia tuby: jej metalowa obudowa jest bardzo delikatna, więc przy wciskaniu jej do uchwytów, należy naciskać tylko przy jej krańcach.

    Attiny461, po umieszczeniu na płytce stykowej, zaprogramowałem w Bascom-AVR programatorem STK200/300.
    Fusebity ustawione na Ext.Ceramic osc. 0,4-0,9MHz; Fusebit H: 1 (wyłączone dzielenie zegara przez 8).

    Spis elementów:
    R1: 1206 270k
    R2: 1206 220om
    R3: THT 5,6M 500V
    R4: 1206 100k
    R5: 1206 4,7k
    R6: THT 33k
    R7,R8: 1206 4,7M
    R9: 1206 270k
    R10: THT 3,3k
    R11: 1206 33k
    R12: 1206 270k
    R13: THT 100k
    R14: 1206 100k
    R15: THT 56k
    R16: 1206 510om
    R17: THT 270k
    R18: THT 100k
    R19: THT 4,7k
    R20: THT 1M
    R21: 1206 100k
    R22: 1206 47k

    C1: 1206 100pF
    C2,C3,C4,C5: THT 10nF/400V
    C6,C7: 1206 100nF
    C8: THT 10-220uF / 10V
    C9: 1206 1uF
    C10: THT 100pF / 500V
    C11: 1206 100pF
    C12: 1206 100nF
    C15,C16: THT 10nF / 400V
    C17: THT 100nF
    C18,C19: 0805 22pF

    Q1: Sot23 BC850C
    Q2: TO-92 BS107
    Q3: Sot23 BC817-16
    Q4: Sot23 BC807-20

    Buzz: Tu warto poeksperymentować. U mnie najgłośniejszy dźwięk otrzymałem przy przetworniku elektromagnetycznym bez generatora (rezystancja cewki ok: 40om). Przetworniki piezoelektryczne wypadały ciszej.