ガイガーカウンタを自作
2011/04/27でっかい中国製ガイガーミューラー管J408γと シリアルちびでぃ～の で ガイガーカウンタを作ってみました。
J408γ GM管でガイガーカウンタ
今回実験したセンサー部分の回路図
昇圧モジュールは、GM管と一緒に入手したもので、電源入力３Vで1.5KVぐらい出力されるモジュールです。中身はトランス自励式の簡単な構成です。370V 程度を出力をするために出力から200Vツェナーダイオード2本を経由して入力電圧にフィードバックをかけ、入力電圧を１V程度に制御しています。
GM管の出力は、トランジスタに電流を直接入力して、赤色高輝度LEDと圧電スピーカーを駆動して、arduinoのD2ピンにも入力して、カウントをLCDで表示しています。
arduinoのarduinoのスケッチはこちらです。こちらを参考にして作製しました。
このGM管J408γは大きいので放射線感度が高く、東京のバックグラウンドでも80CPM(Count per minutes)程度のカウントでバリバリ鳴ります。 以下がスペックです。
diameter: 23mm
Length: 220mm
Case Material: Glass
Maximum starting voltage: 350V
minimum floor area: 80V
minimum plateau slope : 10%
recommended operating voltage: 420V
γ sensitivity of 380 (60Co) (cps / uR / s)
Dead Time: 150 (us)
background: 110cpm
work temp range: -40 ~ +50
detect objects: γ
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メインパーツ（GM管+昇圧モジュール+200V ZENER 2本+ 103pF 2KV）を送料込み3000円で頒布します。
でっかいGM管は在庫ありません。 次回は10Cmの中型GM管とキットも用意しますので、しばしお待ちください。
現在、GeigerDuinoキットを頒布しています。GM管は、J408γかSBM-20が付属します。
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おかげさまでこのGM管が無事動作しました。BGはやはり100カウント前後です。
高圧部分はSI-3BGの試作機から流用で秋月のインバーター基板を用いて420V前後にしました。カウントはArduinoのD2入力でfalling edgeで割り込みをカウントしていますが、気づいたことは回路図のように出力段に１KΩを介した赤色LEDを置くと、圧電ブザーの有無に依らず割り込みが１０倍くらいの数かかりました。
それをオシロで見ると、トリガー波形の後半にLEDが小さいスパイクノイズをのせるようで、それがFalling edgeでカウントされていました。LEDの種類によるのかもしれませんが、うちでは秋月の安価なＯＳＤＲ３１３３Ａで再現性ありでした。Trは2CS1815Yです。1KΩを10KΩにするか0.1-0.33μFのコンデンサでD2とグラウンドとつなぐことでスパイクが小さくなり、解消されます。
信号が無くてもLEDがうっすらつく問題は、管からベースに漏れ電流があるせいでしょうか。LEDと並行でD2を100KΩでプルアップすることで解消しました。一般には管の汚れで漏れ電流が起こるそうですが、今回は製作中ずっと紙箱か付属の紙で被覆したままだったので、管のガラスが汚れる可能性はゼロです。管自体にリークがあるから200KΩでプルダウンしていても、ベース電圧がゼロにならないのかもしれません。
完成のご報告まで。
nnshiさん、こんにちは
出力段は、ケチっていろいろぶる下げていますので
負荷によって不安定になるかもしれません。
バッファを追加したり、マイコン側でLEDやスピーカーを駆動すれば
いいと思います。
間違った報告をしましたので、訂正します。
ノイズ源はLEDではなく、カソードからトランジスタに至る１０センチほどの配線でした。ノイズによる電圧がLEDのVf以上になったときにLEDがオンオフすることで、パルスが余計に生じていたようです。100KΩでのプルアップを残したまま、引き回しを変えたら直りました。失礼しました。
[…] 私が最初に入手したGM管は”ちっちゃいものくらぶ”さんの https://tiisai.ddo.jp/?p=766 で、そこに提供されているスケッチと、そのもとになったBroHogan氏の https://sites.google.com/site/diygeigercounter/s […]