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- 発想 ２０１６年５月２７日
- 構想 ２０１６年５月２７日
- ５月２７日
ＩＮ－１３を使ったバーグラフでガイガーカウンタを作る。ＩＮ－１３は２本使い、１本は今のカウント値を示し、もう一本は１分前のカウント値を示す。
１分間の積算カウントをバーグラフにする。ＡＴｍｅｇａ３２８を使い、２つのｐｗｍでカウント値相当の電圧を出力する。１つのｐｗｍでガイガーカウンタ用の高圧を作る。ＩＮ－１３の高圧はＮＪＭ２３６０で作る
- 実装についての考え
- ５月２７日
基板寸法は１００ｘ１００に入れば十分で、ガイガー管、ＩＮ－１３の取付は基板外とする
- ５月３０日
発光長と計測した値は 大体リニアリティーは有るみたいで、エミッタ電圧でフィードバックを掛ければ良いだろう
- ６月１日
ＣＰＵでカウントをせず、ワンショットと積分回路でカウント数を電圧に変換してその電圧でＩＮ－１３を光らせたらどうだろうか。前の１分間の値はサンプルホールド回路で１分間保持できないだろうか。
それにしても１分間とかサンプルホールドのタイミングとか全てハードでやると回路が面倒になりそうだがどうだろう。そこだけ８ピン位のＣＰＵを使った方が楽かもしれない。
- ６月２日
今回はアナログ回路を基本として、出来る限りデジタル回路を排除する方向で作ってみたい。精度その物はガイガー管がそれ程有る訳ではないので求めなくてよいと思うが、再現性については１％位は必要かなと漠然と思っている。
なので 計測単位もアナログ回路（積分回路）で作った１分間で良いと思う。サンプルホールドも１分間で１％ズレなければ良いのではないか。
カウントと表示長の関係はアンプで決めるか、ワンショットの幅で調整する。１分間は積分回路の入力電圧か、コンパレータの基準電圧を調整する。
サンプルホールドとカウンタ(積分器）クリアのタイミングはワンショットを二つ使うか、ＣＲのディレー回路を使うかどうするか。
１２０Ｖと４００ＶはＮＪＭ２３６０を２つ使って作れば良いだろう。別基板にした方が良いかも。
ガイガー管は基板とは別にアクリル板上に ＩＮ－１３と並べて実装する。
アナログ回路は＋－電源が使えれば楽だが、簡単に電源が作れるかどうか。擬似的な半分電圧で特性が出るならばその方が楽だが、ガイガー管のセンス、ＩＮ－１３のドライブは本当のＧＮＤにしないとダメだろう。
モジュール型ＤＣ－ＤＣコンバータ＋－型がアナログ回路で使えるかどうか。
ユニバーサルで実験をしないと進まないだろう。
- ６月７日
回路的には４つの部分に分けて設計をする。
１．電源部 入力電源ＤＣ１２Ｖ、 電源出力－１ ＤＣ４００Ｖ１ｍＡ、 電源出力－２ ＤＣ１２０Ｖ１０ｍＡ、 電源出力－３ ＤＣ５Ｖ２００ｍＡ
２．ガイガーミュラー管センサー部 入力電源－１ ＤＣ５Ｖ２０ｍＡ、 入力電源－２ ＤＣ４００Ｖ１ｍＡ、 信号出力 ０－５Ｖパルス信号
３．ＩＮ－１３ ドライブ部 入力電源－１ ＤＣ５Ｖ２０ｍＡ、 入力電源－２ ＤＣ１２０Ｖ１０ｍＡ、 信号入力－１ ０－２．５Ｖレベル信号、 信号入力－２ ０－２．５Ｖレベル信号
４．信号処理部 入力電源 ＤＣ５Ｖ１５０ｍＡ、 信号出力－１ ０－２．５Ｖレベル信号、 信号出力－２ ０－２．５Ｖレベル信号、 信号出力 ０－５Ｖパルス信号
- ９月４日
ＣＰＵ（５Ｖ）を使って計測（カウント）する。計測値をＰＷＭで出力し、その信号でＩＮ－１３をドライブする。１３０ＶをＩＮ－１３に掛ける。Ｓ－２２Ｇは３９０Ｖを掛ける。
１．電源部 入力電源ＤＣ１２Ｖ、 電源出力－１ ＤＣ３９０Ｖ８５０ｕＡ、 電源出力－２ ＤＣ１３０Ｖ１０ｍＡ、 電源出力－３ ＤＣ５Ｖ２００ｍＡ
２．ガイガーミュラー管センサー部 信号整形ＮＪＵ７０３２＋２ＳＡ１０１５＋１ＳＳ１７８、、入力電源 ＤＣ５Ｖ２０ｍＡ、 信号出力 ０－５Ｖパルス信号
３．ＩＮ－１３ ドライブ部 ＤＣ１２０Ｖ１０ｍＡ、 信号入力－１ ０－５ＶＰＷＭ信号、 信号入力－２ ０－５ＶＰＷＭ信号、入力信号整形ＭＰＳＡ４２＋１０ｋΩ＋１０００ＰＦ
４．電源はＨＪＭ２３０６＋ＦＥＴを使い１３０Ｖを出し、５倍圧整流（コッククロフト回路で、波形が対称波形でないので実際の電圧は３倍）で３９０Ｖを出す
- １０月７日
パルス数が表示の１／３から１／２位の時に Ｂにその値を表示するとＢの放電表示が途切れる。
どうするか？ゆっくり上げれば良いのだろうが実際にはどうするか？－－＞一度０にする（全消灯）。その後で値で点灯させれば正常な放電になる。
- １０月９日
ガイガー管、ニキシー管の結線にターミナルブロックを使いたかったが、耐圧の面からダメなので１ピンづつの端子（ネジ式：ＳＭＭ－１－１サンハヤト、マルツ１袋３６０円）にするか？、直結にするか？
- １０月１１日
ニキシー管の結線は直結、ガイガー管は＋側にヒューズホルダを半分にして加工した物で マイナス側はバラのヒューズフォルダを使う。
- 現状
- ５月２７日
ＩＮ－１３は１本購入した。あと２本追加購入する。ガイガー管はＳＩ－２２Ｇを購入する。購入できない時は以前に作ったＪ－４０８のガイガーカウンタからＪ－４０８を外して使う。
- ５月３０日
ＩＮ－１３をトランジスタのコレクタの負荷にして 発光長と入力電圧、エミッタ電圧、コレクタ電流の関係を計測した。
length(mm)
発光長(mm) |
emitter(v)
エミッタ電圧(v) |
input(v)
入力電圧(v) |
collector(mA)
コレクタ電流(mA) |
| １００ |
２．６８ |
３．５１ |
４．０２ |
| ９０ |
２．３９ |
３．２５ |
３．６６ |
| ８０ |
２．１３ |
２．９５ |
３．２３ |
| ７０ |
１．９０ |
２．７０ |
２．８９ |
| ６０ |
１．６８ |
２．４７ |
２．５５ |
| ５０ |
１．４５ |
２．２１ |
２．２１ |
| ４０ |
１．１８ |
１．９３ |
１．７８ |
| ３０ |
０．９７ |
１．７０ |
１．４９ |
| ２０ |
０．７３ |
１．７２ |
１．１４ |
| １０ |
０．５０ |
１．１６ |
０．７６ |
| ０ |
０．２５ |
０．９３ |
０．４０ |
※下側の赤線を０ｍｍ、上側の赤線を１００ｍｍとする
※ Low side Red line = 0mm, High side Red line = 100mm |
- ６月２日
ＩＮ－１３を２本と ＳＩ－２２Ｇを２本 頼んだ。
（ＩＮ－１３は６月１２日届いた。ＳＩ－２２Ｇは６月１４日に届いた）
- ９月４日
ＣＰＵをＴｉｎｙ１３Ａで回路図を書いた。
- ９月５日
電源部を組み電流、電圧が取れる事を実験で確認した。
１３０Ｖは負荷抵抗４７０ｋΩ、１３０Ｖは１２．５ｋΩ、インダクタは２２０ｕＨ、ＦＥＴは２ＳＫ４０２１、コンデンサは２２ｕＦと４７ｕＦ、ダイオードは ０５ＮＨ－４６を使った。
ＦＥＴ、インダクタ、コンデンサ共 触った限りでは発熱は無い。１次側は１２Ｖ３００ｍＡ以内（ふらついているが平均すれば３００ｍＡ以下だろう）に収まっている
- １０月６日
ＣＰＵをＴｉｎｙ８５にする。ブレッドボードとＣＰＵボードと高圧電源ボードを使いながらガイガー管関係以外は実験回路を組んだ。ハードのフルスケール調整用ボリウムを付ける
プログラムも書いた。校正モードと測定モードを設ける。校正モードでは最初にＡとＢ共にフルスケール電圧をだしボリウム調整をする。
次にスイッチが押されたら、ＡとＢ別々に測定時の最大値（上の赤線）と最小値（下の赤線）の値を調整してＥＥＰＲＯＭに書き込む。
測定モードは割込みで入るパルス数を逐次Ａに出力し、６０秒経過したら ＡとＢ共に ０とフルスケール電圧を０．５秒づづ出力した後に パルス数にあたる値をＢに出力する。それを繰り返す。
- １０月７日
擬似的にパルスを入れた感じでは動いている。但し、パルス数が表示の１／３から１／２位の時に Ｂにその値を表示するとＢの放電表示が途切れる。
一度０にする（全消灯）。その後で値で点灯させれば正常な放電になる。
- １０月９日
ガイガー管を取り付けて動作させるとカウントはするが、カウント数が多い。３～５倍ぐらいの感じ。ハード的に対処するのか、ソフト的に対処するか、波形を見て決める必要が有りそう
動いていないと思ったもう一本（Ｎｏ．２）を取り付けると同じように動いている。両方ともマントルを近づけると急激にカウントが増えるので ガイガー管として動いているみたい。
Ｓ－２１Ｇを付けるとＳＩ－２２Ｇと同じ様にカウントが３～５倍ぐらいになるみたい。
オシロで２ＳＡ１０１５のコレクタを見ると確かにパルスが出ていて連続パルスとしては２０ｍＳ以内にはほとんどない。ＯＰアンプに出力に１ｋΩと１０ＰＦでローパスフィルタを作ったが変化なし。ーー＞止める
４００Ｖに１ｋＶ０．０１ｕＦを追加したが変化なし。ーー＞やめる
２ＳＡ１０１５のベースにパラに１０ＰＦ、シリーズに１０ｋΩを入れると心持少なくなるみたい。ーー＞取りあえず入れて置く
プログラムで不感時間１００ｍＳ（カウントした後一定時間は信号が入ってもカウントしない）を設ける。ーー＞良さそう。どの位の時間が良いかーー＞７０ｍＳにする
この状態でもう一本（Ｎｏ．２）を取り付けるとカウントしない。やはり駄目のようだ。
ＳＩ－２２Ｇを以前作ったＳＩ－２１Ｇ用のガイガーカウンタに取り付けた時のカウント値は６６～９０で大体７０～８０位が殆どになる。
ＳＩ－２１Ｇ用のガイガーカウンタに以前は動かなかったもう１本（Ｎｏ．２）取り付けるとやはり動かない。
- １０月１０日
ガイガー管のアノード抵抗を５ＭΩから１０ＭΩにすると不感時間なしにしても何倍も大きなカウントにはならないが、３～４割ぐらい多い感じ。
不感時間を７０ｍＳにすると５ＭΩの時と比べて１割ぐらい少ない感じ。どうするか？ーー＞２ｍＳで７０カウント前後になるのでこれにする。
- １０月１１日
ニキシー管の結線は直結、ガイガー管は＋側にヒューズホルダを半分にして加工した物でマイナス側はバラのヒューズフォルダを使う形で 回路図と基板図(約100x100)を書いた。
- １０月２６日
ガイガー管は＋側にヒューズホルダ（サトーパーツ Ｆ－６１）を２つに加工した物で、マイナス側は同じ基板を裏返しにしてベースに付けて－側の支持にする。
大体この寸法でホルダーを加工した。
- １１月２日
基板を Elecrow に注文した。
- １１月８日
基板（表、裏）が来た。土日が入ったのに速い
- １１月２５日
ニキシー管、ガイガー管以外の部分の基板を組み立てた。
・電源スイッチのＯＮ方向が逆だった。
（取りあえずこのまま）
・２５０Ｖ２．２ｕＦの寸法が違っていた。
（基板違いで一回り大きいが、穴間が広い件は無理しないで少し浮かして取り付けた）
・Ｃ１４ １ｋＶ１０ＰＦの穴間が狭い。
（基板違い。手でコンデンサの足をフォーミングして取り付けた）
・Ｃ１５ ５０Ｖ１０ＰＦの穴間が広い。
（コンデンサ違い。手でコンデンサの足をフォーミングして取り付けた）
・Ｒ１６ ０．３３Ω１／２Ｗを購入忘れ。
（０．４７Ω １Ｗを立てて取り付けた）
CPUなし、NJU7032Dなし、ニキシー管なし、ガイガー管なしで 5V、133V、400V は ＯＫ
CPU有、NJU7032D有、ニキシー管有、ガイガー管有で 動作ＯＫ
ガイガー管のカソード支持部など、取付板、スモークアクリルパネルなどがまだ無いが基本的な動作は出来た。
- １２月２９日
黒アクリルのベースに 基板、ガイガー管のカソード支持部、スモークアクリルパネル、スモークアクリル目盛り板を
取り付けた。 目盛りはプリンタで印刷した物を切って貼り付けた。
- 参考資料
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基板ガーバーファイル
基板に関してはこのファイルを直接使う事は止めてください。なお、基板（生基板）は 現在の手持ち分に限り 無料で差上げます。
こちら へメールをお送り下さい。
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