Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PIN Dioden Geiger


von Michael L. (cybertracker)


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Hallo,
da es im anderen Thread (Beitrag "Fragen zum PCF8583 als Event Counter") 
sonst zu unübersichtlich wird hier ein neuer dazu.
So findet es auch jeder andere besser und kann es nachbauen.

Es geht darum Radioaktivität möglichst günstig und zuverlässig zu 
messen.
Dies soll später ein Netz von 10-20 Sensoren werden welche per Lora Ihre 
Daten senden.

Dabei habe ich bisher mit den üblichen Zählrohren gearbeitet.
Diese verbrauchen aber für meine Anwendung als Autarkes System mit 
Akku/Solar zu viel Strom auch da die vorhandene Spannung bei mir 3,3v 
auf mindestens 400 kommen muß.

Dank den Leuten hier bin ich so auf die PIN Dioden gekommen.

Grundlage wird der bpw34 gamma counter
Siehe:
http://ralfschreiber.com/share/gammacounter/gammacounter.html
werden.

Allerdings abgewandelt um eine höhere Effizienz zu erreichen.
Der darin verwendete LM358 wird ersetzt und ein MSP430 zur Steuerung und 
Auswertung kommt drauf das ich später die Werte direkt per I2C abholen 
kann und entsprechend weiter verarbeiten kann. Sei es ein Display oder 
auch mit einem ESP per WLAN zu senden.

Ich bin zwar etwas bewandert in der Materie aber das übersteigt meine 
Kenntnisse dann doch etwas.

Die erste Version des Schaltplans werde ich am Wochenende mal entwerfen.
Danke für jede Hilfe.

[Mod: Link zum "anderen Thread" eingefügt]

: Bearbeitet durch Moderator
von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)



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Als Empfehlung für die Schaltung:

Den ersten Halben LM358 würde ich mit dem TIA0 des MSP430FR2310 
realisieren,
da der direkte Impedanz Verstärkung unterstützt, bzw dafür gemacht ist.
Und die Schaltung ist ja eine Current Messung.
Den zweiten Halben LM358 würde ich mit dem SAC0 des MSP430FR2310 
realisieren,
Dieser passt ganz gut zu den Spezifikationen des auf deiner Grundlage 
designeten Schema :-)

Und ganz nebenbei erspart es dir Widerstände und Poti, alles internal 
Hardwaremäßig lösbar ;-)
Die Interconnection des SAC-Block erlaubt dir dann Direktes Zählen mit 
den Timern und auch noch über den Internen A/D Wandler eine Aussage über 
die Entladespannung zu machen, womit du sogar eine grobe Spektralanalyse 
machen kannst.

[MOD: Änderung eines Typos auf Userwunsch]

: Bearbeitet durch Moderator
Beitrag #7219675 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7219692 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Εrnst B. (ernst)


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Patrick L. schrieb:
> Den ersten Halben LM358 würde ich mit dem TIA0 des MSP430FR2310
> realisieren,

Hab mir jetzt das Datenblatt nicht angesehen, wie hochohmig/welche 
Kapazität hat der Eingang?
Der Original-Schaltplan nutzt da noch einen BF245-JFET als 
Impedanzwandler, könnte der auch entfallen?


Und wie simuliert man so eine PIN-Diode am günstigsten in LTSpice?
Als Stromquelle, die kurze xx nA-Pulse erzeugt?

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Εrnst B. schrieb:
> Hab mir jetzt das Datenblatt nicht angesehen, wie hochohmig/welche
> Kapazität hat der Eingang?
Siehe Auszug Datenblatt, da der speziell für Current Messungen gemacht 
ist,
> Der Original-Schaltplan nutzt da noch einen BF245-JFET als
> Impedanzwandler, könnte der auch entfallen?
Müsste man einfach ein geeigneter S&H Kondensator (CerCo) 
nachschalten,(Nach dem TIA0) dann sollte das passen auch ohne JFET ;-)
Bei 7pF und 5pA wird das wohl nicht wirklich ein Problem sein,
aber auf die richtige Package achten ;-) da nicht alle Gehäuse die 
selben Pinkonfiguration aufweisen, sind auch nicht alle so extrem 
hochomig.

Steht aber alles im Datenblatt: 
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/msp430fr2310.pdf?ts=1665625833813&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FMSP430FR2310

Εrnst B. schrieb:
> Und wie simuliert man so eine PIN-Diode am günstigsten in LTSpice?
> Als Stromquelle, die kurze xx nA-Pulse erzeugt?
Würde ich so machen. aber es sind eigentlich fast eher xx pA Pulse ;-)

: Bearbeitet durch User
von M.A. S. (mse2)


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Michael L. schrieb:
> Es geht darum Radioaktivität möglichst günstig und zuverlässig zu
> messen.
Wenn es um Umweltradioaktivität geht,...

Michael L. schrieb:
> Dank den Leuten hier bin ich so auf die PIN Dioden gekommen.
...ist die Nullrate, die ein so kleiner Sensor erzielen kann, aber ganz 
schön niedrig, ...

Michael L. schrieb:
> Grundlage wird der bpw34 gamma counter
> Siehe:
> http://ralfschreiber.com/share/gammacounter/gammacounter.html
> werden.
...wie auch in obenstehendem Link steht:
"zero rate (with a single bpw34 diode): 0,3 beats per minute"

Die Nullrate hängt logischerweise von der empfindlichen Sensorfläche ab.

: Bearbeitet durch User
von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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M.A. S. schrieb:
> Die Nullrate hängt logischerweise von der empfindlichen Sensorfläche ab.

Was man mit ein bisschen Gehirnschmalz mit Mehreren Pindioden erheblich 
vergrößern kann ;-)

von Wolfgang (Gast)


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Michael L. schrieb:
> Es geht darum Radioaktivität möglichst günstig und zuverlässig zu
> messen.

Was für Radioaktivität?

> Allerdings abgewandelt um eine höhere Effizienz zu erreichen.

Effizienz des Detektors ist nur ein Teil. Mehr als 100% wirst du nicht 
erreichen ;-)
Für den Nachweis geringer Strahlungsflüsse brauchst du auf Grund der 
Teilcheneigenschaften Detektorfläche.

von M.A. S. (mse2)


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Patrick L. schrieb:
> M.A. S. schrieb:
>> Die Nullrate hängt logischerweise von der empfindlichen Sensorfläche ab.
>
> Was man mit ein bisschen Gehirnschmalz mit Mehreren Pindioden erheblich
> vergrößern kann ;-)

Ist definitiv einen Versuch wert.

von Gerhard H. (ghf)


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Εrnst B. schrieb:

> Und wie simuliert man so eine PIN-Diode am günstigsten in LTSpice?
> Als Stromquelle, die kurze xx nA-Pulse erzeugt?

Spice hat keine Modelle für Pindioden, weil ihm das Konzept
der Trägerlebensdauer fremd ist.

Es wird also darauf hinauslaufen, selber ein Modell zu basteln.
Stromquelle könnte gehen, aber wie lang die kurzen Impulse werden
und wie viele Ladungsträger ein Gamma losschlägt, das wissen die
Götter, oder die, die's nachmessen.
Sieht nach Arbeit aus.

Es gibt einen strahlungsgehärteten Spannungsregler RH49???, und auch
da steht im Datenblatt, dass er durchaus mal bei einem Hit für einige
ms durchdrehen kann. So lange hätte ich nicht vermutet, ohne Latch-Up.
Als Abhilfe wird übrinx empfohlen, die Ausgangskondensatoren so groß
zu machen, dass in den paar ms nichts, äh, anbrennen kann. Auch wenn
der Regler sich voll bemüht.

Gruß, Gerhard

von M.A. S. (mse2)


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Analog Devices/Maxim haben sich auch Gedanken zu diesem Thema gemacht 
und eine App-Note geschrieben:
https://www.maximintegrated.com/en/design/technical-documents/app-notes/2/2236.html

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Gerhard H. schrieb:
> Spice hat keine Modelle für Pindioden, weil ihm das Konzept
> der Trägerlebensdauer fremd ist.

Und was ist mit trr?

von Alt G. (altgr)


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Funktioniert das auch mit monster pin dioden, solarzellen genannt?

von Εrnst B. (ernst)


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Alt G. schrieb:
> Funktioniert das auch mit monster pin dioden, solarzellen genannt?

Solarzellen sind keine PIN-Dioden, da fehlt das "I" in der Mitte.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Alt G. schrieb:
> Funktioniert das auch mit monster pin dioden, solarzellen genannt?

Nein weil die freien Ladungsträger im "I" nicht vorhanden sind bzw 
dieses "I" eben fehlt.
Wie der Vorposter schon geschrieben hat.

Aber es gibt relativ große Pindioden ;-)

von Falk B. (falk)


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Abdul K. schrieb:
>> Spice hat keine Modelle für Pindioden, weil ihm das Konzept
>> der Trägerlebensdauer fremd ist.
>
> Und was ist mit trr?

Die gibt es in SPICE nicht. Es gibt TT, transition time, das ist sowas 
ähnliches, aber eben nicht das Gleiche.

von Manfred K. (4for)


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Patrick L. schrieb:
> mit Mehreren Pindioden erheblich
> vergrößern kann

vieleicht so 50-100 Stück?

: Bearbeitet durch User
von Christoph Z. (rayelec)


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>> mit Mehreren Pindioden erheblich
>> vergrößern kann

> vieleicht so 50-100 Stück?

kann man machen. Von Hamamatsu gibt es aber auch entsprechende 
Photodioden bis ca. 2cm2 Fläche. Sehr teuer, aber auf der Ham-Radio ist 
jeweils ein Verkäufer, der die (gebraucht) sehr günstig verkauft.

von Michael L. (cybertracker)


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Manfred K. schrieb:
> Patrick L. schrieb:
>> mit Mehreren Pindioden erheblich
>> vergrößern kann
>
> vieleicht so 50-100 Stück?

guten morgen,
leider war es gestern bei mir etwas stressig.
Also soviel hatte ich eigentlich nicht vor.
Der Geiger soll als Erweiterung in unsere Wetterstationen kommen. Ich 
denke so maximal 10 Dioden würden gehen.
Bei im Durchschnitt 80cent wäre das auch noch im rahmen.

Es geht um die allgemeine Strahlenbelastung in den Gebieten. Und gerade 
wie diese sich bei Regen verändert.
OK, auch bei der Weltlage was da passiert.
Da diese Stationen ja im Dauereinsatz sind ist auch die Lebensdauer eine 
Frage.

Da Alpha Strahlung annähernd ungefährlich ist. Zumindest so lange man es 
nicht einnimmt ist diese auch uninteressant für uns.
Die Gehäuse sind eh geschlossen daher wird da diese eh kaum eindringen.

Da es wie angesprochen nicht um einen sondern mindestens 10 geht ist das 
auch eine kostenfrage.

Ich sag jetzt mal so. Im Idealfall sollte es unter 10€/S bei 20 Stk. 
werden.

Meinen ersten Entwurf wird wohl doch noch etwas dauern.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Michael L. schrieb:
> denke so maximal 10 Dioden würden gehen.

ich würde dir Vorschlagen eine Matrix von 3x3 also 9 Pindioden zu 
machen,
Rein Rechnerisch steigerst du damit den Faktor der Empfindlichkeit bei 
richtiger Beschaltung ums 900 Fache, aber auch der Strombedarf steigt um 
ca 200%! Macht dan aber auch die auswert Software etwas Komplexer, da du 
dann
Mit dem Onchip eCOMP0 auswerten musst, ob mehrere Pindioden 
gleichzeitig ein "eintreffen" melden, sonnst reduziert sich die 
Genauigkeit.

Auch musst du dann die 9 Pindioden in einer Matrix abscannen, und jeder 
ein ca 15pF Speicherkondensator "Schenken" damit sie die Spannung 
Speichern, bis der Scanner sie abfragt, Sonnst müsstest du tatsächlich 
die Schaltung komplett 9x Aufbauen, was erheblich mehr Aufwand ist, als 
eine Scannmatrix
Diese kannst du nämlich mit 9 Stück BSS119 aufbauen, da diese sehr 
günstig sind aber bei 3.3V VGS bereits genügend leitfähig sind(RDSon) 
reicht dies ohne erheblichem Aufwand oder viel teureren FET mit 3,3V VGS 
Spannung (Der BSS119 hat eigentlich 10V VGS)

von Michael L. (cybertracker)


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Patrick L. schrieb:
> Michael L. schrieb:
>> denke so maximal 10 Dioden würden gehen.
>
> ich würde dir Vorschlagen eine Matrix von 3x3 also 9 Pindioden zu
> machen,
> Rein Rechnerisch steigerst du damit den Faktor der Empfindlichkeit bei
> richtiger Beschaltung ums 900 Fache, aber auch der Strombedarf steigt um
> ca 200%! Macht dan aber auch die auswert Software etwas Komplexer, da du
> dann
> Mit dem Onchip eCOMP0 auswerten musst, ob mehrere Pindioden
> gleichzeitig ein "eintreffen" melden, sonnst reduziert sich die
> Genauigkeit.
>
> Auch musst du dann die 9 Pindioden in einer Matrix abscannen, und jeder
> ein ca 15pF Speicherkondensator "Schenken" damit sie die Spannung
> Speichern, bis der Scanner sie abfragt, Sonnst müsstest du tatsächlich
> die Schaltung komplett 9x Aufbauen, was erheblich mehr Aufwand ist, als
> eine Scannmatrix
> Diese kannst du nämlich mit 9 Stück BSS119 aufbauen, da diese sehr
> günstig sind aber bei 3.3V VGS bereits genügend leitfähig sind(RDSon)
> reicht dies ohne erheblichem Aufwand oder viel teureren FET mit 3,3V VGS
> Spannung (Der BSS119 hat eigentlich 10V VGS)

Da die Strahlung ja Linear verläuft. Sollte ein um 45 Grad verbaute 9er 
Matrix Ideal sein.
Bei Röhren wäre es egal da die ja von rundum detektieren.

Die Sensoren kommen später an einen Mast dran unter die Wetterstationen.

Da die Strahlung ja entweder von oben per Regen oder von unten durch 
Radon ausgasungen kommt.
Dies sollte auch die Strahlung die Horizontal eintrifft etwa in der nähe 
von sonstigen Strahlungsquellen detektieren.

So sollte auch gewährleistet sein das die Change das ein Teil mehrere 
Pindioden gleichzeitig passiert verringern. So das ich mir das sparen 
kann.
Die Dioden also parallel betreiben kann.

Außerdem kann ich diesen Entwurf dann auch für Tragbare Detektoren 
verwenden. In dem ich die Dioden im 90Grad Winkel anbringe.
Als Test werde ich damit mal nach Menzenschwand zum ehemaligen 
Uranbergwerk gehen.
Natürlich mir zweitem Meßgerät zur Gegenkontrolle.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Alternativ :

Kann man auch einfach die 3x3 Pindioden zusammenschalten, verliert dabei 
aber ca 3% Genauigkeit bei Natürlicher Einstrahlung (Um höhere Dosen zu 
messen würde die Genauigkeit noch erheblich sinken! Das hat aber mit 
einem Wahrscheinlichkeitsgradient des Auftreffens unterschiedlicher 
Ladungsträger {Stralung} zu tun).

Macht dann aber auch die auswert Software etwas Komplexer, da du dann
Mit dem Onchip eCOMP0 auswerten musst, ob mehrere Pindioden 
gleichzeitig ein "eintreffen" melden, dann muss die Software nämlich 
dem Zähler nochmals einen "Tritt" geben, sonnst reduziert sich die 
Genauigkeit.

Vor allem eine Spektralauswertung (eV), würde ein pures Zusammenschalten 
fast verunmöglichen, mit einer Genauigkeit grösser als 30% zu 
ermitteln).
Wär aber für dein Vorhaben sicher ausreichend.

Möglich wäre da auch eine "Würfelform" mit 6 Pindioden ;-)

: Bearbeitet durch User
von Michael L. (cybertracker)


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Patrick L. schrieb:
> Alternativ :
>
> Kann man auch einfach die 3x3 Pindioden zusammenschalten, verliert dabei
> aber ca 3% Genauigkeit bei Natürlicher Einstrahlung (Um höhere Dosen zu
> messen würde die Genauigkeit noch erheblich sinken! Das hat aber mit
> einem Wahrscheinlichkeitsgradient des Auftreffens unterschiedlicher
> Ladungsträger {Stralung} zu tun).
>
> Macht dann aber auch die auswert Software etwas Komplexer, da du dann
> Mit dem Onchip eCOMP0 auswerten musst, ob mehrere Pindioden
> gleichzeitig ein "eintreffen" melden, dann muss die Software nämlich
> dem Zähler nochmals einen "Tritt" geben, sonnst reduziert sich die
> Genauigkeit.
>
> Vor allem eine Spektralauswertung (eV), würde ein pures Zusammenschalten
> fast verunmöglichen, mit einer Genauigkeit grösser als 30% zu
> ermitteln).
> Wär aber für dein Vorhaben sicher ausreichend.

Ok. War ja nur ein Gedankengang. Wenn schon baue sollte auch richtig 
sein. Ich geh/hoffe aktuell nur auf Natürliche oder leicht erhöhte 
Strahlung aus.
Aber anderes sollte natürlich auch detektiert werden.

von Alt G. (altgr)


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Patrick L. schrieb:
> ich würde dir Vorschlagen eine Matrix von 3x3 also 9 Pindioden zu
> machen,
> Rein Rechnerisch steigerst du damit den Faktor der Empfindlichkeit bei
> richtiger Beschaltung ums 900 Fache,

Wie kommst du auf das 900 fache?
Ist das nicht 9 mal mehr fläche, heisst das 9-fache?

Beitrag #7221015 wurde vom Autor gelöscht.
von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Alt G. schrieb:
> Wie kommst du auf das 900 fache?
> Ist das nicht 9 mal mehr fläche, heisst das 9-fache?

Das ist nicht ganz einfach zu erklären, das hat mit der Verteilung der 
Strahlen zu tun und damit das dies nicht etwa wie ein Laser, ein 
Kontinuierlicher strahl in die selbe Richtung senden, sondern besteht 
eine solche Strahlenquelle aus Elektronen, die irgend in eine Richtung, 
zufällig zu irgend einem Zeitpunkt, unterwegs sind (banal ausgedrückt 
für besseres Verständnis).

Das heißt grad bei schwachen Strahlungsquellen die weiter entfernt 
sind(natürliche Strahlungsquellen Schwarzwald als Beispiel) ist durch 
die sehr kleine Fläche der Pindiode, die Wahrscheinlichkeit groß, diese 
gar nicht zu entdecken, und trotzdem ist sie da.
So können von mehreren Strahlungsquellen Strahlen da sein aber trotzdem 
werden sie nicht registriert. Mit wachsender Größe des Sensors wächst 
die Wahrscheinlichkeit ein Elektron zu detektieren, so in etwa im 
Quadrat bzw 10er Potenz an.
....Man kann fast von einer Relativitätstheorie sprechen....LOL

Daran Denken es soll ja dann nicht Flach sein, sondern rund oder 
Würfelform, wodurch auch Elektronen enteckt werden die in eine andere 
Richtung unterwegs sind ;-)
Du musst hier 3-Dimensional denken ;-)

: Bearbeitet durch User
von Alt G. (altgr)


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Patrick L. schrieb:
> Du musst hier 3-Dimensional denken ;-)

Ich denke du redest gequirlte scheisse.

Das ist nicht "ich hab jetzt 9, das ist 2D dann 9x9 mehr fläche" und "3D 
ist das 9x9x9". Blödsinn. Und falsch gerechnet auch noch.

: Bearbeitet durch User
von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Du hast nix verstanden....
Ob du eine Flache Platte von 9 Kacheln hast, oder ein Würfel oder quasi 
Halbkugel usw..., bei gleicher Oberfläche.
Liefert völlig andere Resultate bei Messungen von natürlichen 
Strahlungsquellen, deren Position dir nicht bekant ist.

Aber ich habe keine Lust jemandem das zu erklären, der mit dem 
Düsenjäger durch die Kinderstube gerast ist.

Da nutze ich die wenige Zeit die ich zum helfen hab, um denen die auch 
freundlich fragen können wie dem TO zu helfen.

: Bearbeitet durch User
von Alt G. (altgr)


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Patrick L. schrieb:
> Aber ich habe keine Lust jemandem das zu erklären

Klar, weil du das nicht kannst.

von M.A. S. (mse2)


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Wie sieht eigentlich der zu erwartende Inpuls aus, den ein ankommendes 
Gamma- (oder auch Beta? je nach Abschirmung des Sensors)-Teilchen in so 
einer Diode erzeugt (Strommaximum und Zeitverlauf)?

Gehe ich recht in der Annahme, dass man da nur sehr kurze und von der 
Amplitude her kleine Imulse erntet?
Das würde bedeuten, dass eine hohe Kapazität der Sensoranordnung den 
Impuls deutlich schmälert, was einer simplen Parallelschaltung mehrerer 
Dioden Grenzen setzen dürfte.

: Bearbeitet durch User
von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Alt G. schrieb:
> Klar, weil du das nicht kannst.

Da magst du recht haben dir nicht :-)

M.A. S. schrieb:
> Wie sieht eigentlich der zu erwartende Inpuls aus, den ein ankommendes
> Gamma- (oder auch Beta? je nach Abschirmung des Sensors)-Teilchen in so
> einer Diode erzeugt (Strommaximum und Zeitverlauf)?
>
> Gehe ich recht in der Annahme, dass man da nur sehr kurze und von der
> Amplitude her kleine Imulse erntet?
> Das würde bedeuten, dass eine hohe Kapazität der Sensoranordnung den
> Impuls deutlich schmälert, was einer simplen Parallelschaltung mehrerer
> Dioden Grenzen setzen dürfte.

Ja und ja.

Als Erklärung (Eigentlich grad für mehrere Fragen)
Als Beispiel einer Aufzeichnung einer solchen Pindiode gegenüber einem 
stück Pechblende.
Bild 1 Pindiode ist Stehend(Also eine Kante) mit 10cm Abstand 
Positioniert
Bild 2 Pindiode ist Liegend (Also die Fläche ) mit 10cm Abstand 
Positioniert
Man sieht überdeutlich wie auch das Rauschen sich reduziert und die 
Totalsperrung sich ändert, aber die Anzahl Counts beträchtlich steigt.

Weiter ist richtig das durch die steigende Kapazität bei mehreren 
Pindioden
natürlich das Signal abflacht ähnlich wie wen mehr Strahlung auf die 
Pindiode eintrifft.
War ein Interessantes Experiment zum Fragen beantworten :-)

von ArnoR (Gast)


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M.A. S. schrieb:
> Wie sieht eigentlich der zu erwartende Inpuls aus, den ein ankommendes
> Gamma- (oder auch Beta? je nach Abschirmung des Sensors)-Teilchen in so
> einer Diode erzeugt (Strommaximum und Zeitverlauf)?

Siehe Anhang. Strompuls aus einer BPX61 (=BPW34) in 10MOhm mit 5-facher 
Verstärkung. Das ist aber schon ein ziemlich großer Impuls.

> Gehe ich recht in der Annahme, dass man da nur sehr kurze und von der
> Amplitude her kleine Imulse erntet?

Genau. Die Amplitude des gezeigten Pulses ist etwa 
75mV/(5*10.000.000)=1,5nA.

> Das würde bedeuten, dass eine hohe Kapazität der Sensoranordnung den
> Impuls deutlich schmälert, was einer simplen Parallelschaltung mehrerer
> Dioden Grenzen setzen dürfte.

Auch richtig. Mit dem Detektor vom Kainka aus der Elektor 11/2011 (das 
ist die Schaltung, die der TO nachbauen will) sieht man ab etwa 3 Dioden 
parallel gar nichts mehr.

von ArnoR (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Die Amplitude des gezeigten Pulses ist etwa
> 75mV/(5*10.000.000)=1,5nA.

Sollte natürlich "65mV/(5*10.000.000)=1,3nA" lauten.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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ArnoR schrieb:
> Sollte natürlich "65mV/(5*10.000.000)=1,3nA" lauten.

Danke auch für deine Messungen, das hilft dem TO und dem freundlichem 
Fragesteller sicher weiter :-)

: Bearbeitet durch User
von M.A. S. (mse2)


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Sehr vielen Dank Patrick L. und ArnoR, das ist sehr erhellend.

Das dürft heißen man müsste die ganze Schaltung (zumindest den 
Analogteil) mehrmals bauen, wollte man die Empfindlichkeit durch 
Verwendung vieler Pindioden steigern.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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M.A. S. schrieb:
> Sehr vielen Dank Patrick L. und ArnoR, das ist sehr erhellend.
Gerne :-)
> Das dürft heißen man müsste die ganze Schaltung (zumindest den
> Analogteil) mehrmals bauen, wollte man die Empfindlichkeit durch
> Verwendung vieler Pindioden steigern.

Ja oder eben wie Vorgeschlagen mit einem Scanning, die Pindioden einzeln 
abfragen(Relativ hohe Scannfrequenz nötig)

Aber für die Applikation des TO könnte er tatsächlich 9 Pindioden 
einfach zusammenschalten.
Das Signal würde um rund 30% gedämpft.
Aber für ein reinen Count immer noch ausreichen ;-)

von Εrnst B. (ernst)


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ArnoR schrieb:
> Sollte natürlich "65mV/(5*10.000.000)=1,3nA" lauten.

Sorry, bin mit Hameg-Analog-Oszis sozialisiert worden...

Wie breit ist den der Puls, bzw wie ist die Zeitbasis?
Im Rigol-Screenshot steht oben "H 10us", ist das für einen Teil-Strich 
oder die ganze Bildschirmbreite? Oder zählen die "D 40us"?

Wie hast du die 5-Fache Verstärkung vor dem Tastkopf gemacht?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
> Die gibt es in SPICE nicht. Es gibt TT, transition time, das ist sowas
> ähnliches, aber eben nicht das Gleiche.

Les mal den Thread dazu:
Beitrag "Re: Fotodiode mit LTSpice simulieren"

Vielleicht sollte ich daran nochmal weiterforschen. Mittlerweile bin ich 
ja fortgeschritten und noch nicht ganz senil.

von ArnoR (Gast)


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Εrnst B. schrieb:
> Wie breit ist den der Puls, bzw wie ist die Zeitbasis?
> Im Rigol-Screenshot steht oben "H 10us", ist das für einen Teil-Strich
> oder die ganze Bildschirmbreite?

10µs je Kästchen (cm).

> Oder zählen die "D 40us"?

Das ist die Verschiebung gegenüber der Schirmmitte.

> Wie hast du die 5-Fache Verstärkung vor dem Tastkopf gemacht?

Mit einem Verstärker ;-)

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Wäre es da nicht möglich, direkt in der Fotodiode zu integrieren, wenn 
man eh nur an einer Gesamtdosis interessiert ist? Also die Fotodiode 
sich durch die Pulse aufladen lassen und z.B. einmal pro Sekunde die 
sich ergebende Spannung messen. Und dann die FD für einen Moment 
kurzuschließen, damit sie wieder integrieren kann. Geht das?


Gibt es eine Funktion, die die Wahrscheinlichkeit einer Doppeldetektion 
zweier in einem bestimmten Abstand liegender FD definiert? Wie "groß" 
räumlich ist ein Teilchen??

von ArnoR (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Wäre es da nicht möglich, direkt in der Fotodiode zu integrieren, wenn
> man eh nur an einer Gesamtdosis interessiert ist? Also die Fotodiode
> sich durch die Pulse aufladen lassen und z.B. einmal pro Sekunde die
> sich ergebende Spannung messen.

Nach meiner Erfahrung ist die mittlere Pulshöhe etwa 500pA und die 
Pulsdauer im µs-Bereich. Der Dunkelstrom der BPW34 ist 2nA (typ.), 30nA 
(max.). Da ist nach 1s nicht mehr viel von den detektierten Pulsen 
übrig.

von Michael L. (cybertracker)


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Danke für alle bisherigen Infos.
Ich veruch dann mal daraus mit meinem LAIEN-WISSEN schlau zu werden.

Patrick L. schrieb:
> Alternativ :
>
> Kann man auch einfach die 3x3 Pindioden zusammenschalten, verliert dabei
> aber ca 3% Genauigkeit bei Natürlicher Einstrahlung (Um höhere Dosen zu
> messen würde die Genauigkeit noch erheblich sinken! Das hat aber mit
> einem Wahrscheinlichkeitsgradient des Auftreffens unterschiedlicher
> Ladungsträger {Stralung} zu tun).
>
> Macht dann aber auch die auswert Software etwas Komplexer, da du dann
> Mit dem Onchip eCOMP0 auswerten musst, ob mehrere Pindioden
> gleichzeitig ein "eintreffen" melden, dann muss die Software nämlich
> dem Zähler nochmals einen "Tritt" geben, sonnst reduziert sich die
> Genauigkeit.
>
> Vor allem eine Spektralauswertung (eV), würde ein pures Zusammenschalten
> fast verunmöglichen, mit einer Genauigkeit grösser als 30% zu
> ermitteln).
> Wär aber für dein Vorhaben sicher ausreichend.
>
> Möglich wäre da auch eine "Würfelform" mit 6 Pindioden ;-)

Wäre beim Würfel nicht genau das Problem das die Ladung mehrer passiert 
höher?
Daher denke ich das 3x3 im 45° Winkel doch Ideal wären.
Oder Irre ich mich?

Patrick L. schrieb:
> Alt G. schrieb:
>> Wie kommst du auf das 900 fache?
>> Ist das nicht 9 mal mehr fläche, heisst das 9-fache?
>
> Das ist nicht ganz einfach zu erklären, das hat mit der Verteilung der
> Strahlen zu tun und damit das dies nicht etwa wie ein Laser, ein
> Kontinuierlicher strahl in die selbe Richtung senden, sondern besteht
> eine solche Strahlenquelle aus Elektronen, die irgend in eine Richtung,
> zufällig zu irgend einem Zeitpunkt, unterwegs sind (banal ausgedrückt
> für besseres Verständnis).
>
> Das heißt grad bei schwachen Strahlungsquellen die weiter entfernt
> sind(natürliche Strahlungsquellen Schwarzwald als Beispiel) ist durch
> die sehr kleine Fläche der Pindiode, die Wahrscheinlichkeit groß, diese
> gar nicht zu entdecken, und trotzdem ist sie da.
> So können von mehreren Strahlungsquellen Strahlen da sein aber trotzdem
> werden sie nicht registriert. Mit wachsender Größe des Sensors wächst
> die Wahrscheinlichkeit ein Elektron zu detektieren, so in etwa im
> Quadrat bzw 10er Potenz an.
> ....Man kann fast von einer Relativitätstheorie sprechen....LOL
>
> Daran Denken es soll ja dann nicht Flach sein, sondern rund oder
> Würfelform, wodurch auch Elektronen enteckt werden die in eine andere
> Richtung unterwegs sind ;-)
> Du musst hier 3-Dimensional denken ;-)

Die Dioden sollten doch eh von egal welcher Seite detektieren oder denke 
ich Falsch.
Da Beta und Gamma das ja durchdringen.
Bei einer Kugel würde es doch 2X detektieren.

Ich denk da wieder an kosten nutzen bei der Menge.
Auch wäre das bei der Platinen Fertigung wieder ein Problem.

Mir ist voll und ganz bewußt das ich nicht alles auffange.
Aber im Vergleich zu einem auf SBM-20 basierendem Sensor der ja auch 
nicht alles empfängt sollte es reichen.

Patrick L. schrieb:
> M.A. S. schrieb:
>> Sehr vielen Dank Patrick L. und ArnoR, das ist sehr erhellend.
> Gerne :-)
>> Das dürft heißen man müsste die ganze Schaltung (zumindest den
>> Analogteil) mehrmals bauen, wollte man die Empfindlichkeit durch
>> Verwendung vieler Pindioden steigern.
>
> Ja oder eben wie Vorgeschlagen mit einem Scanning, die Pindioden einzeln
> abfragen(Relativ hohe Scannfrequenz nötig)
>
> Aber für die Applikation des TO könnte er tatsächlich 9 Pindioden
> einfach zusammenschalten.
> Das Signal würde um rund 30% gedämpft.
> Aber für ein reinen Count immer noch ausreichen ;-)

Ich denke das wäre ausreichend.

Wolfgang schrieb:
> Michael L. schrieb:
>> Es geht darum Radioaktivität möglichst günstig und zuverlässig zu
>> messen.
>
> Was für Radioaktivität?
>
>> Allerdings abgewandelt um eine höhere Effizienz zu erreichen.
>
> Effizienz des Detektors ist nur ein Teil. Mehr als 100% wirst du nicht
> erreichen ;-)
> Für den Nachweis geringer Strahlungsflüsse brauchst du auf Grund der
> Teilcheneigenschaften Detektorfläche.

Sorry hab das eben übersehen.
Es geht um Natürliche aber auch unnatürliche Strahlung.
Um es mal ganz Simple zu sagen. Wir sind im aufbau eines 
Sensornetzwerkes für Verschiedene Daten.
DA unsere Unterstützer auch in der nähre von zumindest bekannter Ziviler 
Kernenergienutzung (Wandshut/Tihage) sowie auch Ehemaligen Abbaugebieten 
(Grunkelbach Mine) leben kam da die Idee dies etwas uns anzusehen.
Dies als Feste Stationen.



Wobei auch die Angst von Aufgewirbeltem Kontaminierten Staub bei der 
aktuellen Lage in der Ukraine und was mit dem Regen runter kommt eine 
rolle spielen.

Nein ich bin kein Hypochonder oder so. Aber Interessant ist es eben 
schon.

Auch die Natürliche Strahlung hier im Hochschwarzwald ich Lebe auf 1000 
MüM im Vergleich zu Freiburg oder Stuttgart.

Daher auch die Menge an Sensoren die Identisch sein sollten um zu 
vergleichen.

Da mir klar ist das je nach verwendetem Sensor diese Unterschiedlich 
sind.
Glasröhre M4001 mißt Alpha eben besser wie die SMB20 mit Metalgehäuse.

Wolfgang schrieb:
> Michael L. schrieb:
>> Es geht darum Radioaktivität möglichst günstig und zuverlässig zu
>> messen.
>
> Was für Radioaktivität?
>
>> Allerdings abgewandelt um eine höhere Effizienz zu erreichen.
>
> Effizienz des Detektors ist nur ein Teil. Mehr als 100% wirst du nicht
> erreichen ;-)
> Für den Nachweis geringer Strahlungsflüsse brauchst du auf Grund der
> Teilcheneigenschaften Detektorfläche.

Effizienz meine ich Batteriebetrieb. Dies hab ich auf Mindestens 1 Jahr 
Laufzeit ohne Solarunterstützung angepeilt.

von Bernd (Gast)


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Patrick L. schrieb:
> Ja oder eben wie Vorgeschlagen mit einem Scanning, die Pindioden einzeln
> abfragen(Relativ hohe Scannfrequenz nötig)
Wie genau frage ich eine Pindiode einzeln ab?

Die übliche Schaltung für eine Diode bzw. Detektor ist ein 
Transimpedanzverstärker (Strom -> Spannung) und anschließend ein 
Komparator. Danach kann man das Signal für eine akkustische, optische 
oder digitale Ausgabe aufbereiten. Wo soll da der 'Scanner' hin?

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Servus Bernd,
Bernd schrieb:
> Die übliche Schaltung für eine Diode bzw. Detektor ist ein
> Transimpedanzverstärker (Strom -> Spannung) und anschließend ein
> Komparator. Danach kann man das Signal für eine akkustische, optische
> oder digitale Ausgabe aufbereiten. Wo soll da der 'Scanner' hin?

Ja das ist richtig, desshalb kahm ja auch mein Vorschlag:
Patrick L. schrieb:
> Als Empfehlung für die Schaltung:
>
> Den ersten Halben LM358 würde ich mit dem TIA0 des MSP430FR2310
> realisieren,
> da der direkte Impedanz Verstärkung unterstützt, bzw dafür gemacht ist.
> Und die Schaltung ist ja eine Current Messung.
> Den zweiten Halben LM358 würde ich mit dem SAC0 des MSP430FR2310
> realisieren,
> Dieser passt ganz gut zu den Spezifikationen des auf deiner Grundlage
> designeten Schema :-)
>
> Und ganz nebenbei erspart es dir Widerstände und Poti, alles internal
> Hardwaremäßig lösbar ;-)
> Die Interconnection des SAC-Block erlaubt dir dann Direktes Zählen mit
> den Timern und auch noch über den Internen A/D Wandler eine Aussage über
> die Entladespannung zu machen, womit du sogar eine grobe Spektralanalyse
> machen kannst.
Weil der TIA0 ist ein  Transimpedanzverstärker (Strom -> Spannung)ist,
der intern mit einem (programmierbaren Komparator) und dem SAC0 
(programmierbaren  OpAmp) verbunden ist. Der Komparator triggert den 
Timer der als Counter funktioniert, und der SAC0 als Verstärker, damit 
die gemessenen eV zur Stralungsanalyse Spectralanalyse usw. mit dem 
Internen AD Wandler verwendet werden kann.
Und bei 0.50€ für ein Msp430FR2310, hast du eigentlich OpAmp und 
Transimpedanzverstärker  bezahlt und den µC mit AD Wandler, quasi gratis 
dazu.

Auch wenn du die Schaltung mehrfach aufbaust sind 50 Cent nicht 
"Schmerzhaft" aber eine hoch genaue Messsonde wird möglich.
Siehe dazu auch 
Post:Beitrag "Re: PIN Dioden Geiger"
und 
Post:Beitrag "Re: PIN Dioden Geiger"
und 
Post:Beitrag "Re: PIN Dioden Geiger"
73 55

: Bearbeitet durch User
von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)



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Habe mal schnell mit einem Launchpad eine Testschaltung aufgebaut.

Jeweils ein MSP430FR2310 vermag dank seinem sehr Hochohmigen TIA0 
Eingang (<3pA) bei 3V VCC 3 stück der Pindioden parallel geschaltet, Das 
Signal ist stark genug und wird ausgewertet und der Zähler zählt.

Bei Kosten vs Aufwand, Rechnung, wäre also für eine 3x3 Matrix die Beste 
Variante mit 3 MSP430 á 3 Pindioden zu realisieren. Erspart viel 
Gefrickel mit Switchmatrix und FET's ;-)
Da dann die Ganze Sache im LPM3 Mode laufen kann liegt der Strombedarf 
dann auch im µA Bereich.
(Die SAC im MSP430 und Timer müssen den in LPM3 Mode aktiv geschaltet 
sein)

@ TO Du hast dann noch den Vorteil, das du die Strahlrichtung X, Y und Z 
separat auswerten kannst, das macht dann eine Räumliche Darstellung 
möglich ;-)


73 55

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von Michael L. (cybertracker)


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Patrick L. schrieb:
> Habe mal schnell mit einem Launchpad eine Testschaltung aufgebaut.
>
> Jeweils ein MSP430FR2310 vermag dank seinem sehr Hochohmigen TIA0
> Eingang (<3pA) bei 3V VCC 3 stück der Pindioden parallel geschaltet, Das
> Signal ist stark genug und wird ausgewertet wird und der Zähler zählt.
>
> Bei Kosten vs Aufwand, Rechnung, wäre also für eine 3x3 Matrix die Beste
> Variante mit 3 MSP430 á 3 Pindioden zu realisieren. Erspart viel
> Gefrickel mit Switchmatrix und FET's ;-)
> Da dann die Ganze Sache im LPM3 Mode lauufen kann ligt der strombedarf
> dan auch im µA Bereich.
> (Die SAC im MSP430 und Timer müssen den in LPM3 Mode aktiv geschaltet
> sein)
>
> @ TO Du hast dan noch den Vorteil, das du die Strahlrichtung X, Y und Z
> seperat auswerten kannst, das macht dan eine Räumliche Darstellung
> möglich ;-)
>
>
> 73 55

Aktuell sagt er mir einen Preis von 2.32$/S MSP430.
Das bedeutet aber auch das ich die Programierpins 3x auslegen muß. Da ja 
jeder einzeln Programmiert werden muß.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)



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Michael L. schrieb:
> Aktuell sagt er mir einen Preis von 2.32$/S MSP430.

Mir sagt er aber bei einer Stange nur 0.59$ :-)

> Das bedeutet aber auch das ich die Programierpins 3x auslegen muß. Da ja
> jeder einzeln Programmiert werden muß.

Ja Richtig aber DRINGEND auf das richtige Gehäuse achten, den nur 
das(Siehe Bilder) Gehäuse hat den Hochohmigen [TRI0-] Input Pin!

: Bearbeitet durch User
von ArnoR (Gast)


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Patrick L. schrieb:
> Das
> Signal ist stark genug und wird ausgewertet und der Zähler zählt.

Was soll denn das bedeuten? Deine oben gezeigten Bilder haben einen 
Signal-Rauschabstand von etwa 6dB, da gehen doch 99% aller Impulse 
verloren. Der TIA im MSP430 rauscht ja auch ganz ordentlich.

Im Anhang mal ein Bild mit mehreren Pulsen und ziemlich hoch liegendem 
Triggerpegel (sonst wäre unten alles "zugemüllt"). Man sieht sogar, daß 
sich in bestimmten Regionen die Pegel häufen, so daß man evtl. eine Art 
Spektroskopie machen kann.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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ArnoR schrieb:
> Was soll denn das bedeuten? Deine oben gezeigten Bilder haben einen
> Signal-Rauschabstand von etwa 6dB, da gehen doch 99% aller Impulse

Logisch das war auch nur schnell auf einem Lochraster aufgebaut und auch 
noch in der Bleiglasstrahlenschutzkapelle mit FL Röhre! als Licht, an 
einem HP Messverstärker fliegend verdrahtet (Ich MUSS die 
Strahlenschutzbestimmungen für solche Versuche in der Firma beachten)
Deshalb hat das Oszibild auch die Coole Farbe LOL

Ergo:
Wenn sauber aufgebaut, ist das Rauschen praktisch weg, und bereits mit 
dem Launchpad außerhalb der Kapelle (Ohne die lästige FL Röhre in der 
Kapelle),
Rauscht der MSP430 nur noch minimal.
Heist sauber aufgebaute Schaltung, auf die Anwendung optimiert, reicht 
das Signal mit genügend Reserve :-)

ArnoR schrieb:
> so daß man evtl. eine Art
> Spektroskopie machen kann.

Ja bei guter Abschirmung der Schaltung durchaus,
inklusive einer Richtungsbestimmung.
Was grad für die vom TO angestrebte Anwendung sehr Interessant machen 
dürfte.

In einem von mir schon mal Geposteten Link hat es zur Spektroskopie 
sogar Hard und Software Beispiele.

Zitat so in etwa:
...Die gemessenen µV des AD steuern dann die Speicherzelle im Array wo 
gezählt wird, womit eine Spektroskopie möglich wird.....

: Bearbeitet durch User
von Michael L. (cybertracker)


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Morgen,
so der Leie versucht mal den Anfang zu machen.
Wie gesagt bin ich da leider nicht so bewandert
Chip Preis hab ich auch mal angehängt was er mir sagt.

Den 2. Teil des LM358 brauch ich doch Theoretisch nicht. Da ich keine 
Ausgabe per LED oder Piezo möchte. Das soll ja später per I2C augelesen 
werden.

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von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Die Pins für die Kommunikation und den TIA0 Eingang im Bild :-)

Michael L. schrieb:
> Den 2. Teil des LM358 brauch ich doch Theoretisch nicht. Da ich keine
> Ausgabe per LED oder Piezo möchte. Das soll ja später per I2C augelesen
> werden.

Den Internen Komparator brauchst du für ein sauberes "Zählen" ohne 
Rauschen.

Der interne OpAmp , wenn du eine Spektralanalyse machen willst, braucht 
dan aber ordentlich mehr "Saft" also würde ich das nur so 2x im Tag über 
Zeit "X" machen (Aktiv Mode ca 1mA).

Das Spart dann Strohm, weil er die übrige Zeit im LPM3 Mode ist.

: Bearbeitet durch User
von Michael L. (cybertracker)


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Hier noch eine Info an alle die das auch Interessiert.
Da ich die Platinen dazu ja fertigen lasse. wäre es daher möglich mehr 
zu bestellen.
Also meine mit Projekt Logo und einen Teil ohne, die ich dann zum 
Selbstkostenpreis/Anteilig Port und Versand zu euch abgeben würde wenn 
Interesse besteht.

Natürlich mit Schaltplan,Teileleiste usw.

Ich werde die Platine mit einer Sollbruchstelle ausrüsten. Das man die 
Dioden abtrenne kann und per Pins den Winkel ändern kann.

: Bearbeitet durch User
von Michael L. (cybertracker)


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Patrick L. schrieb:
> Die Pins für die Kommunikation und den TIA0 Eingang im Bild :-)
>
> Michael L. schrieb:
>> Den 2. Teil des LM358 brauch ich doch Theoretisch nicht. Da ich keine
>> Ausgabe per LED oder Piezo möchte. Das soll ja später per I2C augelesen
>> werden.
>
> Den Internen Komparator brauchst du für ein sauberes "Zählen" ohne
> Rauschen.
>
> Der interne OpAmp , wenn du eine Spektralanalyse machen willst, braucht
> dan aber ordentlich mehr "Saft" also würde ich das nur so 2x im Tag über
> Zeit "X" machen (Aktiv Mode ca 1mA).
>
> Das Spart dann Strohm, weil er die übrige Zeit im LPM3 Mode ist.

Pins sind eingefügt. Bild kommt bei der nächsten großen Änderung.

Da die Stationen sowieso per Solar geladen werden sollte das weniger ein 
Problem sein.
Der Geiger ist ja nur ein Teil der meisten Stationen deshalb auch das 
auslesen per I2C.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Nochmal zur besseren Übersichtlichkeit (anhand PN Fragen) die Interne 
Verschaltung als Beispiel für diese Anwendung im Bild ;-)
Der (-) in des OpAmp wird auch extern für GainAdj gebraucht hat aber 
beim Bild-Export wohl die Einfärbung mit Rot nicht übernommen ;-)

: Bearbeitet durch User
von Michael L. (cybertracker)


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Guten Morgen,
ich hab den Schaltplan mal angepaßt.
Ich hab mich jetzt doch entschiedenen eine LED und Piezo optional mit 
drauf zu bauen.
Sig0-2 kommen von den 3 MSP.

Dies soll an die Tragbaren Sensoren zum erkunden kommen. Bei diesen 
werden die Werte auch per Display ausgegeben.<

Ich hoffe mal es paßt alles so. Es darf gerne gemeckert werden oder 
besser/einfachere Lösungen angeboten werden.

Ich denke es würde auch gehen die 3 Signal Eingänge mit einem Transistor 
und 3 Dioden zu lösen.

: Bearbeitet durch User
von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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PS Für das Handgerät, würde ich dir dann ein anderer MSP430 als Master 
vorschlagen, der grad ein LCD Kontroller Onboard hat, geeignete LCD_s 
habe ich noch Lager, da ich ja auch Kunden-Projekte für Geiger habe, da 
kannst du sicher für den Einstandspreis LCD's haben ;-)

Ansonsten siehe Nachricht mit weiteren Tipps, die ich dir heute Morgen 
gesendet habe :-)

: Bearbeitet durch User
von Michael L. (cybertracker)


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Aktueller Stand:
Kommunikaton unter den MSP per SPI, LED PIEZO am PWM Port.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Das isst dann wohl das Master Schema?

von Michael L. (cybertracker)


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Patrick L. schrieb:
> Das isst dann wohl das Master Schema?

JA, die Slave sind ja später fast Identisch.
Nur eben ohne I2C, ohne Sig zum Lautsprecher  und eben die nur die 
jeweilige CS Leitung.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Michael L. schrieb:
> JA, die Slave sind ja später fast Identisch.
> Nur eben ohne I2C, ohne Sig zum Lautsprecher  und eben die nur die
> jeweilige CS Leitung.

Jep so in Etwa :-)...und jede menge Block-Kondensatoren so wie 
Ferritperlen jeweils in der VCC Leitung des MSP430 nicht vergessen. Wir 
haben da Signale von pA! da stört alles was auch nur ein Bisschen den 
Anschein von Elektrizität hat :-S
Wenn wir dann ans Layouten gehen, wirst du auf einiges achten müssen, 
dass das auch noch neben Handyzählen, auch noch Ladungsträger sieht ;-)

Geigerzähler bauen ist nix für schwache nerven ...LOL

von Michael L. (cybertracker)


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Patrick L. schrieb:
> Michael L. schrieb:
>> JA, die Slave sind ja später fast Identisch.
>> Nur eben ohne I2C, ohne Sig zum Lautsprecher  und eben die nur die
>> jeweilige CS Leitung.
>
> Jep so in Etwa :-)...und jede menge Block-Kondensatoren so wie
> Ferritperlen jeweils in der VCC Leitung des MSP430 nicht vergessen. Wir
> haben da Signale von pA! da stört alles was auch nur ein Bisschen den
> Anschein von Elektrizität hat :-S
> Wenn wir dann ans Layouten gehen, wirst du auf einiges achten müssen,
> dass das auch noch neben Handyzählen, auch noch Ladungsträger sieht ;-)
>
> Geigerzähler bauen ist nix für schwache nerven ...LOL

Deswegen auch Stück für Stück. Hab ja keinen Zeitdruck. Lieber 
Ordentlich und alles bedacht. Sowie unterschiedliche 
Einsatzmöglichkeiten.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Michael L. schrieb:
> Wir sind im aufbau eines
> Sensornetzwerkes für Verschiedene Daten.
> Da unsere Unterstützer auch in der nähre von zumindest bekannter Ziviler
> Kernenergienutzung (Wandshut/Tihage) sowie auch Ehemaligen Abbaugebieten
> (Grunkelbach Mine) leben

Hallo Michael,

interessantes Projekt. In welcher Form kann man euch unterstützen?
Hätte Lust auch so eine oder mehrere Stationen aufzustellen. Zeit für 
Basteln habe ich leider weniger.

Bin in PLZ 90766.

Viele Grüße

von Markus (Gast)


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Also, wenn man unseren Behörden vertrauen möchte, dann kann man sich das 
selbst Betreiben eines Messtellennetzes sparen:

https://odlinfo.bfs.de/ODL/DE/themen/wo-stehen-die-sonden/karte/karte_node.html

von Michael L. (cybertracker)


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Markus schrieb:
> Also, wenn man unseren Behörden vertrauen möchte, dann kann man sich das
> selbst Betreiben eines Messtellennetzes sparen:
>
> https://odlinfo.bfs.de/ODL/DE/themen/wo-stehen-die-sonden/karte/karte_node.html

Ehrliche Antwort dazu. Wenn ich den täglichen Wetterbericht ansehe und 
die realen gemessenen Werte vergleiche dann weichen die immer erheblich 
ab.

Es geht hier auch einfach um eine unabhängige weitere Instanz. Und 
einfach die Neugierde.
Sei es etwas eigenes auf die Beine zu stellen oder die Technik.

Beitrag #7229790 wurde vom Autor gelöscht.
von Michael L. (cybertracker)


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Guten Morgen,
ich bin jetzt mal wieder da dran gekommen.
Aktuelle Änderungen:
1. Slave hinzugefügt
2. SPI verdrahtet
3. Abblockkondensatoren eingesetzt
4. Programierports gesetzt.

Ich hab es mal als PDF angehängt das man es besser ansehen kann.
Wo und welche Feritperlen sollten noch rein und stimmen die 
Kondensatoren?
Danke

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Michael L. schrieb:
> Wo und welche Feritperlen sollten noch rein und stimmen die
> Kondensatoren?

Die 100pF Kannst du dir Sparen.
Normal würde ich folgendes Empfehlen(Bild):

Die 4,7µF CerCos gibt es in 0603 die 100nF in 0402
Die Ferrit-perle gibt es in 0603 :
wobei ich folgende Empfehle.Teile Nr:
BLM18KN121EH1D:
Link bei 
Farnell:https://de.farnell.com/murata/blm18kn121eh1d/ferritperle-120-ohm-25-0603/dp/3652394RL
Diese Teile liegen bei mir Rollen-weise Lager, da sich diese 
Kombination, bei empfindlichen Messschaltungen bis heute sehr bewährt 
haben.

Durch diese Schaltung hast du die Gewährleistung das keine Störeinflüsse 
die sehr empfindliche [pA] Messung durch Spikes in der Speisung 
beeinflusst werden.

: Bearbeitet durch User
von Michael L. (cybertracker)


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Wurde angepaßt.
Ferritkern hab ich einen anderen der in der Bibliothek verfügbar war 
genommen ist aber auch ein 0603.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Ich habe vor für dieses Projekt von den Pindioden zu bestellen:
https://www.tme.eu/de/details/temd5080x01/fotodioden/vishay/?brutto=1&currency=EUR

Möchte sich wer beteiligen?

von Michael L. (cybertracker)


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Patrick L. schrieb:
> Ich habe vor für dieses Projekt von den Pindioden zu bestellen:
> 
https://www.tme.eu/de/details/temd5080x01/fotodioden/vishay/?brutto=1&currency=EUR
>
> Möchte sich wer beteiligen?

Ich brauch ja allein für 10-20 Sensoren 90-180 Stk.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Ich würde zuerst mal eine kleine Musterlieferung bestellen, sie dann 
Testen und wenn sie ein gutes Messergebnis in der Radiumkapelle liefern,
 "die große Ladung" (wahrscheinlich eine Rolle um den preis noch runter 
zu kriegen) bestellen.

Alternativ:
Für α-Strahlung würde ich noch muster von dieser Ordern:
https://www.tme.eu/de/details/bpw20rf/fotodioden/vishay/?brutto=1
Würde dann das Deckglas gegen Glimmer tauschen das für α-Strahlung 
transparent ist ;-)

von nona (Gast)


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Patrick L. schrieb:
> Für α-Strahlung würde ich noch muster von dieser Ordern:

Wozu willst Du Alpha-Strahlung scannen? Die Reichweite von 
Alpha-Strahlung in Luft beträgt ca 10 cm

von Michael L. (cybertracker)


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nona schrieb:
> Patrick L. schrieb:
>> Für α-Strahlung würde ich noch muster von dieser Ordern:
>
> Wozu willst Du Alpha-Strahlung scannen? Die Reichweite von
> Alpha-Strahlung in Luft beträgt ca 10 cm

Das Denke ich auch das Alpha da kaum der rede wert ist.

von Michael L. (cybertracker)


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Patrick L. schrieb:
> Ich würde zuerst mal eine kleine Musterlieferung bestellen, sie dann
> Testen und wenn sie ein gutes Messergebnis in der Radiumkapelle liefern,
>  "die große Ladung" (wahrscheinlich eine Rolle um den preis noch runter
> zu kriegen) bestellen.
>
> Alternativ:
> Für α-Strahlung würde ich noch muster von dieser Ordern:
> https://www.tme.eu/de/details/bpw20rf/fotodioden/vishay/?brutto=1
> Würde dann das Deckglas gegen Glimmer tauschen das für α-Strahlung
> transparent ist ;-)

Das ja aber bei den Platinen werde ich gleich alle bestellen das es sich 
wegen dem Porto lohnt. Da ist das Porto mehr wie die Platinen.

Ich muss sowieso noch andere Designen.

von ArnoR (Gast)


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Michael L. schrieb:
>> Wozu willst Du Alpha-Strahlung scannen? Die Reichweite von
>> Alpha-Strahlung in Luft beträgt ca 10 cm
>
> Das Denke ich auch das Alpha da kaum der rede wert ist.

Außer dann wenn der Fallout herunterrieselt. Könnte bald aktuell sein:

https://www.n-tv.de/politik/Schoigu-wirft-Ukraine-Atombomben-Plaene-vor-article23669303.html

von Michael L. (cybertracker)


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ArnoR schrieb:
> Michael L. schrieb:
>>> Wozu willst Du Alpha-Strahlung scannen? Die Reichweite von
>>> Alpha-Strahlung in Luft beträgt ca 10 cm
>>
>> Das Denke ich auch das Alpha da kaum der rede wert ist.
>
> Außer dann wenn der Fallout herunterrieselt. Könnte bald aktuell sein:
>
> 
https://www.n-tv.de/politik/Schoigu-wirft-Ukraine-Atombomben-Plaene-vor-article23669303.html

Ich glaube soweit wird keiner gehen. Hoffen wir mal. Ich denke aktuell 
eher an den Kontaminierten Staub der aufgewirbelt wird und auch bis 
hierher getragen werden kann.
Sowie Änderung der natürlichen Radioaktivität.

Und ja auch zum  Messen bei Ausflügen gerade an der KrunkelbachMiene.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Ich werde α-Strahlung Sensoren bauen,
um genau das zu prüfen, den Natürliche α-Strahlung,
gibt es auf der "Montagehöhe" der Messstationen nicht,
da wie korrekt schon erwähnt, je nach Luftqualität,
nicht weiter als ca 10 cm ~ 20 cm reichen.
So ist dies ein sehr zuverlässiger Indikator,
dass sich Aktiver Staub in der Luft befindet.
Das wiederum kann grad in einem Gebiet, wie Schwarzwald sehr nützlich 
sein. Da man den "Staub" sonst wegen der hohen natürlichen Strahlung, 
erst zu spät oder gar nicht bemerken würde.

;-)

von Michael L. (cybertracker)


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Patrick L. schrieb:
> Ich werde α-Strahlung Sensoren bauen,
> um genau das zu prüfen, den Natürliche α-Strahlung,
> gibt es auf der "Montagehöhe" der Messstationen nicht,
> da wie korrekt schon erwähnt, je nach Luftqualität,
> nicht weiter als ca 10 cm ~ 20 cm reichen.
> So ist dies ein sehr zuverlässiger Indikator,
> dass sich Aktiver Staub in der Luft befindet.
> Das wiederum kann grad in einem Gebiet, wie Schwarzwald sehr nützlich
> sein. Da man den "Staub" sonst wegen der hohen natürlichen Strahlung,
> erst zu spät oder gar nicht bemerken würde.
>
> ;-)

Gutes Argument. Ok, gebe dir recht.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Ich habe jetzt mal 20 stk {TEMD5080X01} für die ersten Tests bestellt.

Falls die Tests gut verlaufen, werde ich je nach ev. weiteren Anfragen 
eine Rolle ordern.

Möglich ist ev dass ich "Bare Die" bestellen kann, dann werde ich sie 
grad direkt zu Netzwerken Bonden.
Wäre dann für α-Strahlungsdetectoren von Vorteil, kein Gehäuse 
auffräsen.

;-)

: Bearbeitet durch User
von Michael L. (cybertracker)


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Morgen,
welche Dioden sollen da jetzt genommen werden?
Es gibt ja verschiedene:
https://lcsc.com/search?q=BPW34
Es gibt dort auch schon günstigere.

Die sollte ich wissen wegen dem Layout besser gesagt der Solderpads.

Da der Schaltplan jetzt ja fertig ist kommt nun das Laypout.
Da werde ich am Wochenende dran gehen da ich langes Wochenende habe.

Geplant ist die Dioden per Sollbruchstelle abtrennbar zu machen. Mit den 
entsprechenden Pads kann man es dann abtrenne und Mit Pinleisten anders 
anbauen um die Dioden zum Beispiel im Rechten Winkel zur Elektronik oder 
45° aufzustecken.

Aktuell mach ich mir aber auch gedanken wie man die gegen Licht 
abschattet.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Moin Michael,

Michael L. schrieb:
> Geplant ist die Dioden per Sollbruchstelle abtrennbar zu machen.
Das halte ich für keine gute Idee!

Du musst die Dioden so nah wie möglich an den MSP430 platzieren,
Noch vorher wäre die Variante dass du das Design so machst dass man 
jeweils ein 3Dioden + µC Part, trennen kann, oder eben weitere an 
kaskadieren.

Das Problem ist bei Signalen im pA Bereich ist jeder mm Kabel eine 
Antenne für Umwelteinflüsse.
Und bei dem herrschenden Elektrosmog, würde wahrscheinlich schon 2cm 
Kabel zu wildem "Geknacke" führen!
Ich hoffe das die Bestellten Dioden, noch heute oder morgen eintreffen, 
dann kann ich die auf deren Eignung testen.

Um ein gutes Leitungsarmes Design zu ermöglichen, habe ich ja extra die 
SMD Version bestellt.

73 55

von Michael L. (cybertracker)


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Patrick L. schrieb:
> Moin Michael,
>
> Michael L. schrieb:
>> Geplant ist die Dioden per Sollbruchstelle abtrennbar zu machen.
> Das halte ich für keine gute Idee!
>
> Du musst die Dioden so nah wie möglich an den MSP430 platzieren,
> Noch vorher wäre die Variante dass du das Design so machst dass man
> jeweils ein 3Dioden + µC Part, trennen kann, oder eben weitere an
> kaskadieren.
>
> Das Problem ist bei Signalen im pA Bereich ist jeder mm Kabel eine
> Antenne für Umwelteinflüsse.
> Und bei dem herrschenden Elektrosmog, würde wahrscheinlich schon 2cm
> Kabel zu wildem "Geknacke" führen!
> Ich hoffe das die Bestellten Dioden, noch heute oder morgen eintreffen,
> dann kann ich die auf deren Eignung testen.
>
> Um ein gutes Leitungsarmes Design zu ermöglichen, habe ich ja extra die
> SMD Version bestellt.
>
> 73 55

OK. muss ich mal am Wochenende probieren
Es wäre eben Ideal da man die so auch im 90° Winken anordnen kann für 
Handsender und 45° für die Sesoren.
Alternativ so klein hinbekommen das man es nach Belieben anordnen kann.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Michael L. schrieb:
> Alternativ so klein hinbekommen das man es nach Belieben anordnen kann.

Genau dass :-)

von A-Freak (Gast)


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Nur zum Verständnis gefragt:

Wenn ich jetzt ein Gammaquant durch die Fotodiode gehen lasse und den 
Impuls wie auf dem Oszilogramm mal so ganz grob zu 40µSek * 1,5nA nehme, 
kann ich dann sagen daß das einer Ladungsmendge von 0,06pC entspricht.

Kann ich das dann so weiter interpretieren wenn ich z.B. eine Kapazität 
von 10pF habe, daß die dann auf 6mV geladen wird?

ArnoR schrieb:
> M.A. S. schrieb:
>> Wie sieht eigentlich der zu erwartende Inpuls aus, den ein ankommendes
>> Gamma- (oder auch Beta? je nach Abschirmung des Sensors)-Teilchen in so
>> einer Diode erzeugt (Strommaximum und Zeitverlauf)?
>
> Siehe Anhang. Strompuls aus einer BPX61 (=BPW34) in 10MOhm mit 5-facher
> Verstärkung. Das ist aber schon ein ziemlich großer Impuls.
>
>> Gehe ich recht in der Annahme, dass man da nur sehr kurze und von der
>> Amplitude her kleine Imulse erntet?
>
> Genau. Die Amplitude des gezeigten Pulses ist etwa
> 75mV/(5*10.000.000)=1,5nA.
>
>> Das würde bedeuten, dass eine hohe Kapazität der Sensoranordnung den
>> Impuls deutlich schmälert, was einer simplen Parallelschaltung mehrerer
>> Dioden Grenzen setzen dürfte.
>
> Auch richtig. Mit dem Detektor vom Kainka aus der Elektor 11/2011 (das
> ist die Schaltung, die der TO nachbauen will) sieht man ab etwa 3 Dioden
> parallel gar nichts mehr.

von Michael L. (cybertracker)


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Patrick L. schrieb:
> Michael L. schrieb:
>> Alternativ so klein hinbekommen das man es nach Belieben anordnen kann.
>
> Genau dass :-)

Geht auch beidseitig bestücken?

von ArnoR (Gast)


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A-Freak schrieb:
> Wenn ich jetzt ein Gammaquant durch die Fotodiode gehen lasse und den
> Impuls wie auf dem Oszilogramm mal so ganz grob zu 40µSek * 1,5nA nehme,
> kann ich dann sagen daß das einer Ladungsmendge von 0,06pC entspricht.
>
> Kann ich das dann so weiter interpretieren wenn ich z.B. eine Kapazität
> von 10pF habe, daß die dann auf 6mV geladen wird?

Ich denke, daß das so in etwa hinkommt. Jedenfalls entspricht das meinen 
Erfahrungen.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Michael L. schrieb:
> Geht auch beidseitig bestücken?

Nur wenn unbedingt nötig,
Einseitig hat den Vorteil dass du auf der Unterseite eine Durchgehende 
Ground-Plabe hast.
Solche Empfindliche Messschaltungen baue ich immer einseitig auf, und 
mache außer der GND keine weitere Leiterbahn auf der Rückseite.
Soll heißen bevor ich eine Durchkontaktierung mache, kommt ein 0Ohm 
Widerstand hin der dann die Leitung überbrückt.
Also unten GND oben VCC als Plane und alle Leiterbahnen auf der VCC 
Seite im Kreuzungsfall ein 0Ohm Widerstand.

Danach meist ei Weißblech-Gehäuse drum, mit einem Ausschnitt dort wo die 
PinDioden sind.
Dort dann für α-Strahlung ein Glimmer oder für die anderen Strahlen ein 
Alufolien-Verschluss. Fertig.

Damit gibt es die rauschärmsten Schaltungen überhaut.

A-Freak schrieb:
> Kann ich das dann so weiter interpretieren wenn ich z.B. eine Kapazität
> von 10pF habe, daß die dann auf 6mV geladen wird?

Nicht Direkt, das hängt mit der Messbelastung der Messverstärkers (I/U 
Wandler), den Kapazitäten der Leiterbahnen, dem Grund-rauschen und nicht 
zuletzt mit der Konstruktionsweise der PinDiode zusammen.

Bei so kleinen Signalen ist das eine komplett Aufbau-weise 
zusammenhängende Größe.
Aber Faustregelmässig würde das etwa Hinkommen.
Siehe Meßung Beitrag 
:Beitrag "Re: PIN Dioden Geiger"

Gruß

von Bernd K. (bmk)


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Michael L. schrieb:
>
> Effizienz meine ich Batteriebetrieb. Dies hab ich auf Mindestens 1 Jahr
> Laufzeit ohne Solarunterstützung angepeilt.

Mal eine Idee hierzu.

Primärzellen mit der Chemie Thionylchlorid SOCl2 haben ein 
Alleinstellungsmerkmal:
Die Spannung von 3,6V ist von Anfang bis Ende (nahezu) gleich und man 
erspart sich hierbei einen Spannungsregler (siehe Datenblatt):

https://de.elv.com/ultralife-lithium-batterie-uhe-er26500-9000-mah-250259

Bei 9Ah und Dauerbelastung von 1mA haben wir die Laufzeit von 1 Jahr.
Gibt es auch bis 19Ah (Größe D), dann 2mA und Laufzeit 1 Jahr.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Patrick L. schrieb:
> Danach meist ei Weißblech-Gehäuse drum,

Warum eigentlich Weißblech und nicht Alu? Weißblech wird ja auch meist 
bei HF-Gehäusen verwendet.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Mohandes H. schrieb:
> Warum eigentlich Weißblech und nicht Alu? Weißblech wird ja auch meist
> bei HF-Gehäusen verwendet.

Genau darum Sehr viele HF Sender (Handy, Flugfunk, Umsetzer usw. sind HF 
Sender und Indizieren entladungen in Leitungen und Bauteilen.
Weißblech ist ein hervorragender HF Blocker.
So können diese Quellen kein "Count" verursachen.

MfG

von Michael L. (cybertracker)


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Bernd K. schrieb:
> Michael L. schrieb:
>>
>> Effizienz meine ich Batteriebetrieb. Dies hab ich auf Mindestens 1 Jahr
>> Laufzeit ohne Solarunterstützung angepeilt.
>
> Mal eine Idee hierzu.
>
> Primärzellen mit der Chemie Thionylchlorid SOCl2 haben ein
> Alleinstellungsmerkmal:
> Die Spannung von 3,6V ist von Anfang bis Ende (nahezu) gleich und man
> erspart sich hierbei einen Spannungsregler (siehe Datenblatt):
>
> https://de.elv.com/ultralife-lithium-batterie-uhe-er26500-9000-mah-250259
>
> Bei 9Ah und Dauerbelastung von 1mA haben wir die Laufzeit von 1 Jahr.
> Gibt es auch bis 19Ah (Größe D), dann 2mA und Laufzeit 1 Jahr.

Wäre auch eine Idee. AKtuell setze ich eben LiPos ein da ich diese genug 
hier habe.
Eine Serie wurde auch mal mit LiFePo4 gebaut, diese haben auch keinen 
LDO drauf.

Da ich aber von Mindestens 1 Jahr rede sind Akkus eben besser. Auch 
wegen Müllvermeidung.
Auch sind einige Sensoren an Orten an die ich nicht immer ran komme.

Meine Solarsensoren laufen bisher über 2 Jahre so Problemlos trotz der 
Strengen Winter hier und unter -20°C.

von A-Freak (Gast)


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Danke, dann sehe ich Möglichkeiten das mit handlesüblichen Opamps wie 
dem TL071 weiterzuverarbeiten


ArnoR schrieb:
> A-Freak schrieb:
>> Wenn ich jetzt ein Gammaquant durch die Fotodiode gehen lasse und den
>> Impuls wie auf dem Oszilogramm mal so ganz grob zu 40µSek * 1,5nA nehme,
>> kann ich dann sagen daß das einer Ladungsmendge von 0,06pC entspricht.
>>
>> Kann ich das dann so weiter interpretieren wenn ich z.B. eine Kapazität
>> von 10pF habe, daß die dann auf 6mV geladen wird?
>
> Ich denke, daß das so in etwa hinkommt. Jedenfalls entspricht das meinen
> Erfahrungen.

von A-Freak (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> Patrick L. schrieb:
>> Danach meist ei Weißblech-Gehäuse drum,
>
> Warum eigentlich Weißblech und nicht Alu? Weißblech wird ja auch meist
> bei HF-Gehäusen verwendet.

Außerdem ist Weißblech gut lötbar und entwickelt keine harten 
oislierenden Oxidschichten wie Aluminium, man kann Weißblechgehäuse also 
viel besser rundum sicher kontaktieren

von M.A. S. (mse2)


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Patrick L. schrieb:
> Dort dann für α-Strahlung ein Glimmer oder für die anderen Strahlen ein
> Alufolien-Verschluss. Fertig.
Das ist noch ein Punkt, der mich interessiert:
Wie verdunkelt man die Dioden zuverlässig, ohne die zu messende 
Strahlung zu blocken.

Von Alphastrahlung würde ich nicht einmal erwarten, dass sie überhaupt 
in das Diodengehäuse eindringt, schließlich lässt sie sich durch ein 
Blatt Papier abschirmen und hat in Luft nur eine Reichweite von einigen 
cm.

Betastrahlung ist deutlich durchdringender, jedoch mit Alufolie 
abschirmbar.

Lediglich Gammastrahlung kommt überall (mehr oder weniger) gut durch, 
wechselwirkt dafür aber auch schwach mit dem Sensor.

Hat 'mal jemand von Euch irgendwie verifiziert, welche Strahlungsart Ihr 
wirklich registriert und wie stark?
Und wenn ja: wie?

: Bearbeitet durch User
von the duke (Gast)


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M.A. S. schrieb:
> Lediglich Gammastrahlung kommt überall (mehr oder weniger) gut durch,
> wechselwirkt dafür aber auch schwach mit dem Sensor.

Die Wechselwirkung scheint auch abhängig von dem Energie der Gamma 
Strahlung zu sein.
Schaut euch mal das erste Diagramm  (Absorption of gamma radiation (23 
°C)) in diesem Dokument an.:
 https://www.first-sensor.com/cms/upload/datasheets/X100-7_THD_3001447_3001448.pdf

Materialdicke der Pin-Diode ist selbst bei diesen, speziell für die 
Strahlungsmessung gebauten Pin-Dioden recht dünn ist, mit dem Effekt das 
ein Teil der Gamma Strahlung mit höhere Energie, einfach durch das 
Material geht ohne irgend eine Wirkung  zu hinterlassen.

First-sensor setzt deswegen ein bis zu 8mm dickes Szintillationsmaterial 
( CsI:Tl) vor die Pin Diode.
Das Problem mit der dünnen Materialdicke der Pin-Diode dürfte bei einer 
Fotodiode eher größer sein. Hier geht es um Volumen.
Ich möchte hier echt nicht den Miesmacher machen. Ich will nur darauf 
hinweisen das man bei den Fotodioden bastellösungen wirklich nur von 
sehr einfachen Detektoren sprechen kann. Zur Messung der Gamma 
Ortsdosisleistung (ODL) halte ich das für ungeeignet. Aber dafür gibt es 
ja das öffentliche Messnetz. Bei radioaktiven Schwebestoffen könnte es 
allerdings sein das eine Gamma-ODL Messung kaum oder gar keine  Erhöhung 
feststellbar ist, obwohl ein Inkorporieren dieser Stoffe durchaus eine 
Gefährdung darstellt. Beispiel: Alpha Strahlung kommt zwar kaum durch 
ein Blatt Papier oder auch Haut, aber locker durch eine Zellwand in der 
Lunge - Ergebnis Lungenkrebs (Stichworte Bergmannspest / Radon).
Da wir aber nicht wissen worauf diese einfachen Pin-Dioden Detektoren 
überhaupt ansprechen,  halte ich es für sinnvoll in Falle eines erhöhten 
„Messwertes“ zusätzliche Luftansaugung durch eine Filter oder 
Aktivkohlefilter zu starten, um im nach hinein eine Bestimmung der 
Nuklide bzw. deren Folgeprodukte im Labor möglich zu machen. Ich hab 
schon überlegt ob man nicht so was mit einem sehr langsam laufenden 
Tesafilm-Rolle machen könnte. Dann konnte man das evtl. auch zeitlich 
auflösen.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Wir haben ein Meßlabor, (Siehe vorhergehender Post von mir mit 
Messungen)

Da werde ich mit verschiedenen Stoffen versuche machen und feststellen 
auf welche Stoffe die PinDiode wie reagiert. ;-)

: Bearbeitet durch User
von the duke (Gast)


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Das ist super damit wird das doch deutlich enstzunehmender. Würde mich 
freuen von euren Ergebnissen zu hören.

von the duke (Gast)


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first sensor zeigen in dem Dokument einen Vertstärker mit dem LMC662
https://www.first-sensor.com/cms/upload/datasheets/gamma-ray-detection.pdfhttps://www.first-sensor.com/cms/upload/datasheets/gamma-ray-detection.pdf

Ich hatte den OP bzw. den LMC660 (die 4-op version) schon länger auf dem 
Schirm die sind extrem hochohmig >1 TeraΩ, Ultra low input bias current: 
2 fA!, in DIP und SMD verfügbar. Dafür sind die erstaunlich günstig < 
2,- bzw. < 3.- Euro bei Mouser-

von the duke (Gast)


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von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


Angehängte Dateien:

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Wenn ich eine Schaltung ohne MSP430 mit internem U/I converter machen 
würde.
würde ich den LMC7111BIM5X verwenden.
Den:
1. hat sich der in der Praxis als äußerst rauscharm erwiesen
2. ist der am Eingang ebenfalls extrem Hochohmig >10TΩ
3. ist der sehr günstig
4. Durch seine geringe Gehäusegrösse (SOT23-5) nicht anfällig auf 
Signaleinkopplungen
5. Setzen wir den seit über 20 Jahren erfolgreich für Sensoren (bspw. PH 
Sensoren lastfreie Cap Messinstrumente usw.) ein
6. läuft er problemlos mit 3.3V
7. braucht er nur <20µA
und nicht zuletzt
8. Ist der immer rollen-weise bei uns Lager
(Datenblatt im Anhang)

Was für mich gute Argumente sind in da einzusetzen.

Aber eben wie schon erwähnt, werden Michael L. (cybertracker) und ich,
ein Design mit dem MSP430FR2310 verwirklichen.
Den da habe ich extra ein U/I Wandler und ein OpAmp mit drin.
So wie alles was man braucht, um das Signal auszuwerten und grad auf 
I²C, IrDA oder SPI auszugeben.
Und dank dem das er auch noch 2 getrennte UART drin hat,
kann ich auch grad noch andere I²C-Bus Sensoren implementieren.
Habe nicht zuletzt sogar ein internen Temperaturfühler und A/D Wandler.
Und das für rund 1€!?

73 55

: Bearbeitet durch User
von Michael L. (cybertracker)


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Klar das wäre auch ein Weg mit LMC7111BIM5X.
Aber mir geht es ja um Modulare Bauweise.
Daher es werden ja unterschiedliche Geräte je nach Standort.
Mal mit Geiger mal ohne. Daher die Variante welche die Daten per I2C 
weiter gibt.

Kleine Stationen mit Temperatur und Feuchtigkeit hab ich schon 20 Stk.
Sowie auch eine eigenen KontrollerBoard entworfen.

An dieses komme alle anderen Sensoren dran und werden von dort 
versendet.

von Wollvieh W. (wollvieh)


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Interessant. Ich hab mal ein paar Pin-Dioden gefunden. Die größte so um 
die 3 cm Durchmesser. Kostet neu soviel wie ein Kleinwagen (und leuchtet 
so hell wie die Taschenlampe aus dem YPS-Heft.) Mir war bisher noch 
keine Anwendung dafür eingefallen.

von M.A. S. (mse2)


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Patrick L. schrieb:
> Wir haben ein Meßlabor, (Siehe vorhergehender Post von mir mit
> Messungen)
>
> Da werde ich mit verschiedenen Stoffen versuche machen und feststellen
> auf welche Stoffe die PinDiode wie reagiert. ;-)
Auch ich freue mich auf Deine Ergebnisse!  :)

von A-Freak (Gast)


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Auch von meiner Seite her neugieriges Interesse und großen Dank

M.A. S. schrieb:
> Patrick L. schrieb:
>> Wir haben ein Meßlabor, (Siehe vorhergehender Post von mir mit
>> Messungen)
>>
>> Da werde ich mit verschiedenen Stoffen versuche machen und feststellen
>> auf welche Stoffe die PinDiode wie reagiert. ;-)
> Auch ich freue mich auf Deine Ergebnisse!  :)

von Michael L. (cybertracker)


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Ich bin bei meiner Recherche eben auf dieses Video gestoßen.
Das nenne ich mal einen Verbrauch.
Klar mit den 9 Dioden sind es mehr aber schon erstaunlich.
https://www.youtube.com/watch?v=KU1ZMAyPaGw

von the duke (Gast)


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Ich wette im Beutel ist eine Kaliumverbindung. Ich selber verwende gerne 
Kaliumcarbonat also Pottasche. Brauchbare Beta Strahler, weit unter 
allen  Freigrenzen. Die bekommt man sogar im Lebensmittelladen ! 
Messgeräte mit SBM-20  Zählrohren knattern da auch ganz nett los, außer 
bei den besseren Messgeräten mit SBM-20 die haben Energiekompensierte ZR 
um Fehlmessungen zu vermeiden.

von Michael L. (cybertracker)


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the duke schrieb:
> Ich wette im Beutel ist eine Kaliumverbindung. Ich selber verwende gerne
> Kaliumcarbonat also Pottasche. Brauchbare Beta Strahler, weit unter
> allen  Freigrenzen. Die bekommt man sogar im Lebensmittelladen !
> Messgeräte mit SBM-20  Zählrohren knattern da auch ganz nett los, außer
> bei den besseren Messgeräten mit SBM-20 die haben Energiekompensierte ZR
> um Fehlmessungen zu vermeiden.

Mir ging es eher um den Stromverbrauch der da zutage gelegt wird.
Wenn ich das auch annähernd erreiche wäre das Ideal.

Ich hab ja keine 15km entfernt eine ehemalige Uranmine.
https://de.wikipedia.org/wiki/Grube_Krunkelbach
Da liegen genug Pechblenden rum.

UV Lampe und Geigerzähler und los geht das suchen nach einem 
Musterstrahler.
Dieser wird dann in Epoxid vergossen.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


Angehängte Dateien:

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Michael L. schrieb:
> Mir ging es eher um den Stromverbrauch der da zutage gelegt wird.
> Wenn ich das auch annähernd erreiche wäre das Ideal.

Sollte mit dem vorgeschlagenen MSP430 machbar sein(pro Einheit)

Wenn alles richtig gemacht wird, kannst du sogar etwas unter den 
Durchschnittstrom des gezeigten Videos kommen, und hast den Zähler 
selber auch noch mit dabei.

Das Video zeigt ja nur den Stromverbrauch des Umsetzers (Strahlen zu 
Pulse).
Der Externe Counter ist du nicht mit gemessen.

Der MSP430 liegt aber sogar mit laufender Uhr unter 1µA!
Datasheet Auszug:
(real-time clock (RTC) counter(LPM3.5 with 32768-Hz crystal): 0.71 µA)
Die Elektronik & Software geschickt aufgebaut, dürfte dann der 
Stromverbrauch im schnitt bei rund 1µA liegen.

Empfohlen:
1xMaster, 2xSlave Betrieb, so das die Slave weder Quarz noch RTC 
Verwenden. Spart gut nochmals rund 0.6µA pro Slave :-)
Interessant ist bei LoPoweranwendung der Stromverbrauch im LPM 4.5 Mode:
Datasheet Auszug:
((LPM4.5): 32 nA without SVS)

Dieser MSP430 ist ein echter Stromsparkünstler :-)
Nach ausgiebigem Studium und Berechnungen der versch. Stromverbrauch:
Wenn es wirklich darum geht, möglichst LowPower zu bleiben, ließe sich 
noch überlegen,
ein externer FET zu verwenden, da der Komplette SAC Block intern im 
MSP430 doch einiges an µA Braucht, und nur den Komparator im MSP430 zu 
Nutzen.
(Für die Reine Zählung) und nur Zyklisch ein Spectralmessung mit dem SAC 
Block zu machen, So könnte man deutlich unter 1µA Schnittverbrauch 
kommen.

Nur als Info :-)

: Bearbeitet durch User
von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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So am Samstag lagen die PinDioden im Briefkasten.

Leider bin ich das Wochenende in Bayern unterwegs und kann somit keine 
Tests im Labor in Hessen durchführen.
Plane das aber mal auf kommendes Wochenende und hoffe das nix dazwischen 
kommt.
Wenn's klappt werde ich mal Messungen durchführen, und mit etwas 
Professionellerem Geigerzähler Referenzieren. kann aber noch nichts 
Versprechen. Zur Zeit habe ich leider sehr viel um die Ohren ;-)

MfG

: Bearbeitet durch User
von Michael L. (cybertracker)


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Nur die Ruhe.
Es gibt kein Zeitdruck oder DEADLINE.
Ich bin Parallel auch an den anderen Sachen dran.

von Paul A. (hefezuechter)


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Michael L. schrieb:
> UV Lampe und Geigerzähler und los geht das suchen nach einem
> Musterstrahler.

Warst Du zwischenzeitlich mal in der Grube Krunkelbach? Ein Ausflug 
dorthin ist meinerseits ebenfalls geplant. Allerdings erst im Frühling, 
wenn das Wetter wieder Solex-tauglich ist.

von Michael L. (cybertracker)


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Paul A. schrieb:
> Michael L. schrieb:
>> UV Lampe und Geigerzähler und los geht das suchen nach einem
>> Musterstrahler.
>
> Warst Du zwischenzeitlich mal in der Grube Krunkelbach? Ein Ausflug
> dorthin ist meinerseits ebenfalls geplant. Allerdings erst im Frühling,
> wenn das Wetter wieder Solex-tauglich ist.

Wenn am Wochenenede das Wetter mitspielt werde ich mal gehen und den 
GMe-320 sowie UV Lampe mitnehmen.
Sind ja nur 35km von mir.
Die Grube ist ja nicht mehr da. Aber Abraum usw ist noch immer genug da.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Michael L. schrieb:
> Wenn am Wochenenede das Wetter mitspielt werde ich mal gehen und den
> GMe-320 sowie UV Lampe mitnehmen.

Wenn du mir auch ein Stück mitbringen könntest, wäre Praktisch, dan kann 
ich mal im Labor eine Spektralanalyse machen und sehen was da alles an 
Strahlen so rauskommt ;-)

Ev. könnte man da aus Bruchstücken genormte Referenzstrahler machen ;-)

MfG

von Michael L. (cybertracker)


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Patrick L. schrieb:
> Michael L. schrieb:
>> Wenn am Wochenenede das Wetter mitspielt werde ich mal gehen und den
>> GMe-320 sowie UV Lampe mitnehmen.
>
> Wenn du mir auch ein Stück mitbringen könntest, wäre Praktisch, dan kann
> ich mal im Labor eine Spektralanalyse machen und sehen was da alles an
> Strahlen so rauskommt ;-)
>
> Ev. könnte man da aus Bruchstücken genormte Referenzstrahler machen ;-)
>
> MfG

Kein Problem wird gemacht. Hab sogar Metall Dosen da zum versenden.
Ich meine Natürlich GMC-320 den hab ich auch hier rumliegen.

Pechblenden wird es zumindest genug geben.

: Bearbeitet durch User
von Paul A. (hefezuechter)


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Michael L. schrieb:
> Wenn am Wochenenede das Wetter mitspielt werde ich mal gehen und den
> GMe-320 sowie UV Lampe mitnehmen.
> Sind ja nur 35km von mir.
> Die Grube ist ja nicht mehr da. Aber Abraum usw ist noch immer genug da.

Deine Route führt nicht zufällig über Zürich, oder? ;)

von Michael L. (cybertracker)


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Paul A. schrieb:
> Michael L. schrieb:
>> Wenn am Wochenenede das Wetter mitspielt werde ich mal gehen und den
>> GMe-320 sowie UV Lampe mitnehmen.
>> Sind ja nur 35km von mir.
>> Die Grube ist ja nicht mehr da. Aber Abraum usw ist noch immer genug da.
>
> Deine Route führt nicht zufällig über Zürich, oder? ;)

Wenn du keinen Zeitdruck hast lässt sich das was drehen.
Da ich beabsichtige auf den Weihnachtsmarkt in Zürich zu gehen.

Kostet dann aber 1-2 Glühwein Transportkosten. :P

von Michael L. (cybertracker)


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Morgen,
leider hat es mir nicht gereicht mit Proben sammeln.
Ich hoffe ich komme noch vor dem Schnee dazu.
Aber ich bin ja eh am Donnerstag in Ibach/Dachsberg unterwegs. Wenn ich 
da schnell durch bin werde ich mich mal auf den Weg dahin machen.

Ansonsten warten ich mal auf die ersten Tests bevor es an das Platinen 
Design geht.

von Paul A. (hefezuechter)


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Michael L. schrieb:
> Kostet dann aber 1-2 Glühwein Transportkosten. :P

Auf jeden Fall ;)

Wie bereits erwähnt, im Frühling werde ich die Grube sowieso aufsuchen.
Ziehst Du bei Dunkelheit mit einer UV-Lampe los?

Diese Woche möchte ich noch mit Geigerzähler ein paar Brockenstuben 
abklappern - evtl. findet sich etwas aus U-Glas/Uranglasiertes.

Grüsse

von Paul A. (hefezuechter)


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Michael L. schrieb:
> Ansonsten warten ich mal auf die ersten Tests bevor es an das Platinen
> Design geht.

Und, wie siehts aus mit Deunem Projekt?

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Im Moment Umzugs-bedingt On Hold.....
EDV ist On the Road,
...Und Programmieren auf dem Handy nicht möglich ;-)
::: R&D Mit Testlabor wird z.Z. gerade Abgebaut ;-)

Danach geht es Weiter...

MfG

: Bearbeitet durch User
von Karla (Gast)


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Michael L. schrieb:
> Dabei habe ich bisher mit den üblichen Zählrohren gearbeitet.
> Diese verbrauchen aber für meine Anwendung als Autarkes System mit
> Akku/Solar zu viel Strom auch da die vorhandene Spannung bei mir 3,3v
> auf mindestens 400 kommen muß.

Mit der richtigen Technik kommt man auch bei Zählrohren auf niedrige 
Verbrauchswerte, eine SBM-20 und 25 µA bei 3.3 Volt sind doch ganz gut, 
siehe https://www.elektronik-labor.de/Projekte/Gamma9.html#smb

von Michael L. (cybertracker)


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Karla schrieb:
> Michael L. schrieb:
>> Dabei habe ich bisher mit den üblichen Zählrohren gearbeitet.
>> Diese verbrauchen aber für meine Anwendung als Autarkes System mit
>> Akku/Solar zu viel Strom auch da die vorhandene Spannung bei mir 3,3v
>> auf mindestens 400 kommen muß.
>
> Mit der richtigen Technik kommt man auch bei Zählrohren auf niedrige
> Verbrauchswerte, eine SBM-20 und 25 µA bei 3.3 Volt sind doch ganz gut,
> siehe https://www.elektronik-labor.de/Projekte/Gamma9.html#smb

Danke werde ich mir ansehen.

von FromahschdiBrie (Gast)


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Patrick L. schrieb:

> Und die Schaltung ist ja eine Current Messung.

Uebelstes Denglisch. Das zieht mir glatt die Fussnaegel hoch. Vorschlag: 
Pro Satz nur eine Sprache, aber bestimmt nicht in einem Begriff zwei 
Sprachen mixen. Sowas ist haesslich.

von M.A. S. (mse2)


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FromahschdiBrie schrieb:
> Uebelstes ... Fussnaegel ... haesslich.
Zuviel Fluege.de-Werbung gesehen?
U-eberwältigender Einsatz deutscher Umlaute!
;D

von Michael L. (cybertracker)


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Michael L. schrieb:
> Karla schrieb:
>> Michael L. schrieb:
>>> Dabei habe ich bisher mit den üblichen Zählrohren gearbeitet.
>>> Diese verbrauchen aber für meine Anwendung als Autarkes System mit
>>> Akku/Solar zu viel Strom auch da die vorhandene Spannung bei mir 3,3v
>>> auf mindestens 400 kommen muß.
>>
>> Mit der richtigen Technik kommt man auch bei Zählrohren auf niedrige
>> Verbrauchswerte, eine SBM-20 und 25 µA bei 3.3 Volt sind doch ganz gut,
>> siehe https://www.elektronik-labor.de/Projekte/Gamma9.html#smb
>
> Danke werde ich mir ansehen.

Er schreibt ja selber das er 25-30 mA.
Es kommt aber auch drauf an wie gemessen wird.
Ich bin bei 42mA im Mittel wobei 5 Minuten gemessen 5 Minuten Sleep 
sind.
Das habe ich beim Lora wegen der Fair Use Police und auch da mir diese 
Richtwerte reichen.

von Freitagsbastler (Gast)


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Michael L. schrieb:
> Er schreibt ja selber das er 25-30 mA.

Er schreibt 3.6 ms lang 25-30 mA und dann 4 Sek Sleep (<1 µA), dann 
passt das schon mit 25-30 µA im Mittel

von Michael L. (cybertracker)


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Freitagsbastler schrieb:
> Michael L. schrieb:
>> Er schreibt ja selber das er 25-30 mA.
>
> Er schreibt 3.6 ms lang 25-30 mA und dann 4 Sek Sleep (<1 µA), dann
> passt das schon mit 25-30 µA im Mittel

Genau da liegt wieder ein Problem. Um Strahlung zuverlässig zu messen 
sollte das Messintervall mindestens 120 Sekunden eher länger sein.
Weswegen ich mich für dieses Intervall Entschieden habe.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Michael L. schrieb:
> Freitagsbastler schrieb:
>>
>> Er schreibt 3.6 ms lang 25-30 mA und dann 4 Sek Sleep (<1 µA), dann
>> passt das schon mit 25-30 µA im Mittel
>
> Genau da liegt wieder ein Problem. Um Strahlung zuverlässig zu messen
> sollte das Messintervall mindestens 120 Sekunden eher länger sein.
> Weswegen ich mich für dieses Intervall Entschieden habe.

Es geht hier doch nicht um das Messintervall, sondern um die 
HV-Erzeugung. Solange kein Impuls kommt, muss man kaum nachladen. Wenn 
einer kommt, gibt es einen Interrupt und der uc startet den HV-Generator 
für eine längere Dauer.

von Karla (Gast)


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Bei der Schaltung von Kainka bzw. Schneider wird ein fetter Kondensator 
0.1 µF verwendet, da geht auch nach 10 Impulsen die Spannung noch nicht 
runter.

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