Дозиметр «Rad-Boy»

[Galizin]

Я так не думаю. Делитель по-моему должен иметь еще и резистор на землю, а в данном случае ограничивается ток.

Да действительно. Недоглядел. Я предполагал, что там делитель, как в оригинале.
Тогда все по-другому. Предполагаем что коэффициент передачи транзистора 100. Ток через коллектор должен течь около 2,5В/10кОм = 250 микроампер что бы контроллер его засек. Значит в базе ток должен течь 2,5 микроампера. Эти 2,5 микроампера вызовут падение на (R16-R21), R25 2.5мкА*22МОм = 55 вольт. К ним добавятся падение на стабилитронах 50 вольт - получится все равно регистрироваться должны только 100 вольтовые импульсы.Коэффициент передачи транзистора плавает и от него зависит напряжение. Хотя я думаю не будет особой разницы между 100 и 50 вольтами. В документации написано что это минимальное напряжение. А больше может быть без проблем на любом датчике.
А Вы не измеряли с делителем сколько по настоящему вольт получилось? Правда как это померить я не очень себе представляю.

[MadOrc]

А Вы не измеряли с делителем сколько по настоящему вольт получилось? Правда как это померить я не очень себе представляю.

Мне кажется, не 22Мом, а всё-таки 10Мом - R25. Если брать всю цепь, тогда и исходить надо из 400в, ан нет, с "-" датчика всего 50в приходит. Физику работы датчика при пролёте заряженной элементарной частицы представляю себе лишь в общих чертах, однако на практике почему-то оно так.
Мне нечем такое замерить, токи там слишком мелкие, да ещё и импульсом всё проседает раньше чем показывает. Основываясь на статье Aheir, с его экспериментами, взял за исходное что там будет не менее 50 при 400 на входе датчика. Дальше смотрел по данным пробоя или не пробоя стабилитронов. Вышло, что когда на входе датчика 400, а это уже замерябельно, они пробиваются, значит это можно использовать.

В сервис меню, кстати, выводится эта статистика, в строке "Датчик<400v 1m", это число импульсов в минуту, котрые считаны Q4, но не "подтверждены" с Q5, очень полезно было при отладке, особенно на большом фоне, сразу видно, справляется накачка, или нет.
Это своего рода сигнал "горшочек, не вари, конденсаторы полные". Либо "вари на 10 порций больше, очень много фона в гостях, не успеваем".

Когда брался за проект, не был уверен, что оно вообще будет работать, однако уже первые эксперименты показали, что не только держит приемлемо стабильное напряжение на датчике, но и не нужна коррекция при разряде аккума от 4,2 до 3 вольт, оно само оперативно корректирует, исходя из тех же "подтверждений".

[MadOrc]

Что-то я уже и другой проект сделал, и думаю что бы мне дальше интересно было... это я к тому, что Rad-Boy похоже приведен к стабильному состоянию, и проект закончен, всё работает, как задумывалось.

Соответственно выкладываю исходники, для тех, кто захочет что-то улучшить со своей точки зрения, или еще как-то развивать проект дальше. В любом, даже идеальном коде, всегда есть что переделать или добавить, а этот не идеален, просто стабильно работает.

Публикация полезных модификаций и доработок в теме приветствуется.

Распространяется только для некоммерческого использования, при соблюдении копирайтов, в остальном модифицируйте как кому нравится.

Rad-Boy-SRC_2_2.zip

(74.33 КБ) 879 скачиваний

Кроме того, увы, но опять прошивка. Пофиксены мелкие баги в Service menu, других изменений, по сравнению с предыдущей нет. Звук тревоги остался недобрый.

Rad-Boy fw 2.2.zip

(334.19 КБ) 757 скачиваний

[Galizin]

Мне кажется, не 22Мом, а всё-таки 10Мом - R25

Посмотрите повнимательнее. Току 2,5 микроампер течь откуда то надо. Вот он и течет через 10 мегаом, потом через датчик. А потом откуда? Кроме цепочки 2 мегаомных резисторов течь ему неоткуда. А протекающий по резистору ток вызывает на нем падение напряжения. Так что падения напряжения нужно считать на всех резисторай.
В последней статье на конкурсе про датчик есть ссылка на nuts and volts страница 44. Там есть статья с табличкой тока через датчик во время разряда от напряжения питания. Там ток увеличивается по моему раза в 3 при входе на плато. Так что 50 воль импулсы регистрировать или 100 особой разницы нет.
А датчик работает точно также как лампочка дневного света, только запуск другой. Лампочка дневного света электроны берет из разогретой спирали, а потом поджигается. Точно также работает и датчик гейгера. Только электроны для зажигания берутся от гамма фотонов радиации. Датчик "загорается". В схеме стоит токоограничивающий резистор. Поэтому для поддержания горения тока не хватает. И он тухнет до следующего фотона. В лампах дневного света наоборот после загорания поддерживают примерно постоянный ток для поддержания горения. Используют для этого индуктивность. А газовый разряд поддерживает примерно одинаковое напряжение между электродами лампы. Если количество ионизированных электронов возрастает то возрастает ток и напряжение между электродами уменьшается. В результате уменьшения напряжения уменьшается и количество поддерживающих разряд частиц и ток падает, вызывая увеличение напряжения между электродами. Вот так и поддерживается примерно постоянный потенциал между электродами в газоразрядной лампе.
Отличие датчика от лампы дневного света - расположение электродов и газ подобранные таким образом, что бы газовый разряд тух побыстрее. В лампе дневного света стремятся наоборот сделать, что бы она тухла как можно медленнее, что бы смогла работать от переменного 50 герц.
Я тат подумал, что замерить напряжение в Вашей схеме так просто не удастся. Поскольку стабилизация происходит только во время разрядов, то что бы увеличить вырабатываемый ток, нужно увеличить частоту этих разрядов. То есть измерить можно только в присутствии источника радиации.
А еще вопрос можно? Какие параметры накачки трансформатора Вы используете. Длительность импульса и какое их количество в пачке для подзаряда. Ну и для полного счастья хотелось бы узнать индуктивность первичной обмотки трансформатора. Все это нужно для подсчета энергии импульса подкачки.
Есть идеи по улучшению КПД преобразователя. Схемотехнически достаочно простые. Если интересно, могу изложить.

[MadOrc]

Нутс и вольтс льётся, посмотрю, спасибо за наводку.

Что-то я ничего не понял, насчёт стабилизации во время разрядов. Между разрядами он вообще ничего не качает, ну нечего там стабилизировать. Один разряд просадит заряженные конденсаторы примерно вольт на 5, соответственно есть уйма времени сделать выводы о необходимости подкачки во время разрядов. А сколько дать импульсов в транс, грубо говоря, сколько тока вырабатывать это уже решает МК. Источник радиации рядом повысит требования к току, только и всего, а задача МК адекватно на это реагировать.

Параметры накачки не помню уже, пол-моему 1 мкс импульс со скважностью 9 мкс, оно эмпирически подбиралось, как и формула количества таких импульсов. Индуктивность не скажу, всё лапы не дошли замерялку доделать, транс подбирался по наименьшему току потребления эмпирически - эта эпопея есть в теме.
КПД, это хорошо, но можно ли его сделать заметно меньше чем 0.35 мА пиками по 300 мкс раз в 3 секунды? (это ну очень грубо усреднил)
Если да, то я только за.

[vvg10]

MadOrc Заждались публикации USB- дозика! Что-то администрация не чешется совсем!!! Может уже снова здесь начнешь выкладывать?

[NO F3@R]

По моему она уже выложена!

[vvg10]

Ткни носом пожалуйста, не могу найти!

[MadOrc]

С понедельника лежит
http://radiokot.ru/konkurs/13

[vvg10]

О, спасибо! Какой-то странный принцип классификации схем. Искал и в измерениях, и в компьютерных, а она вон где!

[MadOrc]

До 20 сентября публикуются только конкурсные работы, обсуждение их в форуме запрещено, но авторство больше не скрывается, так что с вопросами/за помощью по сборке - в ЛС.

[SergeyK]

Вот так сказать заготовка. Качество лужения не очень из за "дохлого" Жидкого Олова. Купил еще, а оно вообще пустое оказалось, фольга даже и чуть не порывалась оловом Отдать назад уже не получится, лететь на самолете дороже выйдет
Ну вот как то так:


Осталось дождаться дисплей из Китая (надеюсь что такой как нужно придет), и коннекторы из Гон Конга
Транс намотал, но пока еще не паял, плату не один раз еще придется отмывать

[MadOrc]

Господа, важное заявление.
Признаю себя земляным червяком, и бьюсь головой об подушку(чтобы не пораниться).
Сколько раз просматривал и проверял код - не заметил, а товарищ Galizin взял на себя труд разобраться, как уменьшить потребление, прошерстил всё от транса до кода, и нашёл, мелкую вроде опечатку, но стоящую немалых микроампер. Причём нашёл уж не знаю как, целенаправленно разбираясь в не маленькой чужой программе, за что ему моя самая огромная благодарность.

Теперь к сути. Виновато выключение АЦП, точнее не-выключение, потому что я ухитрился написать это так «ADCSRA |= (0 << ADEN); //Выключение АЦП», хотя положено так «ADCSRA &=~ (1 << ADEN);», и первое winavr игнорирует, соответственно ацп ничем полезным не занято, но включено и потребляет.
Что имеем на выхлопе:
Во сне, после всех доработок, дозиметр кушал 0,25-0,35мА + нечастые пики потребления от накачки, теперь 0,02-0,03мА + те же пики. Сколько оно теперь будет работать на одной зарядке от аккума 1000mAh, а тем более 1800 mAh – даже не знаю, буду тестить, хотя займет не один месяц наверное, если он и при 0,25мА за почти месяц уменьшил напржение аккумулятора лишь до 4 вольт.
Ещё раз огромное спасибо Galizin, выкладываю исправленные прошивки (сделал "v3.0", чтобы не путаться в индексах). Как у Кота кончится конкурс – поправлю и статью.

Rad-Boy fw 3.0.zip

(334.35 КБ) 605 скачиваний

[MadOrc]

Вот так сказать заготовка. Качество лужения не очень из за "дохлого" Жидкого Олова. Купил еще, а оно вообще пустое оказалось, фольга даже и чуть не порывалась оловом Отдать назад уже не получится, лететь на самолете дороже выйдет

Такую штуку не пробовал, но и не хочется. По-моему лучше всего лудить паяльником 200 градусов с большим количеством канифоли. И дорожки никогда не отгорят, и видно как пролудилось. После чего отмыть полностью спиртом и напаивать детальки.
Были опыты, с тем же сплавом Розе, но привели к тому, что пошли утечки и пробои, розе оставлял в междорожечном пространстве микроскопические капельки, работающие как резистор, и отмыть их очень непросто оказалось.

[SergeyK]

Такую штуку не пробовал, но и не хочется. По-моему лучше всего лудить паяльником 200 градусов с большим количеством канифоли...

Не буду спорить, сам так делал. Но когда раствор свежий вот так получается (правда немного не по теме):


Плата спаяна и работает:

[MadOrc]

Весьма наглядно и убедительно .

[STR@NNIK]

SergeyK очень красиво . расскажите как так идеально получается ? каковы нюансы вашей технологии ?

[Galizin]

Сколько оно теперь будет работать на одной зарядке от аккума 1000mAh

Это очень просто посчитать
нужно 1000mA/ч / 30 uA получится примерно 3 года 8 месяцев

[O-LED]

Galizin
Слова аккумулятор и саморазряд должны вас были насторожить.
Думаю через 3,8 года аккумулятор просто лежа на полочке разрядится в ноль.

[skorkin]

Плата спаяна и работает...

SergeyK, понравилась Ваша компоновка элементов. Напишите подробнее какой трансформатор Вы использовали (похоже на трансформатор зарядки моб. телефона). Еще не понятно у Вас с подключением индикатора. Поделитесь рисунком печатной платы.