关于盖革计数器的供电的问题
关键词
盖革高压Boost

打算做一个盖革计数器,抄了个网上用的最普遍的图,使用的是555 boost升压,然后再倍压输出380V


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盖革.png


这个升压奇葩的地方是555工作在多谐振荡状态,然后靠reset信号来实现调PWM波形来调电压,开关管原来用的是MPS42A,我身边没有这管子,换成了MJE13003。 然后实际做出来,感觉坑爹。

IMG_20210703_182353.jpg

首先是电路起振并不太稳定,调整电位器,突然动一下就没高压输出了,检查三极管,NE555都是正常的,断电过一会儿又可以用了。具体原因可能是什么?


第二个疑问就是盖革管的电压算哪一个,盖革管串联了一个10M的电阻,如图测得V1是400V,测得V2就只有200多V,

盖革管的工作电压是380V,是算v1还是v2?

v.png



来自:高压与强磁 / 高电压技术
twz562
5个月2天前
1楼

显然V1

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twz562
5个月2天前
2楼

第一个问题,估计是可调电阻的问题,瞬时功率超过1W了,如果电阻调小点,瞬时功耗会更大,用精密多圈电位器应该可以解决。

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smith作者
5个月2天前
3楼
引用twz562发表于2楼的内容
第一个问题,估计是可调电阻的问题,瞬时功率超过1W了,如果电阻调小点,瞬时功耗会更大,用精密多圈电位...

我打算直接用右下角的单片机输出PWM驱动了,555和可调电阻确实挺坑爹的

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twz562
5个月2天前
4楼
引用smith发表于3楼的内容
我打算直接用右下角的单片机输出PWM驱动了,555和可调电阻确实挺坑爹的

最简单粗暴的做法就是并联稳压管,得到稳定的400V高压(功耗可能会比较大)。可调电阻换成定值的也可,根据描述,那个蓝色可调电阻出问题的可能性比较大

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5个月2天前 修改于 5个月2天前
5楼

个人感觉555好多方面都不怎么靠谱

之前好像看过一款开源盖革就用的单片机直接输出pwm给升压用,可惜忘了是在哪看到的了

感觉用DC-DC芯片(34063一类或者那些sot25/sot26封装的升压控制器)要比555好的多,还有就是有些用分立元件自激之类的。此外之前也想过用闪光灯的升压芯片去做升压,应该也会不错

好早之前就打算自己做盖革的,后来觉得计数换算什么的太麻烦了(自己也基本不会单片机,对盖革的了解也不怎么多),而且和盖革有关的资料也不怎么好找,(此外吐槽一下,kc上对盖革DIY有帮助的帖子和资料好少啊)

于是我就直接选择买了个商品盖革,里面升压控制就用了个sot25的片,升压电路就是DCDC加倍压,比较简洁。不过照着那个控制芯片上面的丝印没查到型号

测电压的话还要考虑万用表的内阻啊,看网上说普通万用表内阻也就才10M左右,测v2的时候光就R6就10M了。没记错的话盖革的内阻比万用表大太多了。之前没注意,每次用万用表测管子电压的时候计数器都要爆表。。。

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3
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smith作者
5个月2天前
6楼

把如下图的Q1拔了,R4拔了,改成直接连接RST到5V,现在输入高压稳定了,但当然电压也调不了了,输出V1大概440V,有点高.

boost.png


V2 在240V到200V左右

IMG_20210704_103811.jpg

打算就这么弄好了,PCB的那四个测试点,刚好可以并联几个稳压二极管?

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smith作者
5个月1天前
7楼

求助现在盖格管已经有高压供电了,但是却探测不到脉冲,这部分的电路如下:

out.png


之前的图这里的电阻画错了,改成了470K的电阻,但是盖革管通电后测得的电压只有0.57v,后面指示的LED灯一直是亮的状态,蜂鸣器只有噪声,没有脉冲的声音


IMG_20210704_215127.jpg

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m24h
5个月1天前 修改于 5个月1天前
8楼

0.57V不应该存在(但我不知道发生什么导致有这个电压 难道管子短路?) 导致q3一直导通 所以2极管一直亮

其次这时候只听到噪声而不是蜂鸣声 说明你的蜂鸣器选错了 应该是有源的选成无源的了 (或者是p2没有短接 但是如果这样应该完全无声)

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2
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smith作者
5个月1天前
9楼
引用m24h发表于8楼的内容
0.57V不应该存在(但我不知道发生什么导致有这个电压 难道管子短路?) 导致q3一直导通 所以2极...

所以如果工作正常的话,这里在没有脉冲的时候,电压应该是0吧,明天有空的时候查一下这个0.57V的电压是从哪里来的,蜂鸣器是从一个废旧的51单片机开发板上拆下来的,估计有15年历史了。这个电路逻辑上来看,应该没大的问题吧

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m24h
5个月1天前
10楼
引用smith发表于9楼的内容
所以如果工作正常的话,这里在没有脉冲的时候,电压应该是0吧,明天有空的时候查一下这个0.57V的电压...

逻辑没有大问题 R10选470k不合理了 1-10k合适

这个电路是通过555单稳把脉冲延长 让有源蜂鸣器发出一个滴声 如果用了无源的蜂鸣器 会变成答答声 而且不够好听和明显

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5个月1天前
11楼
引用smith发表于9楼的内容
所以如果工作正常的话,这里在没有脉冲的时候,电压应该是0吧,明天有空的时候查一下这个0.57V的电压...

那个Q3可以换成个场管,g级加个稳压管(防止场管击穿,可加可不加)试试。好早之前买过一个比较简单的小板(只有升压和检测,无计数),一次不小心把盖革管两端短路导致上面采集脉冲的管子击穿,因为管子被打磨过看不了型号,就随便找了几种常用三极管换上,但都是LED常亮,后来心血来潮随便找了个场管换上就解决了

此外,好多51开发板上的蜂鸣器是无源的。一般有源蜂鸣器底部都会用一种硬的黑胶封起来,比较容易分辨出来

自己也没啥资料借鉴,也没太多时间仔细研究分析,但是摸滚打爬的多少积累了一点经验,希望能有些帮助。如有误,还请大家指出

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smith作者
5个月1天前
12楼
引用发表于11楼的内容
那个Q3可以换成个场管,g级加个稳压管(防止场管击穿,可加可不加)试试。好早之前买过一个比较简单的小...

之前买过的盖革板有推荐吗?想先买个参考一下,同时验证一下管子是不是好的

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smith作者
4个月28天前
13楼

重新焊了块板子,把板子上的助焊剂洗了,然后把如图的R8改成510~1K,装上管子后,LED就开始闪烁了(不装管子或者不供高压不会闪烁),但是闪烁的频率有点高,而且会连着闪烁,看M4011的最大本底计数率是25次每分,感觉高于这个数字很多了,感觉还是哪里不对,难道管子坏了?


VID_20210707_220509.mp4 点击下载

geig.png


另外抄的电路这个位置的电阻是470K!但是我实际测试只要1K以上的电阻,分到的电压就会导致Q3导通,从而使LED常亮,Q3配合NE555触发器组成的电路很灵敏,不知道原来用470K的是怎么工作的,附件是原来的电路图

attachment icon Sch__Geiger Counter Kit-v1.1.pdf 207.60KB PDF 7次下载 预览

原图的套件是这个,

gei.jpg

卖老外的,价格很贵性价比也不高,我又重新买了一块别人的板子,带单片机计数,电路不是这个,但估计也类似。

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m24h
4个月28天前 修改于 4个月28天前
14楼

我想 可能实际升到的电压 远远超过400v了 这时候测到的是高压击穿盖革管的信号 击穿后c7放电 然后等充够电又再击穿

整个电路完全没有对电压的控制 电压多大全看泄漏型参数的影响 接万用表时候看是400v 拆下万用表的时候可能远远超过

要验证的话 可以工作时接上万用表 确定400v时候还闪不闪 

如果不再闪了 把r8阻值改回去 看看是不是工作正常了 

如果工作正常的话 在c7上并一个400v稳压管 (其实也可以利用普通整流管的反向击穿电压  比如I N4004)

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smith作者
4个月28天前
15楼
引用m24h发表于14楼的内容
我想 可能实际升到的电压 远远超过400v了 这时候测到的是高压击穿盖革管的信号 击穿后c7放电 然...

电压应该是正常的,之前量过在375V左右,听说盖革管电压超了会发光,我也买了稳压二极管,另外成品板子过几天应该也会到,装成品板子试试


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虎哥
4个月28天前
16楼

弄个离子烟感靠近看看有没有变化就知道了,盖革管质量是不太稳定。

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m24h
4个月27天前
17楼
引用smith发表于15楼的内容
电压应该是正常的,之前量过在375V左右,听说盖革管电压超了会发光,我也买了稳压二极管,另外成品板子...

量和不量是不一样的 所以说量着用试试

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smith作者
4个月27天前
18楼

今天稳压二极管到了,装了4个100V的稳压二极管,发现装上之后,原来R8取510欧姆就不会亮了,为了调试方便,R8换成10K范围内的可调电阻,调到1K左右才能闪烁,调到1.2K左右,万用表测得

倍压输出是370V左右,接上万用表的也能闪烁。


VID_20210708_222247.mp4 点击下载

另外YouTube看了一下原版套件的视频,感觉好像本底闪烁的频率差不多


Geiger Counter NE555 Module Unboxing.mp4 点击下载

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smith作者
4个月26天前
19楼

第三方的盖革板到了,这个板子目测也是NE555 boost倍压供电,单片机计数的,芯片的丝印被磨掉了,单片机是20pin的,6、7脚接GND,8,9脚3.3VCC,不知道是什么型号,他的取样电阻是板上R1,测了一下有10K。

装上管子测了一下,输出的电压是375V,每分钟脉冲大概40个左右,我的板子是35~40左右,应该是成功了


VID_20210709_225615.mp4 点击下载




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虎哥
4个月26天前 修改于 4个月26天前
20楼

他这个单片机程序开源吗,有稍强的辐射会不会数不过来。。

另外要搞个省电一些的电路,便于电池供电工作。

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smith作者
4个月26天前
21楼
引用虎哥发表于20楼的内容
他这个单片机程序开源吗,有稍强的辐射会不会数不过来。。另外要搞个省电一些的电路,便于电池供电工作。

这个卖家把芯片的丝印都磨掉了,开源是不可能的了,不过github上有很多类似的arduino的代码,所以我估计那颗芯片要么是AVR的单片机,要么就是STC的单片机。就是不知道是什么型号的,另外卖家有演示板子通过X光安检机的测试视频,测得的结果和inspector差不多。


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smith作者
4个月23天前
22楼

换了有源蜂鸣器后,蜂鸣器问题也解决了,但是用ESP8266的GPIO中断计数有问题,发现触发不了中断。


原来的图大坑,有因为原来的图是给5V单片机设计的,esp8266是3.3的,改了一下,通过电阻分压得到3.3V的下降沿脉冲


res.png

用示波器接在INT上都可以测出脉冲了,非常窄的脉冲信号

IMG_20210712_214236.jpg


代码里面用中断来计数

  pinMode(D4, INPUT);
  digitalWrite(D4, HIGH);
  attachInterrupt(D4, tube_impulse, FALLING); //define external interrupts 
  
void ICACHE_RAM_ATTR tube_impulse(){       //subprocedure for capturing events from Geiger Kit
  counts++;
  Serial.print("count add one\n");
}


但是发现没有触发中断。怀疑是脉冲过于狭窄检测不出?


发现国外也有人遇到同样的问题:

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/XXXXXXXXXXXXp?f=6&t=17028&start=4

坑!



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smith作者
4个月22天前
23楼

确认了第三方的板子用的是STM8的单片机,这个确实是个比较少见的方案,难怪一直没有找到20pin的7 GND
9 VCC的芯片,因为STM8的GND是VSS,VCC是VDD。


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布布卡
4个月21天前
24楼

555的电路特别难用,成本比较低,不行就用变压器和倍压。

测量电压不一样可能是因为表的内阻。

大剂量可以用个大剂量管配合一下,反正就是个参考,很难测准。


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灬小猫
4个月8天前
25楼

电源部分换个正经的BOOST或者反激之类的吧?

我之前就做过一个小模块,可以给真空管供电。

(不过这个模块为了小巧美观牺牲了不少东西,比如高低压之间安全间距不足)

3a7d9fbd2c41ec892756ae42b6a077b8f49c97c7.png 54b6d61d4f2d83acaec0ff6d209a96b409d47f12.png 703213a8c4b6be48a1b558c5e29ac08383328443.png


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fleefly
4个月8天前 修改于 4个月8天前
26楼

考虑直接电池串联再串上10M电阻,32个12V 23A电池,容量50mAH,脉冲工作电流38uA,占空比按5%估算,能连续工作3年以上。

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彼岸 花开
4个月4天前
27楼

可以试试用PIN光电管+JFET运放,这样就可以不用高压了

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LoserWong
4个月1天前
28楼
引用彼岸 花开发表于27楼的内容
可以试试用PIN光电管+JFET运放,这样就可以不用高压了

试过,普通PIN管五分钟只能探测到几个底噪脉冲…基本只有玩具级别性能

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