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自作ガイガーカウンターの改良(測定範囲拡大)

 ロシア製のガイガー管 SBM-20 を使ったガイガーカウンターを作りましたが、少し改良したので、その内容につきご紹介します。

1.最大カウント速度を改善
 カウントには100円ショップ(キャンドゥ)の万歩計を使っているのですが、カウント速度が遅いため3cpsくらいが測定範囲の上限でした。つまり、1.35μSv/Hが測定範囲の上限。せっかく本物のGM管を使っていてこの性能は情けないので何とかしてみました。
 Webの情報を頼りに実験したわけですが、結論は以下のように万歩計の基板を改造します。
▼改造後の基板全景
万歩計の基板(改造後)
 右下付近が改造ポイントで、

▼改造前
改造前の拡大

▼改造後
改造後
 注:最初の写真の基板とは付いている抵抗が変わっています。

 万歩計基板の改造は以下の二箇所です。

(1) オシレータの抵抗を下げてクロックアップ
 755と印字があるチップ抵抗(750kΩ)に33kΩを並列に接続してクロック周波数を上げてやります。ちなみに、改造前は6kHzくらいだったクロックが、改造後は500kHzくらいに上がります。なお、この抵抗は裏向きに付いていることもあり、測定すると1MΩくらいだったりするので、いつも750kΩかは判りません。
(2) チャッタリング防止コンデンサを外す
 755の抵抗の上のコンデンサのパターンをカット。

 改造するには、元の抵抗やコンデンサをニッパーなどで破壊してしまった方が作業は楽かも知れません。ただ、簡単に元にもどせるようにこんな方法にしました。でも元に戻すなら、丸ごと100円でもう一つ買ってきたほうが手っ取り早いんですけどね、おい!

 この改造で毎秒300カウントくらいが可能になります。但し、いい事ばかりではなくて、電源の消費電流が大きくなり、オリジナルでは1.7μAくらいだったのが、70μAくらいに増えてしまいます。万歩計の電池のLR44の容量は70mAHくらいだったと思うので、このままだと1000時間、つまり40日くらいしか電池が持たないことになり、ちょっと使いにくい物になってしまいます。そこで次の改造は、外部電源化です。

2.万歩計を外部電源化
回路図 改2版
 【スピーカーの音量UPのため回路図修正:C3削除、R13追加  2011/05/28】
 回路図の右下部分が前回の記事と変わったところです。ガイガーカウンターの電源からダイオード二本(SiとSBD)を通して電圧を下げ、万歩計へ電源を供給しています。
 これまでの回路では、ガイガーカウンタと万歩計は別電源で動いていたので、電位差などは気にしないで接続すればよかったのですが、グランドをコモンにするため、ちょっと細工しています。(Q4,Q5の部分)

▼万歩計との接続
万歩計からの配線引き出し
 オレンジが電源のプラス(+1.65V)、白が電源のマイナス、黄色の線がカウントパルスの入力端子で、Q5のコレクタへ接続します。ちなみに、この万歩計の接点は振動検出端子と電源(Vdd)の間に入っています。

3.横型に部品配置を変更
 最初は細長いケースを縦に持って使うつもりで作っていたのですが、これだとGM管が手の影になり、あまりよろしくないので横型で使うように変更しました。

▼内部の部品配置
部品配置

▼全体像
完成状態

 これでめでたく完成です。
 ちなみに、この写真を撮ったのは1分32秒時点で、その時42カウント。ということは、
 42カウント×(60/92秒)× 7.5(nSV/H) = 205nSv/H というふうに線量率を計算します。
 なお、感度係数の7.5は少し怪しいかもしれません。またGM管のバックグラウンドは無視しています。

 測定範囲の下限はたぶん0.02μSv/Hくらいはいくと思いますが、当地の現在のバックグラウンドが0.1μSv/H以上あるので、実測したわけではありません。
 上限は100cpsくらいまで数え落としが目立たないと仮定すると、45μSv/Hくらいまで測定可能なはずです。これなら、原発の構内でもないかぎり大抵の場所で使えると思います。
 ちなみに、消費電流は180mAなので、単三のエネループなら10時間は使える計算になります。回路を工夫すればもっと消費電流が減らせるはずですが、簡単に作れることを目指したのでこれくらいで妥協です。

 実はこの製作で気になっていることがあと一つあります。それはGM管を1.5mmくらいの厚さのポリプロピレンのケースに入れてしまっている点です。これだとβ線がほとんど遮蔽されてしまうと思われ、せっかく硬β線に感度を持つSBM-20の性能をフルに活かせるていない可能性があります。GM管のまわりのケースに、幅広のスリットを開けてやればだいぶましになるのではと思いますが、ちょっと加工が面倒です。
 まあ、この厚さでもガンマ線はたやすく透過するはずなので、たいした問題ではないとは思うのですが。

 長い記事になりましたが、以上で製作記事は終わりです。

 最後に。こんな物騒な測定器が活躍するような日が絶対に来ないことを、切に祈ってます。

【2011年5月15日追記】
 万歩計の改造内容につき、別途解説記事を作成しました。興味のある方はご覧下さい。

【2011年5月28日追記】
 この記事で解説したキャンドゥの万歩計はもう売られていないことをコメント欄で教えていただきました。詳しくはコメント欄をご覧下さい。
 代替として、ダイソーの物が使えます。万歩計の高速化、ダイソー編をご覧下さい。
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テーマ : こんなの作りました♪
ジャンル : 趣味・実用

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No title

抵抗の拡大写真を見てカラーコードの読み方を思い出しました。
読み方を思い出しただけで色と数字の対応までは無理です。
子供の頃は覚えてたんだけどな~

カラーコード

オールトの雲さん、おはようございます。
0~9が黒茶赤橙黄緑青紫灰白で
1枚目の写真は、茶緑黄なので15E4で150kΩ
3枚目の写真は、橙橙橙なので33E3で33kΩ
ですよー、思い出しました?

こんなのが読めても星座はほとんど覚えていないんですよね。汗;

ラジオペンチですね

素敵な空 なんとかブリッジの写真とか 素敵です
でも ここで コメントしたかったので
 「もしも ラジオペンチさんが 拉致されたら」
 
どうにかして 機械を 操って 
扉のドアの施錠を解除して
脱出するんだろな~

って思います!!!かっこいいっす(^◇^)

kepさん、おはようございます

メカとかPCを操って逃げる方法がありそうなら
たぶん燃えると思いますが、

貧乏な私を拉致する人はいないと思いますよ。

万歩計をゲットしました♪

こんにちは。初めまして。ewa512と申します。
都内に住んでいる年寄りです。
原発事故でガイガーカウンタの必要性を痛感。
GM管をゲットして高圧電源に四苦八苦。
どうにか線源にカチカチ反応するところまで到達。
こちらのHPを参考にさせて頂き万歩計をゲットしました。
これからカウント部分にチャレンジする予定です。
ラジオペンチさんのような先駆者がおられるので大変心強いです。
これから、ちょくちょくお邪魔させてください。
どうぞ宜しくお願い申し上げます<(_ _)>。


ewa512さんおはようございます

コメントありがとうございます。
線源にカチカチ反応するところまでいけば、完成までもう少しですね。
万歩計の回路部品は小さいので細工が大変ですが、がんばって下さい。度の強い老眼鏡(100円ショップのもので充分)を2枚掛けすると作業が楽です。
私が判ることならお答えしますので、遠慮なくご質問下さい。

万歩計改造について

ラジオベンチさん
おはようございます
100円万歩計のすごさをしりました
私も改造にチャレンジすべく、いざ、キャンドゥへ数は少ないが3こゲットしました
分解してみると、ラジオペンチさんの万歩計とPCB(回路、配線、部品配置)が違う!プリント版の仕様番号も違う!取りあえず自作ガイガーカウンターと接続してみたら、何とかカウトします。しかし、ロスト率は高いようです。何か良い方法はありませんか?突然の問い合わせで申し訳御座いません。

おはようございます

ewa512です。
力強いお言葉有難うございます。
老眼鏡の件、早速、試してみたいです。
もっとも、ワタシの場合、ド近眼なので、近くを
見るときは、メガネを外して、こと足りています。
少し遠いところを見るときは、外したメガネを
探すのに四苦八苦しています(~_~)。

ところで、wolfさんもご指摘しておられるように
ワタシのゲットした万歩計も中の回路が違う
ようです。
キャンドウでゲットしたのは、ラジオペンチさんの
と同じ「白い色」の万歩計です。
ラジオペンチさんのお手元にある白い色の万歩計
は黒い色の万歩計と同じ時期にゲットされた品物
ですか?。

wolfさん、ewa512さん

こんばんは、
同じ趣旨の質問をいただいたので、まとめてお返事します。

この記事の万歩計は約一年前に購入したものです。
今朝、wolfさんのコメントを見て、昼休みに近所のキャンドゥで買ってきてばらしてみたら、おっしゃる通り、基板が違ってました。外付け部品の数も少ない!

たぶんすでにお気づきだと思いますが、基板の下の方にSMT部品用のパッドがあって、そこに何らかの抵抗をつなげば、この記事と同じように改造できそうに見えたのでやってみました。
しかし、だめでした。_| ̄|○

もう少しやってみます。何か進展があったら記事でご報告したいと思います。

ダイソーの万歩計ならこの記事と同じような改造が出来るかもしれませんが、昔買っておいたのが見つからないです。いや、今売っているもので検証しないと・・・、アタフタ

ラジオペンチさん

やはり、違っていましたか。残念!?。
試してくださるそうで何か解りましたら
教えてください<(_ _)>。

ところで、話は変わりますが、スピーカー
のカチカチ音をもう少し大きく鳴らしたい
のですが、何か良い手立てはないでしょうか?。

電源は電池2本(2.4V/3V)で、もう少し大きく
鳴らしたいです。
トシには勝てない?。目だけでなく耳も。。

wolfさん、ewa512さん

カウンターの高速化の件ですが、ダイソーの万歩計なら昔のキャンドゥの物と同じような感じの改造が出来ることがわかりました。
先ほど、調査と改造が終わって、キャンドゥのカウンタとパラにつないで、性能差を見ているところです。
ある時点のカウント数は、キャンドゥ:1345、ダイソー:1329で、ダイソーの方が若干数え落しが多いですが、問題無い範囲だと思います。

あと、スピーカの音を大きくする件について、オシロで波形を調べたところ、C3を外す、Q3のエミッタとGNDの間に500Ωをつなぐことで改善ができることが判りました。

いずれの件も早急に記事にしたいと思います。しばらくお待ち下さい。(*^_^*)

ラジオペンチさん

早速、調べて頂き、ありがとうございます。
ダイソーの万歩計は、以前にゲットした品物
がどこかにあるハズなので探します。
散らかった部屋を片付けるのが先ですが(~_~)。

スピーカーの音を大きく出来るのですね!。
嬉しいなぁヽ(^o^)丿。

wolfさん、ewa512さん

ダイソーの万歩計の改造方法の記事を作成しました。幸い、キャンドゥーの物と同じインターフェイスで使えます。以下の記事をご覧下さい。
http://radiopench.blog96.fc2.com/blog-entry-206.html

あと、スピーカーの音量UPのため、回路図を修正しました。C3は何のために入れたのか忘れましたが不要、というかかえって害がありました。ちゃんと動作確認しておかないとダメですね。

お二人にはいろいろご意見ありがとうございました。おかげでより良い記事を作ることができました。

万歩計高速改造化計画

ラジオペンチさん
おはようございます
昨日、早速、ダイソーで万歩計 3個購入しました。たまたま、家にあった10k SMDに変更
感度の良さに感激しました。キャンドゥの万歩計改造後は
分かりませんが、私は満足です
本当ににありがとうございます

wolfさんこんばんは

うまくいったみたいで良かったです。
改造すると、とろかった万歩計がしゃきしゃき反応して嬉しいですよね。私もそうでした。
それにしても、チップ抵抗で改造するとは、かっこいいです。

スピーカーの音量アップ

回路図をアップして頂き有難うございました。
でも、トシの所為かなぁ。。まだ聴き取りにくい
のです(~_~)。

たまたま、秋月電子の回路図を眺めていたら
+++++++++
検出音は聴き取りやすいように約2KHzの
変調をかけています。
(検出時には「ピッ」という音を出します)
+++++++++
と書いてありました。下記のURLです。
http://akizukidenshi.com/download/kairo/データ/計測器関係/J015_ポケットガイガー.pdf
+++
4093(NAND Schmitt Trigger)と抵抗+コンデンサ
の組み合わせみたいです。

もし、この回路が利用できたら、クリアな音が出る
ように思えるのですが、このような回路を組むのは
難しいでしょうか?。

電圧が9V使用になっているので、電源をどうするか
など、ワタシには少し難しいです。

ラジオペンチさんの手のあいているときで結構です
ので、この回路図が使えるかどうか教えて頂ければ
有難いです。




ewa512さん

秋月の回路はじめて見ました。
なるほど、シュミットトリガのオシレータをGM管からのパルスでゲートをかけて。ピッと鳴らすようになってますね。2SD639のコレクタに入っている3300pFはパルス幅を拡げるため。
9Vの別電源が必要になりますが、この回路をそのまま使って問題無いと思います。

秋月の回路は006Pを使うけど、できるだけ消費電流を減らす作戦。私の回路は電池2個で動かす、そのかわり消費電力はあまり気にしない作戦なので、両者を混ぜるのはあまり美しくない解決策のようにも思えますが。

あと、念のために確認ですが、私の回路ではマグネチックスピーカーですが、ここに圧電スピーカを使ってないですよね。

ewa512さん

間違えました、
×:マグネチックスピーカー
○:ダイナミックスピーカー

ラジオペンチさん

やはり、両者を混ぜるのは、美しくないですね。
ワタシもそれが一番気になります。

スピーカーは、今は圧電式を使っています。

マグネット式ダイナミックスピーカーも使って
みましたが、あまり変わらないような気がして。。

やはり、トシですかねぇ(~_~)。

2kHzは年寄りにも聞こえやすいとか聞いたこと
がありますが。。

ewa512さん

圧電スピーカー(圧電ブザー)だとこの回路では、蚊の鳴くような音しか出ないです。電圧がぜんぜん足りません。

こういうのは実感するのが一番なので、乾電池を圧電ブザーとダイナミックスピーカーにつないで比べてみてください。

ダイナミックスピーカーの簡単な入手先としては、やはり百円ショップです。外付けスピーカーなどの名前で売られています。できれば8Ωの物が音が大きくなるのでおすすめです。最近は32Ωしか無いかもしれませんが。

ラジオペンチさん

圧電ブザーの音は蚊の鳴くような音でした(-_-;)。
手持ちの8Ω0.5W ダイナミック・スピーカーに
変えたら、大きな音になりました(^o^)/。
これでゆっくり眠れそうです。
教えて頂き有難うございました<(_ _)>。
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