Da der USB Geigerzähler mit einer mechanisch recht sensiblen SBM20 Zählröhre arbeitet, ist es nötig die Schaltung, mit samt der Röhre, in ein Gehäuse ein zu bauen. Durch dieses Gehäuse ist das Zählrohr aber relativ gut gegen Betastrahlung abgeschirmt. Das kommt der ODL Messung natürlich zu gute, da da ja vornämlich die Gammastrahlung gemessen werden soll. Ich möchte aber den Geigerzähler auch betreiben um die Folgen eines Fallout zu detektieren, da reicht die Beschränkung auf die Messung allein der Gammastrahlung nicht aus. Hierzu ist es auch wichtig die Betastrahlung mit in die Messung ein zu beziehen. Nun hat aber die Betastrahlung nur ein mäßiges Durchdringungsvermögen und wird von Mauerwerk vollständig und selbst von einem Plastikgehäuse fast vollständig abgeschwächt. Um dieses Problem zu lösen gibt es nur die Möglichkeit die Zählröhre ungeschützt unter freiem Himmel zu betreiben. Mit der SBM20 Röhre ist das schwierig umzusetzen. Sie hat nur einen sehr dünnen Metallmantel und die Anschlüsse jeweils auf der gegenüberliegenden Seite. Diese beiden Eigenschaften disqualifizieren sie eigentlich schon für die Aufgabe der Messung ungeschützt im Freien.

Auf der Suche nach einem geeigneten Zählrohr bin ich auf die russische Zählröhre СИ29БГ (SI29BG) gestoßen. Sie ist zwar im Algemeinen etwas unempfindlicher, dafür vereint sie aber alle Eigenschaften die für dieses Projekt von Vorteil sind. Ihre Anschlüsse sind beide auf einer Seite und der Mantel ist etwas stabiler. So könnte sie evtl. auch einem Hagelschlag standhalten. Es ist aber sicher nicht verkehrt, für solche Ereignisse, noch eine zweite Zählröhre in Reserve zu haben.

Wie hier auf dem Bild zu sehen ist, ist die Verarbeitung dieses Zählröhrentyps überaus einfach. Sie hat, bei mir, einen Durchmesser von 10,5mm. Somit passt sie wie angegossen in eine Kabelverschraubung mit Quetschdichtung für Kabel mit mindestens 11mm Durchmesser. Dieser Aufbau hat mich überzeugt und deswegen ist sie auch endgültig zum Einsatz gekommen.

Ein weiteres Problem gab es zu lösen. An der Stelle, die für den Zähler im Außendienst zugedacht ist, gibt es zwar Strom, aber sie ist zu weit weck um eine USB Verbindung zu etablieren. Selbst eine RS232 Verbindung währe schwierig herzustellen. Als Alternative kam für mich das Class1 Bluetooth Modul BTM222 in Frage. Das Modul ist problemlos Handhabbar, nur die Lötanschlüsse sind etwas klein und benötigen etwas Übung. 

In Verbindung mit einem Delock Class1 Bluetooth USB Stick kann eine zuverlässige, und weite Verbindung aufgebaut werden. Der Stick wird von den aktuellen Windows (ab XP) von dem systemeigenem Bluetooth Modul ohne zusätzliche Treiber erkannt und verwaltet. Das BTM222 etabliert sich als Bluetooth Seriell Schnittstelle und kann somit vom Programm Geigerzähler direkt verwaltet werden.

Herausgekommen ist ein neuer Geigerzähler für den Außeneinsatz mit Bluetooth Seriell Verbindung zum auswertenden Rechner, kompatibel zum Programm Geigerzähler. Der Zähler selbst, ist stark an den USB Geigerzähler angelehnt. Um den Pegel für das BTM222 konform zu machen war es nötig den µC gleich mit einer Betriebsspannung von 3,3Volt zu betreiben und die globale Versorgungsspannung mußte auf 5V stabilisiert werden.

Die Beschreibung der Schaltung entspricht der Schaltungsbeschreibung des USB Geigerzählers. Bis auf die Bereitstellung der Spannungen, die Realisierung des Übertragungsweges und der Verwendeten Zählröhre.

(Auf den Bildern ist T3 kein 2N3904 sondern ein SC236 {ich hatte keinen 2N3904 mehr zuhause})

Das Bluetoothmodul BTM222 muß für den Betrieb mit dieser Schaltung einmal parametriert werden. Dazu kann die X Prog Schnittstelle verwendet werden. Es ist jedoch darauf zu achten, daß diese Schnittstelle auch mit dem 3,3Volt Pegel arbeitet. Hier muß also auch ein RS232 Pegelwandler verwendet werden, der auch mit den 3,3Volt arbeiten kann. z.B. MAX3232CPE Zum Programmieren des Bluetooth Moduls muß der Jumper J10 geöffnet werden.

Die nötigen Befehle lauten:

ATN=GMZ-2012

ATC0

ATL1

Danach ist das BTM222 dauerhaft für die Funktion an dem Geigerzähler eingestellt.

Alternativ kann auch, bevor die Geigerzähler Firmware auf den µC gebrannt wird, die BT Setup Firmware auf den µC gebrannt. Wird der Zähler, mit dieser Firmware auf dem µC, gestartet stellt sich das BTM222 automatisch auf die Arbeit mit dem Geigerzähler ein. Dieser Vorgang dauert etwa 45 Sekunden und ist abgeschlossen wenn die LED Sekunde, Impuls und RS232 erloschen sind. Danach wird die BT Setup Firmware nicht mehr benötigt und die normale Geigerzähler Firmware kann auf den µC gebrannt werden.

Nach dem Prototypaufbau ging es an das Eagle Projekt

Für dieses Projekt sind zwei verschiedene Platinenlayouts entstanden.

Das Erste ist für die SI29BG oder eine andere Zählröhre entstanden. Diese Röhre wird über Anschlußleitungen mit der Zählerplatine verbunden.

Das zweite Layout ist speziell für die russische Zählröhre SBM20 entstanden. Diese Zählröhre kann direkt über Anschlußklips auf die Platine gesteckt werden. Dadurch erhält man ein sehr kompaktes Geigerzählermodul, das nur noch mit Spannung versorgt werden muß. Vorzugsweise mit einem stabilisierten Steckerschaltnetzteil. Deswegen ist auf eine Stabilisierung der 5V auf der Platine verzichtet wurden.

Der Probeaufbau verlief Problemlos. Zuerst wurde das BTM222 aufgelötet. Wichtig ist hier eine genaue Platzierung, geeignetes Lötwerkzeug und eine ruhige Hand. Bevor man sich entschließt diesen Zähler nach zu bauen, muß man sich darüber im klaren sein, daß es kein Anfängerprojekt ist. Man sollte auf jeden Fall SMD schon erfolgreich gelötet haben. Auch ist ein µC zu brennen. Den AT89C4051 habe ich mit einem SP200S gebrannt. (Programmiersoftware) Weiter geht es mit den flachsten Bauteilen und endet mit den höchsten.

Spenden:

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Links:

Eagle Projekt Dateien

Eagle Projekt Dateien SMB20

mme-pcb.com  von mir verwendeter PCB-Service zur Platinenherstellung (problemlos und einwandfreie Arbeit)

Reichelt Wahrenkorb  Nicht dabei ist das BTM222 Modul und die Röhre SMB20 oder SI29BG

Auswerteprogramm Geigerzähler