ポケットタイプGMカウンターの作製


<はじめに>

　今までに何台かGMカウンターを作製してきたわけだが、これらの作品を見てくれた方々からの、GM管の入手方法を始めとする、様々な有益な情報をいただくことができた。インターネットのありがたさをしみじみと感じるのである。そこで、ポケット型にチャレンジしてみることにする。今回の目標スペックは次の通り。まずは、小型化の下地を作り、シリアル通信の実現と雲母窓ＧＭ管の使用は、次の作品で実現。

1．ポケットサイズ
2．回路はPICで簡素化（発振、カウント共にPIC）
3．電池駆動
4．液晶表示（単位換算もできる）

　大体のブロックダイアグラムは、下図のような具合となる。



<回路の検討>

　回路は前回の作品をベースとする。変わった点は、トランスを小型のものにして、液晶パネルも１６文字２行を８文字２行へ置き換えた。プッシュスイッチも２つに減らし、PIC16F873の発振用水晶も１個に減らした。その他、減らせる部品を減らした。なお、この回路図では、まだシリアル通信の部分がない。また、トランスの巻き数比が大きいので、トランスの１次側電圧を調整することで、５００V〜１０００Vの高圧発生が可能である。１０００Vを使う場合は、GM管カソードの１０ｋの抵抗を５ｋくらいにかえる必要があるだろう。


　ＧＭ管に印加する電圧は５５０Ｖくらいでなければならない。そこで、回路図中のＡ点の電圧が約２．５〜２．６Ｖとなるように、発光ダイオードを選択する必要がある。僕の場合はシリコンダイオードは１Ｓ１５８８，発光ダイオードには小型の緑色のものを使ってみた。これで、Ａ点の電圧が２．５Ｖとなっている。ちなみに、ダイオードをバイパスすることで、１０００Ｖくらいの高圧が得られる。ＧＭ管には９００Ｖ仕様のものもあるので、そちらを使う場合にはダイオードを適当にバイパスすればよい・・・と思うが、実験はしていない。

<作製>

　試作はブレッドボードを使うことが多い。小さなものでも１つ買っておくと、便利である。


PIC回路は以前何かに使ったものを流用した。
高圧回路をブレッドボードに試作
試作では１６文字２行の液晶を使用。
右半分は使わないようにプログラムした
前作より高圧トランスが小型化している。
左にある石はモナズ石



今回使う予定の部品を並べてみた
早速、基板を試作してみた。材質はガラスコ
ンポジットを使用。加工しやすい。
部品を実装してみた。基板の裏面に、押し
ボタンＳＷと液晶パネル

基板の表面は意外とスカスカ
次号ではここにＥＥＰＲＯＭと通信回路を
ケースの加工は図面ナシのその場判断
ＴＡＫＡＣＨＩ製HA1593-QG使用
配線も楽々完了。高圧だけは太いものを使用
ＧＭ管は浜フォトＤ３３７２


　実測消費電流は４〜５ｍＡ程度である。５Ｖの三端子レギュレーターはＪＲＣの2930Ｌ05を使うと、消費電流が単純に３〜４ｍＡ大きくなる。したがって、Ｓ81350ＨＧを必ず使う必要がある。ソフトには、バッテリー電圧のチェック機能がついているので、時々電圧のチェックを行うとよい。５．５Ｖくらいまでは問題なく使える・・・と思う。

＜プログラム＞

　PICのプログラムには専らFED社のC言語を使っている。日本ではIPIにて９８００円で購入できる。僕が使用しているものはVer2である。GM管のパルスは１０秒間隔でサンプリングされ、リングバッファに蓄えられる。PICのRAMは192バイトしかないので、１０分間のデータを蓄えることとした。表示する数値は、１０分のデータの中から、必要に応じてデータを取り出し、計算するようにした。GM管のパルスをTimer1でカウントしていたのだが、なんと、クリア後必ず１パルスカウントしないという現象にぶち当たった。よくよくPICの仕様書を見てみたら、そういう仕様らしい（下の図参照）。仕方ないので、GMパルスのカウントはすべてソフトウェアで行うこととした。



　試作途中のソフト（コンパイル済みHEXファイル）は下。あくまでも試作用であり、シーベルト表示に関しては、何の保証もないことを断っておく。カウント機能についてはちゃんと動作するものである。そもそも、カウント数からシーベルトなどへの単位換算は、実際に作製した装置での検量が必要となる。感度はGM管の配置などに影響されるためである。なお、秋月電子のライターを使ってのPICへの書き込み方法は過去の報告を参照すること。

2001/05/12ファーストリリース、D3372用




＜完成＞

　手のひらサイズのＧＭカウンターが完成した。手のひらサイズ１号ということで、まずはこんなところだろう。ゲートタイムは１分から１０分であり、GM管の資料から強引にデータを拾い出し、パルス数からシーベルトへの単位換算を行い、表示が可能なモードも選択できる。


＜次回＞

　さて、次回ではこのポケット型をグレードアップさせたい。具体的には、シリアル通信機能の追加と、EEPROMの追加によるデータロガー機能の追加、そして、雲母窓型ＧＭ管の採用である。基板の大きさをかえずにこの３つを追加できるか、楽しみである。

＜線量の測定＞

　２００１年の５月から６月にかけて、海外へいくチャンスがあったので、早速線量計測を行ってみた。

場所線量（Count/１０min）
千葉市内の鉄筋コンクリートの一室２０〜３０
台湾台北市内のRZホテルの一室　２０〜３０
国際線飛行機の中　９６〜130
マレーシアPortDicsonの海岸　３５
マレーシアクアラルンプール近郊コンドミニアム一室４９
マレーシアクアラルンプールのBatu洞窟内　１８〜２０
マレーシアクアラルンプールのPPホテルの一室　３８


＜参考文献＞

1.伊藤守行、「禁煙アラームの製作」、トランジスタ技術ＳＰＥＣＩＡＬ No33, ｐ144-146
2.伊藤守行、「ＧＭ管を使った放射線計測器の製作」、トランジスタ技術ＳＰＥＣＩＡＬ No33, ｐ147-154
3.松原聰、「鉱物カラー図鑑」、ナツメ社
4.渡利一夫、稲葉次郎編、「放射能と人体」、研成社、1999
5.マイクロチップテクノロジー社、PIC16F873仕様書
6.後藤哲也、「PIC活用ガイドブック」、技術評論社、第一版2000年
7.浜松フォトニクス、D3372資料

2001/05/06
追記2001/05/09
完成2001/05/12
データ追加2001/06/17
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