Bauplan Schaltplan Interface Platine für Geigerzählrohr

Interfaceplatine für Geigerzählrohr

Für meine bisherigen Experimente mit Zählrohren benötigte ich noch eine kleine Schaltung, mit welcher ich die Impulse des Zählrohrs in eine stabile, auswertbare Form bringen konnte. Die Messungen zeigten, dass sich die Impulse recht einfach auswerten lassen würden, die Spannungen sind hoch genug (einige V) und die Zeiten lang genug (100uS), die weitere Aufbereitung sollte also kein Hexenwerk sein.


Impuls des Zählrohres SBM20 an 10kOhm Kathodenwiderstand, 4.7M Anodenwiderstand, 400V

Die Signale kommen vom Zählrohr, sie werden dort an einem Kathodenwiderstand von 10k recht niederohmig abgegriffen. Über einen Koppelkondensator sowie einen 1k Vorwiderstand kommt das Signal vom Zählrohr (nicht in diesem Schaltplan enthalten) und wird auf die Basis eines BC238 Transistors geführt. Die Z-Diode schützt die Basis vor negativen Spannungen, der Widerstand legt die Basis auf Massepotential.

Wenn ein Impuls ankommt, reicht dieser leicht aus, um den Transistor durchzusteuern. Damit wird an seinem Kollektor für jeden Impuls eine fallende Flanke erzeugt, die wiederum ein Timer IC 7555/555 Monoflop auslöst, welches einen etwa 100us lang dauernden, sauberen Rechteckimpuls liefert. Sowohl 7555 als auch NE555 können hier verwendet werden, der 7555 hat den Vorteil eines wesentlich geringeren Ruhestromverbrauchs.


Signalverlauf am Eingang und am Ausgang, hier noch mit 10nF Timing Kondensator


Der Schaltplan.

Am Discharge Ausgang des 7555 Schaltkreises hängt noch ein kleiner Piezo Lautsprecher, dieser macht jeden Impuls durch einen kleinen Klick hörbar. Um den Discharge Anschluss des 7555 als zusätzlichen Ausgang nutzen zu können, wird der Ausgang den 7555 über eine Diode zum Entladen des Timing Kondensators verwendet. Trotz der sehr geringen Impulsdauer von nur etwa 100us kann man jeden einzelnen Impuls als deutlich wahrnehmbaren Klick hören. Je nach Umgebungsgeräuschpegel muss man natürlich hier ggF noch etwas lauteres verwenden, aber für normale Umgebungen reicht das Klickgeräusch aus.

Am Ausgang des Timer Schaltkreises liegt ein Optokoppler sowie dazu in Serie eine Leuchtdiode, welche jeden registrierten Puls sichtbar macht. Die Anschlüsse des Optokopplers sind alle nach aussen geführt, als Bauteil hatte ich gerade den 4N37 zur Verfügung, er funktioniert in dieser Schaltung wie gewünscht.


Das Layout.

Ich habe den Optokoppler als Schalter nach Masse über den internen Pullup Widerstand eines Atmel Controller Pins geschaltet, damit konnte ich bei einem Test mit einem Funktionsgenerator maximal etwa 6000 Impulse pro Sekunde übertragen, die Signalflanke nach dem Abschalten ist durch den relativ hohen Pullup Widerstand recht langsam, und bei höheren Frequenzen wird dann kein sauberer H Pegel mehr erreicht, den der Prozessor sicher erkennen kann.


Optokoppler mit Pullup Widerstand des Controllers

Mit einem kleineren Pullup Widerstand könnte man dieses Problem natürlich in den Griff bekommen, aber wenn diese Schaltung an ein Zählrohr angeschlossen wirklich mehr als 6000 Impulse pro Sekunde liefert, hat man ein ganz anderes Problem......

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