Bauplan Schaltplan Geigerzähler Datenlogger mit Atmel Mega 168 und LND712

LND712 Geigerzählerplatine mit Datenloggerfunktion in SMD Technik
Nach der schweren Nuklearkatastrophe in Fukushima waren Geigerzähler praktisch ausverkauft, für einige Modelle erreichten die Preise auf dem Zweitmarkt teilweise schwindelerregende Höhen. Auch wenn sich hier die Lage wieder normalisiert hat, sind gute Geigerzähler immer noch relativ teuer, besonders dann, wenn sie neben der eigentlichen Messfunktion auch noch an einen Computer angeschlossen werden sollen oder für längere Zeit Messwerte aufzeichen können müssen.

Aus diesem Grund habe ich diese Platine entworfen, es ist ein vollständiges System für einen präzisen Geigerzähler rund um das moderne Zählrohr LND712. Zusätzlich dient diese Platine noch als sehr flexibler Datenlogger, man kann die Messwerte dabei für weit über 100 Tage (bei 1min Auflösung) sammeln und später zum Beispiel graphisch am PC auswerten.

Als Alternative zum teueren LND712 kann man zum Beispiel auch das russische Zählrohr SI29BG verwenden, es lässt sich mit zwei kurzen Drahtstücken auch recht gut an die Lötpunkt anschliessen.

Durch die geringe Stomaufnahme (ca 600 Mikroampere) ergeben sich auch bei Batteriebetrieb entsprechend lange Laufzeiten.

Nachtrag vom 26.09.2012 Ich habe gerade den ersten Satz Batterien gewechselt, der GZ lief ohne Störungen damit 42 Tage lang. Es handelte sich um 3 Stück AAA (Micro) Zellen aus dem Discounter.


Der Schaltplan (klick aufs Bild für bessere Auflösung)

Damit ist diese Platine ideal für Langzeitmessungen der Umgebungsradioaktivität geeignet, aber auch als portabler Geigerzähler zum Aufspüren von Mineralien und anderen radioaktiven Stoffen leistet sie gute Dienste. Durch den I2C Bus können zusätzlich benötigte Komponenten wie etwa Taster, Display oder weitere Sensoren einfach angeschlossen werden. Möglich wäre zum Beispiel auch eine komplette Wetterstation, entsprechende Sensoren für Temperartur, Luftdruck und Feuchtigkeit gibt es ebenfalls mit I2C Interface.


Das Layout, Platinen auf Anfrage

Der Geigerzähler-Teil der Platine besteht aus einem sehr sparsamen geregelten Step Up Wandler , dessen Ausgangsspannung durch eine Kaskadenschaltung vervielfacht wird. Die Schaltung entstammt einer Application Note von Maxim und wurde an dieser Stelle schon einmal näher vorgestellt.

Das zentrale Element des Datenlogger-Teils der Schaltung ist ein Atmel Mega 168 bzw Mega 328 Mikrocontroller. Als Aussenbeschaltung kommt neben etlichen passiven Komponenten ein sparsamer Spannungsregler, ein kleiner präziser Uhrenbaustein sowie ein SPI Dataflash Baustein zum Einsatz.

Die vom Geigerzähler-Teil der Platine kommenden Zählimpulse werden zur Anpassung an die Logikpegel des Prozessors über eine kleine Schaltung rund um den Transistor T1 geführt. Mit jedem Zählimpuls wird so eine negative Flanke am Timer T1 Eingang erzeugt, die dann vom Prozessor gezählt wird.

Je nach Konfiguration werden die Messwerte im Dataflash Speicher ablegt oder als Messwert auf der Seriellen Schnittstelle ausgegeben.


Portables Gerät mit Batteriepack im Gehäuse

Der Datenlogger Teil ist praktisch eine Kopie dieser Schaltung, hier findet sich auch die nähere Beschreibung dazu.


Platine mit SI29BG als Zählrohr
Weitere Infos - Anzeigen:
Datenblatt Atmel Mega168
Datenblatt AT45DB041
Gerät Geigerzähler

Als Firmware für den Geigerzähler habe ich diese Software entwickelt, sie bietet alle benötigten Funktionen für den Datenloggerbetrieb und ist dabei auch flexibel an andere Aufgaben anpassbar. Zum Beispiel könnte man den Atmel Controller auch als I2C Slave konfigurieren und die Zählerdaten per I2C Schnittstelle zur Verfügung stellen. Damit liesse sich diese Platine sehr leicht etwa an bestehende Wetterstationen als zusätzlicher Sensor anschliessen. Der Phantasie sind hier keine Grenzen gesetzt.

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