Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 5V Analog-Signal vom Geigerzähler mit 3,3V im Teensy auslesen


von Aimo B. (aimo_b)


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Guten Abend,
ich brüte seit einigen Tagen über ein unerwartetes Problem. Ich habe 
einen Geigerzähler aus China am Arduino laufen, wobei bei einer 
Entladung die fallende Flanke eines ansonsten konstanten 5V Signals 
einen Interupt auslöst (am Pin 2). Das Geigerboard hat dafür einen „Data 
Output Pin“ (neben VCC=5V und GND). Das Signal ist analog, mit einer 
Länge von etwa 100 microseconds, und die Flanke fällt von 5V bis auf 
etwa 2V ab.
Nun wollte ich auf einen Teensy umziehen, aber kann dort maximal 3,3V an 
einen Pin anlegen. Das Geigerzähler Board braucht aber 5V 
Versorgungsspannung, und damit liegt auch der Output Pin auf 5V High. 
Und hier beginnt mein Problem, wie ich das analoge Output-Signal von 5V 
auf 3,3V „herunterskaliere“. Ein Spannungsteiler aus Widerständen hat 
erst einmal nicht funktioniert - wohl weil er nicht schnell genug war. 
Hat jemand eine Idee ?
Vielen Dank, Aimo

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Aimo B. schrieb:
> Ein Spannungsteiler aus Widerständen hat
> erst einmal nicht funktioniert - wohl weil er nicht schnell genug war.

Öhm, bevor ein resistiver Spannungsteiler zu langsam wird, müssen schon 
ein paar Gigahertz vergangen sein...

Was bringt dich zu dieser Diagnose? Wie sieht genau dein Aufbau aus?

von Jörg R. (solar77)


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Aimo B. schrieb:
> Nun wollte ich auf einen Teensy umziehen, aber kann dort maximal 3,3V an
> einen Pin anlegen. Das Geigerzähler Board braucht aber 5V
> Versorgungsspannung, und damit liegt auch der Output Pin auf 5V High.
> Und hier beginnt mein Problem, wie ich das analoge Output-Signal von 5V
> auf 3,3V „herunterskaliere“. Ein Spannungsteiler aus Widerständen hat
> erst einmal nicht funktioniert - wohl weil er nicht schnell genug war.
> Hat jemand eine Idee ?

Spannungsteiler aus Widerständen zu langsam? Glaube ich nicht.
Wie hast du den dimensioniert und zeige mal den Aufbau.

von Harald W. (wilhelms)


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Aimo B. schrieb:

> Ein Spannungsteiler aus Widerständen hat
> erst einmal nicht funktioniert - wohl weil er nicht schnell genug war.
> Hat jemand eine Idee ?

Vermutlich würde auch ein einfacher Vorwiderstand reichen.

von Helmut -. (dc3yc)


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Harald W. schrieb:
> Vermutlich würde auch ein einfacher Vorwiderstand reichen.

Problem dürfte wohl der Low-Pegel mit 2V sein. Deswegen eher ein 
Spannungsteiler als ein Vorwiderstand. Man könnte aber auch kapazitive 
Kopplung in Betracht ziehen!

von Falk B. (falk)


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Aimo B. schrieb:
> Ein Spannungsteiler aus Widerständen hat
> erst einmal nicht funktioniert -

Es lebe der RC-Hochpass!

von Sebastian W. (wangnick)


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Aimo B. schrieb:
> Nun wollte ich auf einen Teensy umziehen, aber kann dort maximal 3,3V an
> einen Pin anlegen.

Welcher Teensy? 3.x oder 4.x?

LG, Sebastian

von Sebastian W. (wangnick)


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Aimo B. schrieb:
> Nun wollte ich auf einen Teensy umziehen, aber kann dort maximal 3,3V an
> einen Pin anlegen.

Welcher Teensy? 3.x oder 4.x?

Aimo B. schrieb:
> Ein Spannungsteiler aus Widerständen hat erst einmal nicht funktioniert
> - wohl weil er nicht schnell genug war.

Hast du den Spannungsteiler aus Megaohm-Widerständen gebaut?

LG, Sebastian

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Aimo B. schrieb:
> Ein Spannungsteiler aus Widerständen hat erst einmal nicht funktioniert
> - wohl weil er nicht schnell genug war.
Was für ein "Geigenzähler aus China" ist das denn? Und welche 
Widerstände hast du da wie verschaltet? Hast du ein Oszilloskop und 
kannst das ungeteilte Originalsignal und das geteilte Ergebins zusammen 
(oder schlimmstenfalls nacheinander) aufzeichnen?

von Jörg R. (solar77)


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Helmut -. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Vermutlich würde auch ein einfacher Vorwiderstand reichen.
>
> Problem dürfte wohl der Low-Pegel mit 2V sein.

Das wird es sein. Nehmen wir mal einen Spannungsteiler von 17K/33K. Dann 
würde bei 2V noch 1,3V am Teensy anliegen. Ohne jetzt nach einem DB zu 
suchen erkennt der das vermutlich nicht als Low.

von Mark S. (voltwide)


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Ein pulldown-Widerstand kommt da in den Sinn.

von Aimo B. (aimo_b)


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Vielen lieben Dank für die schon zahlreichen konstruktiven und 
hilfsbereiten Beiträge … ich bin beeindruckt; das ist tatsächlich mein 
erster Threat in einem Forum ;-)

Ad1) der Spannungsteiler wurde aus 170Ohm und 330Ohm erstellt

Ad2) ja ich habe ein Oszilloskop, daher kenne ich Signalbreite (und 
Flankenabfall). Nachdem ich die Widerstandsbrücke angeschlossen habe, 
ist mein „High“ von 5V auf 4,5V gefallen aber es kamen keine Impulse 
mehr durch (Trigger gab es, die hat man ja im Geigerzähler knacken 
gehört) … so wie ich das hier verstehe war meine Annahme fundamental 
falsch, dass ein Spannungsteiler aus Widerständen „zu langsam“ ist, um 
den Flankenabfall bzw. die 100mys Signal aufzulösen

Ad3) der Geigerzähler ist ein Billigteil aus China, tut aber seine 
Dienste (ich habe den ja seit längerer Zeit am Arduino hängen und auch 
mit diversen „Strahlern“ getestet). Natürlich bestünde die Möglichkeit, 
den Trigger fast digital an der verlöteten LED abzugreifen, aber dieses 
Signal ist x20 breiter als das Analog Signal, und ich würde gerne das 
Max an möglichen Triggern (Counts) mit dem Teensy auslesen

Ad4) Teensy 4.0, ein wahres Wunderwerk wenn es nicht so ein Sensibelchen 
bei den Inputvoltages wäre ;-(

Ich konkludiere jetzt einmal , dass ein R-Spannungsteiler es eigentlich 
tun sollte, aber ich wohl einen Fehler in der Beschaltung habe (oder 
mein Teensy Pin einen Ghost kreiert). Ist der Hochpass denn schnell 
genug für die Signallänge ?

von Manfred P. (pruckelfred)


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Jörg R. schrieb:
> Das wird es sein. Nehmen wir mal einen Spannungsteiler von 17K/33K. Dann
> würde bei 2V noch 1,3V am Teensy anliegen. Ohne jetzt nach einem DB zu
> suchen erkennt der das vermutlich nicht als Low.

Also so etwa wie im Anhang, wo mein als Komparator genutzter OP nicht 
auf null herunter kommt.

von Jörg R. (solar77)


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Aimo B. schrieb:
> Vielen lieben Dank für die schon zahlreichen konstruktiven und
> hilfsbereiten Beiträge … ich bin beeindruckt; das ist tatsächlich mein
> erster Threat in einem Forum ;-)
>
> Ad1) der Spannungsteiler wurde aus 170Ohm und 330Ohm erstellt

Den kannst Du um Faktor 10 größer auslegen.

> Ad2) ja ich habe ein Oszilloskop, daher kenne ich Signalbreite (und
> Flankenabfall). Nachdem ich die Widerstandsbrücke angeschlossen habe,
> ist mein „High“ von 5V auf 4,5V gefallen..

Vermutlich weil Dein Teiler zu niederohmig ist und den Ausgang zu stark 
belastet.

> aber es kamen keine Impulse mehr durch..

Was genau meinst Du damit?

: Bearbeitet durch User
von Aimo B. (aimo_b)


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Gemeint war, dass obwohl der Geigerzähler knackste und wo ich sonst 
einen schönen Flankenabfall von 5 auf 2V für 100 mys sah mit dem 
R-Spannungsteiler kein Flankenabfall im Ostilloskop mehr zu sehen war.

Was mich ja zu der Annahme führte, dass die R-Brücke das kurze Signal 
einfach „wegschluckt“ …

von Jörg R. (solar77)


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Aimo B. schrieb:
> Gemeint war, dass obwohl der Geigerzähler knackste und wo ich
> sonst
> einen schönen Flankenabfall von 5 auf 2V für 100 mys sah mit dem
> R-Spannungsteiler kein Flankenabfall im Ostilloskop mehr zu sehen war.
>
> Was mich ja zu der Annahme führte, dass die R-Brücke das kurze Signal
> einfach „wegschluckt“ …

Nein, am Spannungsteiler kann es nicht liegen. Du solltest ihn halt nur 
hochohmiger auslegen. Misst Du denn an der richtigen Stelle? Ist das 
Oszi korrekt eingestellt..Triggerschwelle? Hast Du es mal mit Single 
Shot versucht?

Das Problem mit dem zu hohen Level am Ausgang des des Teilers bei 2V 
bleibt aber. Du kannst mal versuchen eine Z-Diode mit ca. 2V zwischen 
Teensy und Quelle zu setzen. Dazu einen Widerstand von 100k vom Teensy 
nach GND. Kathode der Z-Diode in Richtung Quelle.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Jörg R. schrieb:
> Du kannst mal versuchen eine Z-Diode mit ca. 2V zwischen
> Teensy und Quelle zu setzen

Besser 2 oder 3 normale Si-Dioden (1N4148 o.ä.) in Leitrichtung vom 
Geigerdingens zum Teensy. Mit 2 Dioden zieht man etwa 1,2-1,4V der 
Spannung ab, mit 3 Dioden sinds dann 1,8-2,1V. Am Teensy empfiehlt sich 
ein leichter Pulldown.
Zenerdioden mit 2V sind sehr unscharf, wenn man sie überhaupt bekommt.

: Bearbeitet durch User
von Jörg R. (solar77)


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Matthias S. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Du kannst mal versuchen eine Z-Diode mit ca. 2V zwischen
>> Teensy und Quelle zu setzen
>
> Besser 2 oder 3 normale Si-Dioden (1N4148 o.ä.) in Leitrichtung vom
> Geigerdingens zum Teensy. Mit 2 Dioden zieht man etwa 1,2-1,4V der
> Spannung ab, mit 3 Dioden sinds dann 1,8-2,1V.
> Zenerdioden mit 2V sind sehr unscharf, wenn man sie überhaupt bekommt.

Ja, geht natürlich auch.

: Bearbeitet durch User
von Sebastian W. (wangnick)


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Matthias S. schrieb:
> Mit 2 Dioden zieht man etwa 1,2-1,4V der Spannung ab, mit 3 Dioden sinds
> dann 1,8-2,1V

Oder zwei normale und eine Schottky.

LG, Sebastian

von Aimo B. (aimo_b)


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Gibt es bei den Dioden etwas zu beachten im Sinne 
„Schaltgeschwindigkeit“ ? Oder geht da jede beliebige Silizium Diode, 
also auch zB Gleichrichter with N4007 ?

von Sebastian W. (wangnick)


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Der imxrt1060 hat die Schaltschwellen 0.3 VCC und 0.7 VCC, also 1.0V und 
2.3V bei 3.3V Versorgung.

Drei Dioden plus interner oder externer schwacher Pulldown sollte also 
gehen.

Bei 5V und 2V bekommt man das mit Spannungsteiler auch noch so gerade 
eben hin. Allerdings nicht mit 170R und 330R!

Aimo B. schrieb:
> Gibt es bei den Dioden etwas zu beachten im Sinne
> „Schaltgeschwindigkeit“ ?

Du hast 100us, also eine Ewigkeit.

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Marcel V. (mavin)


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Aimo B. schrieb:
> Oder geht da jede beliebige Silizium Diode, also auch zB Gleichrichter
> with N4007 ?

Die 1N4007 ist zu langsam! Eine 1N4148 ist schnell genug.

von Tom (tom_major)


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Für den Fall dass es nichts ausmacht, wenn das Signal invertiert wird, 
tut es auch ein Trimmpoti am Eingang (statt R1/R3, ich würde eher 10k 
lin. nehmen), ein NPN-Transistor und ein Pullup-Widerstand.

von Rainer W. (rawi)


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Der anscheinend analoge Ausgang des Geigerzählers liefert einen Puls mit 
einer Höhe von 3V (wie sieht der Puls aus, Oszi-Bild?).

Das sollte doch wohl reichen, um einen für einen 3.3V Eingang gültigen 
Low-Puls zu erzeugen, auch ohne eine handvoll Dioden.

Der RC-HP von Falk ist doch völlig ok oder wo sieht die uC-Gemeinde das 
Problem?

Wie sieht das Signal am Eingang vom Teensy mit dem HP aus (Oszi-Bild)?

von Jörg R. (solar77)


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Rainer W. schrieb:
> Der anscheinend analoge Ausgang des Geigerzählers liefert einen
> Puls mit einer Höhe von 3V..

Aimo B. schrieb:
> Das Geigerboard hat dafür einen „Data
> Output Pin“ (neben VCC=5V und GND). Das Signal ist analog, mit einer
> Länge von etwa 100 microseconds, und die Flanke fällt von 5V bis auf
> etwa 2V ab.


Rainer W. schrieb:
> (wie sieht der Puls aus, Oszi-Bild?).

Lothar M. schrieb:
> Hast du ein Oszilloskop und
> kannst das ungeteilte Originalsignal und das geteilte Ergebins zusammen
> (oder schlimmstenfalls nacheinander) aufzeichnen?

Einfach mal lesen:-) So unübersichtlich ist der Thread ja wohl noch 
nicht.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Aimo B. schrieb:
> Ad2) ja ich habe ein Oszilloskop, daher kenne ich Signalbreite (und
> Flankenabfall).
Nett, dass du es kennst, aber wie wäre es denn, wenn du uns das auch 
mal zeigen würdest? Nur, dass auch wir wissen, worüber wir 
diskutieren.

Aber um die "überflüssige Restspannung" wegzubekommen, würde ich mal 
einfach so eine Schaltung mit einer passenden LED vorschlagen. Mit einer 
grünen LED würde ich mal anfangen.


Jörg R. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Hast du ein Oszilloskop und
>> kannst das ungeteilte Originalsignal und das geteilte Ergebins zusammen
>> (oder schlimmstenfalls nacheinander) aufzeichnen?
> Einfach mal lesen:-)
Einfach mal die Reihenfolge der Zitate korrekt anordnen... ;-)

Vor meiner Frage und der Antwort darauf war mangels Screenshots nicht 
sicher, ob der TO eigene Messungen gemacht hat oder nur ein Signal aus 
der Anleitung zum "Geigerzähler aus China" beschrieben hat.
Denn

Aimo B. schrieb:
>>>> Ein Spannungsteiler aus Widerständen hat erst einmal nicht
>>>> funktioniert - wohl weil er nicht schnell genug war.

Und so eine Vermutung muss man nicht anstellen, wenn man ein Oszilloskop 
hat.

: Bearbeitet durch Moderator
von Obelix X. (obelix)


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Aimo B. schrieb:
> „herunterskaliere“. Ein Spannungsteiler

Merkst du was? Das geht so nicht. Du brauchst einen 
Spannungsheruntersaklierer.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Obelix X. schrieb:
> Du brauchst einen Spannungsheruntersaklierer.
Nein, der Spannungsbereich ist mit 5V/2V schon richtig skaliert, aber 
der Offset muss weg. Also braucht es einen "Spannungsoffsetentferner".

von Sebastian W. (wangnick)


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Marcel V. schrieb:
> Die 1N4007 ist zu langsam!

Wirklich? Wieso?

LG, Sebastian

PS: Um die möglichen Lösungen noch zu erweitern: Der imxrt1060 hat auch 
einen analogen Komparator ...

von Obelix X. (obelix)


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Lothar M. schrieb:
> Also braucht es einen "Spannungsoffsetentferner".

Der Spannungsoffsetentferner ist eine Teilmenger der 
Spannungsherunterskalierer. ;-D

: Bearbeitet durch User
von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Lothar M. schrieb:
> würde ich mal
> einfach so eine Schaltung mit einer passenden LED vorschlagen.

Du bist dir sicher, dass der Zähler wirklich einen echten Analogausgang 
hat der mit sowas belastet werden darf?

Nicht dass das ein OC oder so ist und hier nur Fantasiereich gemessen 
wird?

- Gibt es eine Beschreibung oder gar Schaltplan des Ausgangs?
- Oszibild mit Beschreibung wie genau gemessen (belastet/ unbelastet 
usw.)?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Irgend W. schrieb:
> Du bist dir sicher, dass der Zähler wirklich einen echten Analogausgang
> hat der mit sowas belastet werden darf?
Nein, (im Besonderen, weil wir weder einen Link zum noch ein Foto vom 
"Geigerzähler aus China" gesehen haben) aber eines ist mir völlig klar: 
ich hätte das mit einem Oszilloskop schon lange herausgefunden.

> Nicht dass das ein OC oder so ist
Ein Blick auf die Leiterplatte und die Beschaltung des Ausgangs würde 
die Ungewissheit klären.

Weiß ja auch noch keiner, wie das Signal tatsächlich aussieht. Ob das 
ein Rechteck ist, oder irgendwas völlig Analoges...

: Bearbeitet durch Moderator
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Irgend W. schrieb:
> Du bist dir sicher, dass der Zähler wirklich einen echten Analogausgang
> hat der mit sowas belastet werden darf?

Die LED ist doch hier nicht zum Leuchten drin, sondern um die 
Messspannung um ihre Flussspannung zu verringern. Eine gelbe oder grüne 
LED könnte ziemlich gut die erforderlichen 1,8 - 2V treffen. Belastet 
wird der Ausgang nur durch den Eingangwiderstand des Teensy und den 
evtl. erforderlichen schwachen Pulldown.

von Christoph S. (mr9000)


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Helmut -. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Vermutlich würde auch ein einfacher Vorwiderstand reichen.
>
> Problem dürfte wohl der Low-Pegel mit 2V sein. Deswegen eher ein
> Spannungsteiler als ein Vorwiderstand. Man könnte aber auch kapazitive
> Kopplung in Betracht ziehen!

Analog lesen mit entsprechender Abtastrate und den Rest in Software 
erledigen? Der Teensy ist ja recht flott unterwgs.

von Aimo B. (aimo_b)


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Liebe Mitstreiter, danke für eure vielen Anregungen … ich schicke heute 
Abend, sobald ich wieder am Rechner sitze, ein Foto eines beliebigen 
Counter-Signals vom Oszi. Die sehen alle ähnlich aus und kommen in 
klarer Korrelation zum Click des Buzzer (leider denn ich hatte gehofft 
aus der Signalform zwischen Beta und Gamma Entladungen zu 
unterscheiden). Hoffe aber, dass hilft dann allen weiter.

Zum Geigerzähler-Aufbau habe ich keine detaillierten Infos (das ist wie 
gesagt eines der Billig-Geräte aus China mit einer J305 Röhre ohne große 
Dokumentation). Der prinzipielle Aufbau ist aber schon mehrfach im Netz 
beschrieben. Ich kann euch gerne ein Foto schicken, die Platine hat 
beidseitig Leiterbahnen. Ist dieses Modell bei AliExpress :
https://a.aliexpress.com/_EJBbW2P

Ehrlicherweise tut es mir etwas leid, dass ich Eure Zeit dafür in 
Anspruch nehme; es lief & läuft ja alles auf einem Arduino, und ich 
dachte das switchen auf einen Teensy kostet mich 2 Minuten … haha 🥴

von Marcel V. (mavin)


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Sebastian W. schrieb:
> Marcel V. schrieb:
>> Die 1N4007 ist zu langsam!
>
> Wirklich? Wieso?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Aimo B. schrieb:
> (leider denn ich hatte gehofft
> aus der Signalform zwischen Beta und Gamma Entladungen zu
> unterscheiden)

Das wird schon deswegen nicht klappen, weil die Pulse anscheinend aus 
dem zweiten 555 kommen und deswegen alle gleich aussehen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Aimo B. schrieb:
> es lief & läuft ja alles auf einem Arduino
Da sag ich mal: Glück gehabt...

> Ist dieses Modell
Und wo nimmst du dein Signal ab?

> ein Foto eines beliebigen Counter-Signals vom Oszi.
Wenn das Oszi keine Screenshot-Funktion hat. Und am Besten auch noch ein 
Fot vom gesamten Aufbau, damit man sieht, was wohin verdrahtet ist.

> Der prinzipielle Aufbau ist aber schon mehrfach im Netz beschrieben.
Mag sein, aber deine Schaltung funktioniert ja auch "im Prinzip", nur 
eben nicht "im Speziellen".

Aimo B. schrieb:
> Dank für die schon zahlreichen konstruktiven und hilfsbereiten Beiträge
Für spätere Problemchen: die Tipps könnten noch viel zielgerichteter 
gegeben werden, wenn du gleich von Anfang an möglichst viele 
Informationen zu deinem speziellen Problem gibst.

von Sebastian W. (wangnick)


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Marcel V. schrieb:
> Sebastian W. schrieb:
>> Marcel V. schrieb:
>>> Die 1N4007 ist zu langsam!
>>
>> Wirklich? Wieso?

Deinen Oszi-Bildern entnehme ich, dass die langsame 1N4007 sehr wohl 
noch für ein 100us-Signal geeignet wäre.

LG, Sebastian

von Marcel V. (mavin)


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Sebastian W. schrieb:
> Deinen Oszi-Bildern entnehme ich, dass die langsame 1N4007 sehr wohl
> noch für ein 100us-Signal geeignet wäre.

Ja, es wird in der Praxis auch noch so gerade eben funktionieren. Aber 
warum soll man eine 1N4007 einsetzen, die bei 10kHz langsam anfängt 
ihren Hintern zuzukneifen,   während eine 1N4148 selbst bei 10 MHz noch 
fröhlich weiterballert und nebenbei noch günstiger ist?

von Sebastian W. (wangnick)


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Aimo B. schrieb:
> Oder geht da jede beliebige Silizium Diode, also auch zB Gleichrichter
> with N4007 ?

Marcel V. schrieb:
> Die 1N4007 ist zu langsam!

Marcel V. schrieb:
> Ja, es wird in der Praxis auch noch so gerade eben funktionieren.

Marcel, vielen Dank für deine tollen Oszi-Bilder. Wenn ich mir die so 
anschaue, dann schnürt die 1N4007 bei 10kHz in 8us ab, und der Effekt 
der parasitären Kapazität und dann der trr sind schön zu sehen.

Also, wenn Aimo solch schnarchlangsamen 1N4007 im Zugriff hat, und sei 
es als Gleichrichter, dann sind sie trotzdem einen Versuch wert. Denn 
bei einem Signal von ewig langen 100us werden sie funktionieren, nicht 
nur in der Praxis und nicht nur so gerade eben.

LG, Sebastian

von Tom (tom_major)


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Aber Lothar hat doch mit 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/632677/Pegelanpassung_5V_auf_3V.PNG 
gezeigt dass eine einzige grüne LED mit 1,8-2 V Spannung ideal ist, sie 
ersetzt 2-3 einfache Dioden! Und mit dem Pulldown-Widerstand, der sicher 
auch größer wie 470R sein kann (10k?) lässt sich die Lage von oberer und 
unterer Schwelle optimieren.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Matthias S. schrieb:
> Besser 2 oder 3 normale Si-Dioden (1N4148 o.ä.) in Leitrichtung vom
> Geigerdingens zum Teensy.

Sebastian W. schrieb:
> Oder zwei normale und eine Schottky.

Oder oder oder ... man schaut nach LEDs.

Lothar M. schrieb:
> Aber um die "überflüssige Restspannung" wegzubekommen, würde ich mal
> einfach so eine Schaltung mit einer passenden LED vorschlagen. Mit einer
> grünen LED würde ich mal anfangen.

Die Grüne vom Opa. Ich habe hier grüne LEDs mit knapp 2,5 Volt, ich 
würde bei aktueller Ware eher auf Rot gucken. Das wird dann eine nicht 
serientaugliche Bastelei, eben ein paar LEDs aus der Kramkiste 
ausmessen.

von Aimo B. (aimo_b)


Angehängte Dateien:

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Also hier einmal (img 8638) der aktuelle Aufbau zum Testen Eurer 
Vorschläge … dazu habe ich den Geigerzähler komplett von meinem Arduino 
Shield getrennt, was interessanterweise ein Phänomen löste, nämlich dass 
das Signal nun eine komplette Flanke von 5V auf nahezu 0V aufweist (img 
8635). Damit scheinen sich einige Probleme gelöst zu haben - 
entschuldigt bitte wenn ich euch hier unnötig in eine falsche 
Problemrichtung laufen ließ.

Euren Vorschlag eines Spannungsteiler habe ich nun mit 178kO und 330kO 
neu gestaltet. Tatsächlich zeigt sich nun eine Reduktion des HIGH 
Signals auf 2V (img 8637); keine Ahnung was passiert wenn mein Teensy 
wieder dranhängt.

Das hintereinanderschalten 3er 1N4007 mit 150kO Pullup gegen Masse führt 
dann zu letztem Signal (img 8636) mit stark reduzierter Signalstärke.

Die Ideen mit LEDs & Hochpässen bzw. NPN Transistoren konnten ich heute 
noch nicht ausprobieren. Aber das Problem hat sich ja scheinbar im 
kompletten standalone Betrieb erst einmal auf die Frage nach den 
richtigen Widerstandswerten reduziert. Was ist denn zu erwarten, wenn 
der MContr wieder dran hängt; erzeugt der Innenwiderstand am Pin uU eine 
ungewollte Erhöhung des Signalwertes ?

Danke in jedem Fall für alle Eure Beiträge, es ist ein gutes Gefühl zu 
wissen dass die Community hier so hilfsbereit einem Laien unter die Arme 
greift …

: Bearbeitet durch User
von Aimo B. (aimo_b)


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PS: der dünne Draht auf dem Geigerzähler mit der roten Spitze ist im 
übrigen eine 4%-Thorium-dotierte Wolframschweisselektrode (WT40), die 
die Anzähle der Event im Geigerrohr deutlich ansteigen lässt. Nur für 
den Fall, dass jemand ein ähnliches Problem beim Testen hat und eine 
effektive Strahlenquelle sucht. Gibt es in jedem Fachhandel (noch).

von Jörg R. (solar77)


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Aimo B. schrieb:
> Euren Vorschlag eines Spannungsteiler habe ich nun mit 178kO und 330kO
> neu gestaltet. Tatsächlich zeigt sich nun eine Reduktion des HIGH
> Signals auf 2V (img 8637); keine Ahnung was passiert wenn mein Teensy
> wieder dranhängt.

Nichts, denn der Teensy erkennt bei 2V am Eingang kein Low.


> Das hintereinanderschalten 3er 1N4007 mit 150kO Pullup gegen Masse führt
> dann zu letztem Signal (img 8636) mit stark reduzierter Signalstärke.

Ein Pullup geht gegen Vcc, ein Pulldown (den brauchst Du, gegen GND. Du 
hast also einen Widerspruch in dem Satz.


> Die Ideen mit LEDs & Hochpässen bzw. NPN Transistoren konnten ich heute
> noch nicht ausprobieren. Aber das Problem hat sich ja scheinbar im
> kompletten standalone Betrieb erst einmal auf die Frage nach den
> richtigen Widerstandswerten reduziert. Was ist denn zu erwarten, wenn
> der MContr wieder dran hängt; erzeugt der Innenwiderstand am Pin uU eine
> ungewollte Erhöhung des Signalwertes ?

Mit einem einfachen Spannungsteiler kommst Du nicht zum Erfolg. Du musst 
bei den 2V dafür sorgen dass am Teensy nahe 0V ankommt. Teste daher 
weiter mit Dioden bzw. LED.

von Tom (tom_major)


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27. April 5 Uhr - こんにちは日本!
Laut https://simpleclub.com/lessons/physik-geiger-muller-zahlrohr ist 
die Latenzzeit der Geiger-Müller-Zählrohre im Bereich 100µs, von daher 
ist es sinnvoll, wenn der NE555 jeden Impuls vom Zählrohr mit etwa 100µs 
ausgibt. Nur sollte ein Folgeimpuls auch mit kürzerem Intervall folgen 
können, im Idealfall 1µs oder so. Von daher erscheint mir dein Signal 
oben sehr verschliffen. Mit den Maßstabsangaben kann ich nicht viel 
anfangen, 5µs bzw. 80µs - wieviele Teilstriche sind das? Probier mal 
eine LED und greif an einem Widerstand 10-22k ab!

von Rainer W. (rawi)


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> Lothar M. schrieb:
>> Hast du ein Oszilloskop und
>> kannst das ungeteilte Originalsignal und das geteilte Ergebins zusammen
>> (oder schlimmstenfalls nacheinander) aufzeichnen?
>
> Einfach mal lesen:-) So unübersichtlich ist der Thread ja wohl noch
> nicht.

Rainer W. schrieb:
> Der RC-HP von Falk ist doch völlig ok oder wo sieht die uC-Gemeinde das
> Problem?
>
> Wie sieht das Signal am Eingang vom Teensy mit dem HP aus (Oszi-Bild)?

Ok, ich korrigiere mich.
Der HP von Falk mit seiner Vorspannung von 5V ist natürlich totaler 
Mist, wenn man am Ausgang 3.3V als H-Pegel haben möchte. Diesen Fehler 
in dem Vorschlag habe ich in der Tat übersehen, von Falk aber eigentlich 
auch nicht erwartet.

R1 in dem Vorschlag von Falk muss natürlich an die 3.3V-Versorgung 
gehen, wenn man 3.3V als H-Pegel haben möchte. Zusammen mit dem 
negativen 3V-Peak vom Geigerzähler sollten dann am IO-Pin etwa 0.3V 
ankommen, falls der Zählerausgang während des Pulses ausreichend Strom 
aufnehmen kann. Wenn er dass nicht schafft, kann R1 auch größer werden.

Ich wiederhole also meine Frage:
Wie sieht das Signal am Eingang vom Teensy mit dem HP aus (Oszi-Bild)?
Aber die Frage ist ja inzwischen angekommen, wenn auch immer noch offen:

Aimo B. schrieb:
> Die Ideen mit LEDs & Hochpässen bzw. NPN Transistoren konnten ich heute
> noch nicht ausprobieren.

> was interessanterweise ein Phänomen löste, nämlich dass
> das Signal nun eine komplette Flanke von 5V auf nahezu 0V aufweist (img
> 8635).

Dem Phänomen solltest du auf den Grund gehen. Der Puls nützt dir nur 
etwas, wenn er als brauchbarer Logikpegel am Eingang des Teensy ankommt.

> Was ist denn zu erwarten, wenn der MContr wieder dran hängt; erzeugt
> der Innenwiderstand am Pin uU eine ungewollte Erhöhung des Signalwertes ?

Das kommt drauf an, wie das Ausgangssignal des Geiger-Zählers 
vorverarbeitet wird und wie der Teendy und ggf. vorhandene 
Eingangsbeschaltung den Zählrohrausgang belastet. Viele Unbekannte - 
wenn da nichts dokumentiert ist, hilft nur messen.

Tom schrieb:
> Nur sollte ein Folgeimpuls auch mit kürzerem Intervall folgen
> können, im Idealfall 1µs oder so.

Dafür muss das Zählrohr nach dem Puls wieder schnell genug aufgeladen 
werden. Wie groß die Totzeit des Zählrohres ist, ist unklar. Es ist aber 
vergebene Liebesmüh, die Pulsformerstufe wesentlich schneller zu machen.
Ein Geigerzähler ist kein Szintillator.

: Bearbeitet durch User
von Sebastian W. (wangnick)


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Aimo B. schrieb:
> Euren Vorschlag eines Spannungsteiler habe ich nun mit 178kO und 330kO
> neu gestaltet. Tatsächlich zeigt sich nun eine Reduktion des HIGH
> Signals auf 2V (img 8637)

Wie kann das sein? Woher hast du einen 178k-Widerstand? Hast du 
eventuell fälschlicherweise den zu Masse hin angeschlossen, und nicht 
den 330k wie eigentlich geplant?

Denn du willst das 5V-Signal ja zu irgendetwas zwischen 2.3V und 3.3V 
teilen, was der Teensy als High erkennt, nicht aber zu nur 2V.

Aimo B. schrieb:
> Das hintereinanderschalten 3er 1N4007 mit 150kO Pullup gegen Masse führt
> dann zu letztem Signal (img 8636) mit stark reduzierter Signalstärke.

Das verstehe ich auch nicht. Wieso bleiben hinter drei 1N4007 von 5V nur 
700mV übrig? Und das bei mickerig niedrigem 5uA Strom?

Und was zeigt Bild 8634?

LG, Sebastian

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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So langsam habe ich den Verdacht, das
a) der TE die Pullups an seinen MC nie ausgeschaltet hat.
b) ein einfacher Widerstand reicht und man den Rest den Klemmdioden 
überlässt.

Das wäre dann die einfachste Nummer und erfordert lediglich einen 2k2 - 
10k Widerstand.

: Bearbeitet durch User
von Rick (rick)


Angehängte Dateien:

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Aimo B. schrieb:
> IMG_8638.jpeg
Auf der Platine (und im Link zu aliexpress) steht 
RadiationD-v1.1(CAJOE).
Mit CAJOE findet man die folgende Seite:
https://github.com/SensorsIot/Geiger-Counter-RadiationD-v1.1-CAJOE-
Dort gibt es einen Schaltplan (siehe auch im Anhang).
Der ist zwar nicht schön gezeichnet und es ist auch nicht klar, ob er 
wirklich zur Platine passt, aber besser als hier rumzurätseln ist es 
allemal.


Die Versorgung des Geigerzählers wird hier über Anschluss P3 gemacht. 
Ebenso wird dort das Ausgangssignal abgegriffen.

Das Ausgangssignal wird von Q3 gebildet einem NPN, ist also 
Open-Collector.
R18 (unbekannter Wert) wirkt als Pull-up auf 5V. Außerdem wird der Strom 
noch durch R19 (unbekannter Wert) begrenzt.

Der zweite NE555 und auch der OPV sind für das Signal an P3 nicht 
involviert.


Ich hätte erwartet, das der Fragesteller mindestens den Link zum 
Schaltplan mitbringt...

von Manfred P. (pruckelfred)


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Rick schrieb:
> Die Versorgung des Geigerzählers wird hier über Anschluss P3 gemacht.
> Ebenso wird dort das Ausgangssignal abgegriffen.
>
> Das Ausgangssignal wird von Q3 gebildet einem NPN, ist also
> Open-Collector.

NEIN. Am Q3 geht R18 nach Plus, also nicht oC. Dann ist zu P3/3 noch R19 
in Reihe, also gibt es eher eine Spannung mit unbekannter Impedanz.

von Aimo B. (aimo_b)


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So liebe MC Gemeinde,
ich habe nun alle Tests am standalone Betrieb versucht, aber ich bekomme 
die Pegel-Reduktion von 5V auf 3,3V nicht komplett hin, weder mit einem 
simplen Vorwiderstand (würde dann praktisch in Reihe mit R19 liegen), 
noch mit einem Spannungsteiler (habe mit einem 200kOhm Poti [und 330k 
Richtung Masse] versucht, das Signal auf 3V zu bringen, aber ich bleibe 
immer in der Gegend von 2V.
Beim Vorschlag mit einer grünen LED gemäß dem Aufbau von Lothar bricht 
mir immer das Signal auf Null zusammen, sobald ich den Widerstand auf 
Masse lege. Wenn ich nur die grüne LED zwischen Ausgang Geigerzähler und 
Eingang Oszi schalte, dann komme ich immerhin auf 3.6V runter (bei 
gleichem Signal-Verhalten). Den Widerstand auf Masse braucht es mE auch 
nicht, denn mit R32+R34 im Geigerzähler liege ich ja schon auf Masse.
PS: die Widerstände im Schaltplan betragen auf meiner Platine für R19 = 
470kOhm und R18 = 56kOhm (Danke Rick für den Link, tatsächlich bin ich 
nicht davon ausgegangen, dass ich mich rückwärts Richtung Geigerzähler 
fräsen muss, wo ich doch "nur" ein 5V Signalpegel in Richtung Teensy auf 
3,3V reduzieren wollte).
Also, ich werde jetzt meinen Mut zusammennehmen und mit der grünen 
Leuchtdiode in Richtung Teensy Pin gehen. Den internen Pull-up werde ich 
dann ausschalten. Danke für die zahlreichen Ratschläge & Tipps, ich habe 
wieder einiges gelernt und Dank Rick und dem Link zum GitHub kann ich 
nun auch andere Röhren kalibrieren ;-)
a+

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Aimo B. schrieb:
> Den internen Pull-up werde ich
> dann ausschalten.

Ich glaubs fast nicht - das musst du doch als erstes tun. Deswegen hast 
du doch die ganze Zeit das Plateau auf 2V. Schalt den Pullup aus, 
kompiliere desn Kram nochmal und schon wird sich alles in Wohlgefallen 
auflösen.

: Bearbeitet durch User
von Sebastian W. (wangnick)


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Aimo B. schrieb:
> Wenn ich nur die grüne LED zwischen Ausgang Geigerzähler und Eingang
> Oszi schalte, dann komme ich immerhin auf 3.6V runter (bei gleichem
> Signal-Verhalten). Den Widerstand auf Masse braucht es mE auch nicht,
> denn mit R32+R34 im Geigerzähler liege ich ja schon auf Masse.

Der Eingang des Teensy liegt aber nicht auf Masse, weil die grüne LED 
dazwischen den Abfluß von Gateladung hin zu Masse blockiert, oder?

LG, Sebastian

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Sebastian W. schrieb:
> Der Eingang des Teensy liegt aber nicht auf Masse, weil die grüne LED
> dazwischen den Abfluß von Gateladung hin zu Masse blockiert, oder?

Deswegen doch der schwache Pulldown, den wir oben schon des öfteren 
erwähnt haben. PullDOWN wohlgemerkt, also vom Eingang Teensy nach Masse. 
Da sollten 10k-33k reichen. Und die LED wird vermutlich nur sehr schwach 
blitzen, das ist hier aber auch nicht ihre Aufgabe.

: Bearbeitet durch User
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