Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Geigerzähler-Projekt Platine und Schema


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von Johnny S. (sgt_johnny)


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Ich möchte gern einen Geigerzähler bauen, der viel kann. Die meisten 
Geräte für 100-400€ können zwar diverse Funktionen, mangeln aber meiner 
Meinung nach an diversen Funktionen (z.b. Historiogramm, GPS,Alarm, 
Verstellbare Messzeiten, grosses Display).

Deshalb möchte ich mir gerne ein "professionelles Gerät bauen". Einige 
selbstbauten, meist auf Lochraster habe ich schon hinter mir.


Ich habe nun mal alles aufgezeichnet und eine Platine erstellt, Bilder 
aus EAGLE und von Eurocircuits (mir gefällt die Ansicht dort relativ 
gut) sowie das Eagle Projekt.

Wäre froh wenn sich das jemand mal ansehen könnte, bevor ich es 
produzieren lasse. Es ist mein erster "wirklich doppelseitiger" PCB, 
also wo auf der Unterseite wirklich noch bauteile sind, nicht nur 
Leiterbahnen.

Generell zeigt die DRU(Eurocircuits) sowie das Webportal von 
Eurocircuits mal keine Fehler, den Schaltplan überprüfen und kritische 
Teile überprüfen kann das natürlich nicht!

Also würde es mich freuen wenn jemand einen Blick drauf wirft.


-> Der Quarz ist nicht 16MHZ sondern nur 8MHZ!
-> Die Ansterung der Geigerzähler-Röhre habe ich von der Seite Theremino 
kopiert: 
http://www.theremino.com/en/hardware/inputs/radioactivity-sensors
(Man muss bisschen scrollen).


Wenn jemand Fehler sieht oder Verbesserungen hat, bitte melden :))

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Was soll denn GPS bringen? Es gibt zwar schon Rolladenantriebe mit GPS, 
weil das die Eingabe der Koordinaten spart, aber Rolladen fährt man doch 
selten spazieren. Ok, man kann auch noch die Uhrzeit benutzen, etwas 
günstigere haben DCF77 drin.

Histo(rio)gramm klingt interessant. Die umfassendste Aussage ergäbe ein 
Allen-Varianz (oder -Abweichungs)-Diagramm, wie es für Zeitnormale 
gemessen wird.
https://de.wikipedia.org/wiki/Allan-Varianz
also eine Darstellung der mittleren Knacks-Zeitabstände in Abhängigkeit 
von der Betrachtungsdauer.

von MaWin (Gast)


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Johnny S. schrieb:
> Ich möchte gern einen Geigerzähler bauen, der viel kann.

Dann bau einen Szintillationszähler, der erkennt auch WAS dort strahlt.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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MaWin schrieb:
> Johnny S. schrieb:
>> Ich möchte gern einen Geigerzähler bauen, der viel kann.
>
> Dann bau einen Szintillationszähler, der erkennt auch WAS dort strahlt.

Ja, ein guter Szintilationszähler aka. Gammaspektrometer passt meist 
nicht in die Hosentasche und benötigit eine relativ leistungsstarke 
Auswerteeinheit (nix Atmega - wohl eher RaspberryPi oder FPGA) und die 
Komponenten sind relativ teuer (guter Kristall ~150$). Ich besitze 
bereits ein NaI(Ti) Detektor den man mit einem Tablet-PC auch mal 
"mitnehmen" kann.


Christoph K. schrieb:
> Was soll denn GPS bringen?

Das GPS ermöglicht das sichern eines Messwerts mit seinem Standort 
(erspart manuelles Notieren) sowie "Tracking" von Messwerten also z.b. 
bei einer Fahrt oder Wanderung

von Huch (Gast)


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Was ist den los, ich glaub die Russen kommen; oder die Koreaner???
Woher dieser Zählwahn?

Oder arbeiten hier alle im Reaktor;
aber da gibt's ehedem Profimessgeräte ?!

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Huch schrieb:
> Was ist den los, ich glaub die Russen kommen; oder die Koreaner???
> Woher dieser Zählwahn?
>
> Oder arbeiten hier alle im Reaktor;
> aber da gibt's ehedem Profimessgeräte ?!

Jap im Reaktor gibts Profimessgeräte - sind aber Dinge wie GPS und Co 
sicherlich zweitrangig.


Mir geht es einfach darum, das ich nicht ein Gerät kaufen will (z.b das 
Bekannte "Gammascout" für 300€) welches dann nichtmal schlaue 
Datenaufzeichnung oder ein grosses Display besitzt.

Und mit einem kompletten Bastlerprojekt auf Lochraster möchte ich bei 
den heutigen Ängsten der Menschen und Behörden lieber nicht unterwegs 
sein. Alles was nach gebastelter Elektronik aussieht kann ja als Bombe 
angesehen werden..... :(



Aber _
Gibts auch was zum technischen Teil meines Projekts zu sagen?

von Wolfgang (Gast)


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Johnny S. schrieb:
> Das GPS ermöglicht das sichern eines Messwerts mit seinem Standort
> (erspart manuelles Notieren) sowie "Tracking" von Messwerten also z.b.
> bei einer Fahrt oder Wanderung

Wenn du nicht vor jeder Messung "stundenlang" auf den ersten Fix vom GPS 
warten möchtest, wäre es sicherlich günstig, wirklich eine 
Backup-Batterie anzuschließen, damit das Almanach auch nach dem 
Ausschalten erhalten bleibt und bei der nächsten Messung direkt zu 
Verfügung steht.

von Gerald B. (gerald_b)


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Das mit der Trackingfunktion ist doch prima, dazu noch die Option, die 
getrackten Werte hochzuladen und so aus den ganzen Puzzleteilen eine 
Karte mit unterschiedlichen Farbschattierungen vervollständigen lassen.
Das Ganze dann noch mit einer Timelinefunktion. Wenn das Ganze als 
Openhardware mit Quellcode dokumentiert veröffentlich wird, damit genug 
Leute sich das Teil nachbauen, dann ist die Kartenfunktion realistisch.

von Frank K. (fchk)


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1. Isolationsabstände
Die hast Du nicht eingehalten. Faustregel: pro 100V Spannungsdifferenz 
1mm Kriechstrecke. Heißt also: bei 500V 5mm in alle Richtungen rings um 
das Pad kein Kupfer und kein sonstiges Metall, sonst gibts Überschläge. 
Du könntest vielleicht auf 0.7mm pro 100V heruntergehen, aber mit 1mm 
bist Du sicher im ungefährlichen Bereich. Und möglichst keine Ecken, 
sondern abgerundete Pads und gebogene Leiterbahnen in diesem Bereich 
verwenden. Das reduziert die Feldstärke an diesen kritischen Bereichen.

Der JST PH2 Steckverbinder ist hier dann auch fehl am Platz, weil die 
beiden Pins zu dicht beieinander liegen, so dass Du den 
Isolationsabstand nicht einhalten kannst. Besser einen 3 oder 4 Pinner 
nehmen und die inneren Pins bei Stecker und Buchse entfernen.

Für den Outdoor-Einsatz würde ich das Board dann mit Polyurethan-Spray 
beidseitig überziehen. Steckverbinder und Taster vorher abkleben.

Pass auch auf die Rückseite des Hochspannungsteils auf! Die Taster auf 
der anderen Seite liegen ungünstig. Auch die müssen nämlich mindestens 
5mm, besser mehr vom Hochspannungsteil entfernt sein.

Eventuell ist es günstiger, den Hochspannungsteil komplett auf eine 
extra Platine auszulagern, die dann nach erfolgreichem Test komplett in 
einem passend großen Schrumpfschlauch mit innenseitigem Heißkleber 
eingebettet wird, wo die Kabel dann links und rechts rausschauen. Dann 
hast Du hier ein Problem weniger.

2. Den Port Expander hättest Du durch einen größeren AVR mit mehr Pins 
wegoptimieren können. Das reduziert den Platzbedarf auf dem Board. Und 
ein AVR mit USB-Hardware wie Mega32U4 oder 90USB1286 eliminiert den 
FTDI-Chip.

3. Den Quarz hätte ich eher im 7*5mm Format gewählt. Ist deutlich 
kompakter als ein HC49S-Etwas und immer noch gut lötbar.

4. Die Backup-Batterie fürs GPS wurde schon genannt. Vielleicht wäre 
eine RTC wie MCP79410 auch sinnvoll. Der Baustein enthält auch 
batteriegepuffertes RAM und EEPROM zusätzlich zur Uhr, d.h. das externe 
EEProm würde dann entfallen.

5. Wie kommt der Code in den AVR? Einen ISP-Port habe ich jetzt nicht 
gefunden, und der ist essentiell für die Inbetriebnahme.

fchk

PS: Ich habe mir das Original mal angeschaut, von dem Du abgepinnt hast. 
Ich weiß natürlich, wieso die Leute das so gemacht haben, wie sie es 
gemacht haben - sie wollten unbedingt eine einseitige Platine, und 
möglichst klein sollte es auch werden. Als Vorbild für ein sauberes 
Design würde ich es trotzdem nicht ansehen, das ist mir alles zu sehr 
auf Kante genäht.

: Bearbeitet durch User
von Johnny S. (sgt_johnny)


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Frank K. schrieb:
> 1. Isolationsabstände
> Die hast Du nicht eingehalten. Faustregel: pro 100V Spannungsdifferenz
> 1mm Kriechstrecke.

Woher kommt diese Information bzw. auf welche Arten bzw Spannungstypen 
bezieht die sich?

Es gibt durchaus komerzielle Bauteile die im QPF-44 bis zu 300V an Ihren 
Pins aufweisen, das sind ja dann nur 0.65mm zwischen den Pins.
Bei meinem Ludlum Model 3 Geigerzähler (max. 1000V) ist der Abstand von 
1000V+ zu GND nicht grösser als ein 1206 Kondensator, nach deiner Regel 
müssten es ja 1cm sein?

Bei Netzspannung ist mir klar das die Regeln anders sind.


Das mit dem Extra-Print ist sicherlich keine Schlechte Idee, vorallem da 
auch im Gehäuse-Boden noch Platinenhalter vorhanden sind. Den 
Extra-Print könnte ich oben anheften und mit Milling abtrennen, so wie 
jetz die SD-Karte.

"Abekupfert" hab ich die Schaltung hauptsächlich, da sie mit normalen 
Bauteilen auskommt und relativ Stromsparend ist. Die meisten anderen 
Schaltungen die im Netz auffindbar sind brauchen 10-50mA bei 
Hintergrundstrahlung was hald schon sehr massiv bei Batteriebetrieb 
einschlägt. Diese Schaltungen sind meist für Netzteile oder fleissiges 
Batteriewechseln konzipiert.  Diese Schaltung hier hab ich auch schon 
aufgebaut, saugt aber ganze 20mA weg (NUR DER HV, ohne Microcontroller 
und etc dran)

https://9ab62263-a-62cb3a1a-s-sites.googlegroups.com/site/diygeigercounter/circuit-description/GK-B5.6_Sch.png?attachauth=ANoY7cpyxOmUqWgH0zbO5-oGMEvwz7Pxh2u03ix1cxL2y-tZZ7f_BayVBtDNRMhRQwChq1y5tU_3oN5SnXcegVu_Gk16PolWstv2hHcjZp0OoG6cTvOTOG2KhG4XoWT440AIrRbadm-M-0Y5PSTYU8G4N_WdstQGRG4jfG5JwVAqAurgzjWs7_isJ46Rv-q1lyMtLkXuxGJ_GL8u8jyii1zOmOphybmQ7jgKWZ54Py9UbR1T-KJoQL6qSkGzVSQWEfwrwRB6JHIl&attredirects=0

> Für den Outdoor-Einsatz würde ich das Board dann mit Polyurethan-Spray
> beidseitig überziehen. Steckverbinder und Taster vorher abkleben.

Der Print kommt natürlich noch in ein Gehäuse :) Aber die Idee mit dem 
Spay ist gut!


> Pass auch auf die Rückseite des Hochspannungsteils auf! Die Taster auf
> der anderen Seite liegen ungünstig. Auch die müssen nämlich mindestens
> 5mm, besser mehr vom Hochspannungsteil entfernt sein.
>
> Eventuell ist es günstiger, den Hochspannungsteil komplett auf eine
> extra Platine auszulagern, die dann nach erfolgreichem Test komplett in
> einem passend großen Schrumpfschlauch mit innenseitigem Heißkleber
> eingebettet wird, wo die Kabel dann links und rechts rausschauen. Dann
> hast Du hier ein Problem weniger.
>
> 2. Den Port Expander hättest Du durch einen größeren AVR mit mehr Pins

Ich vergass wohl zu erwähnen, das das ganze mit Arduino betrieben wird, 
da gäbe es nur noch den sehr teuren Mega2560 oder einen Atmel-SAM als 
alternative mit mehr pins.


> 3. Den Quarz hätte ich eher im 7*5mm Format gewählt. Ist deutlich
> kompakter als ein HC49S-Etwas und immer noch gut lötbar.

Das währe eine Idee, ich werde ihn mal im Layout ersetzen. Die Wahl des 
Quarz war vorallem so, da ich diese Sorte Quarz noch habe...


> 4. Die Backup-Batterie fürs GPS wurde schon genannt. Vielleicht wäre
> eine RTC wie MCP79410 auch sinnvoll. Der Baustein enthält auch
> batteriegepuffertes RAM und EEPROM zusätzlich zur Uhr, d.h. das externe
> EEProm würde dann entfallen.

Das mit der Backup-Batterie ist so eine Sache, bei 15uA Backup-Current 
müsste man eine CR1220 3V nach einem halben Jahr ersetzen. Eine 
Möglichkeit wäre natürlich einen zweiten LDO zu platzieren welcher immer 
an der Batterie hängt und 3V für das Backup erzeugt. Der grosse Akku 
(Liion 3.7V, 1000mAh) muss ja auch nicht all zu oft geladen werden, da 
ich mir im "Normalbetrieb" um 10mA Stromaufnahme erhoffe (80h Betrieb 
möglich mit einer Ladung)



> 5. Wie kommt der Code in den AVR? Einen ISP-Port habe ich jetzt nicht
> gefunden, und der ist essentiell für die Inbetriebnahme.

Vor dem verlöten wird per Sockel der Arduino-Bootloader geladen. Code 
übertragen geht dan über den USB-RS232

: Bearbeitet durch User
von Frank K. (fchk)


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Johnny S. schrieb:
> Frank K. schrieb:
>> 1. Isolationsabstände
>> Die hast Du nicht eingehalten. Faustregel: pro 100V Spannungsdifferenz
>> 1mm Kriechstrecke.
>
> Woher kommt diese Information bzw. auf welche Arten bzw Spannungstypen
> bezieht die sich?

Das ist eine Worst-Case Abschätzung. Es gibt da n verschiedene 
Standards, und die unterscheiden nach Isolierstoffgruppe, 
Verschmutzungsgrad, Luftdruck (kein Scherz) etc, und da kommt dann je 
nach Eingangsgröße immer ein anderer Wert raus.

Die Frage ist immer: gibt es einen Grund, hart an die Grenzen zu gehen, 
oder kann man da noch Toleranzen einbauen? Muss es unbedingt ein 
Widerstand mit 500V Spannungsfestigkeit sein, oder ist es nicht 
sinnvoller, statt dessen drei Widerstände einzubauen, die dann nur noch 
bis 200V aushalten müssen. Das kann manchmal auch eine Preisfrage sein.

Und dann: Wäscht Du Dein Board nach der Bestückung, um ja alle 
Flussmittelreste und sonstigen Dreck sorgfältig zu entfernen? Achtest Du 
darauf, dass Deine Lötstellen schön rund sind und keinerlei spitze Ecken 
haben, an denen sich die Feldlinien konzentrieren?

Du siehst, die Antwort ist komplex. Ich tendiere immer dazu, auf Nummer 
sicher zu gehen, anstelle die Limits immer und unnötigerweise voll 
auszunutzen. Und ich fühle mich bei 10mm bei 1000V deutlich wohler als 
bei 3mm. Gut, in diesem Fall sind nur ein paar mA im Spiel, bei 16A 
sieht die Sache schon wieder ganz anders aus.


>> 2. Den Port Expander hättest Du durch einen größeren AVR mit mehr Pins
>
> Ich vergass wohl zu erwähnen, das das ganze mit Arduino betrieben wird,
> da gäbe es nur noch den sehr teuren Mega2560 oder einen Atmel-SAM als
> alternative mit mehr pins.

Also Grips durch Hardware ersetzen? Hmm, nun gut.

Ein Mega32U4 wäre auch drin. Spart den FTDI. Billig ist der nämlich auch 
nicht.

http://cdn.sparkfun.com/datasheets/Dev/Arduino/Boards/Pro_Micro_v13b.pdf

Anderer Tip: Da an dem Expander nur Ausgänge sind, wie ich das gesehen 
habe, kannst Du selbigen auch durch einen HC595 ersetzen, den Du mit an 
den SPI-Port (SCLK an SPI1_CLK, DI an SPI1_MOSI) hängst. Du brauchst 
dann nur noch einen Pin für RCLK, aber dafür kannst Du zB DISP_RST 
auslagern. So ein HC595 ist deutlich billiger als ein MCP23008. Dann 
kannst Du noch das I2C-EEPROM gegen ein SPI-EEPROM austauschen, wenn Du 
die RTC nicht willst, und hättest I2C ganz wegoptimiert.

Warum eigentlich das externe EEPROM? Ist das interne voll?

>> 4. Die Backup-Batterie fürs GPS wurde schon genannt. Vielleicht wäre
>> eine RTC wie MCP79410 auch sinnvoll. Der Baustein enthält auch
>> batteriegepuffertes RAM und EEPROM zusätzlich zur Uhr, d.h. das externe
>> EEProm würde dann entfallen.
>
> Das mit der Backup-Batterie ist so eine Sache, bei 15uA Backup-Current
> müsste man eine CR1220 3V nach einem halben Jahr ersetzen.

Eine CR1220 hat ja auch nur 40mAh. Eine deutlich weiter verbreitetere 
CR2032 hat 230mAh (also fast 3 Jahre Lebensdauer), eine CR2450 hat 
600mAh.

> Eine
> Möglichkeit wäre natürlich einen zweiten LDO zu platzieren welcher immer
> an der Batterie hängt und 3V für das Backup erzeugt.

genau. Ich nehme für sowas gerne MCP1802 oder MCP1703 im SOT23.

> Vor dem verlöten wird per Sockel der Arduino-Bootloader geladen. Code
> übertragen geht dan über den USB-RS232

Das halte ich jetzt aber wirklich für etwas riskant, so ganz ohne Netz 
und doppelten Boden. Dabei ist das doch gar kein Problem. Pullups an die 
!CS-Leitungen von SD-Karte und Display (das ist ohnehin keine schlechte 
Idee), und dann musst Du im Zweifelsfall nur die SD-Karte entnehmen, um 
den ISP-Programmer anklemmen zu können. Besser ist das.

Eine Sache ist mir noch aufgefallen: ADC6 und ADC7 hängen in der Luft. 
Das ist ungünstig, weil floatende Eingänge zu erhöhtem Stromverbrauch 
oder zu Schäden führen können. Das sind reine Eingänge, und wenn Du die 
nicht anderweitig brauchst, zieh sie auf Ground. Das ist ohnehin eine 
der Grundregeln der Digitaltechnik: niemals Eingänge offen lassen, es 
sei denn, das Datenblatt erlaubt es ausdrücklich.

Und an AREF hängst Du besser 100nF gegen GND und kappst die Verbindung 
gegen VCC. Sehe ich jetzt erst.

Plus: 1M parallel zum Quarz erleichtert selbigem das Anschwingen.

fchk

: Bearbeitet durch User
von Johnny S. (sgt_johnny)


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Frank K. schrieb:
> Das ist eine Worst-Case Abschätzung.
> Und dann: Wäscht Du Dein Board nach der Bestückung,

Nun gut, ich werde wohl eine eigene Platine machen, vorallem da im 
Gehäuse noch platz ist. Dann kann ich auch gleich die Röhre auf dem 
Print montieren....

Und tatsächlich wasche ich meine Boards, da ich mit Flussmittel arbeite 
um besser löten zu können :)



> Ein Mega32U4 wäre auch drin. Spart den FTDI. Billig ist der nämlich auch
> nicht.
>
> http://cdn.sparkfun.com/datasheets/Dev/Arduino/Boards/Pro_Micro_v13b.pdf

Gute Idee, das währe eine wirkliche Alternative da ich sogar noch von 
den 32u4 einige habe.
Das Board von Sparkfun bereitet mir aber sorgen. Man kann dies laut 
Schema mit 3.3V betreiben, bei 3.3V ist aber ein 16MHz Quarz laut 
Datenblatt unzulässig. Wenn ich dort einen 8 MHz einbaue, ist die Frage 
ob es einen kompatiblen Arduino-Bootloader für 8Mhz gibt.

Das nächste was ich testen muss, ist ob Serial funktioniert. Der 23u4 
muss ja ein virtuellen COM-Port erzeugen damit man Serielle Daten auf 
einen Seriellen Monitor ausgeben kann, sollte das USB beim 32U4 nur zum 
programmieren sein, ist das für mich schlecht.

Ich werde heute mal einen 32u4 auf einen Adapter löten und bisschen 
testen.


> Warum eigentlich das externe EEPROM? Ist das interne voll?

In diversen Arduinoforen wird davon abegraten das interne EEPROM zu 
verwenden, da es nicht für dauerhafte verwendung gedacht ist, da schnell 
defekt geht. Ich lasse mich aber gerne eines besseren belehren.


> Eine CR1220 hat ja auch nur 40mAh. Eine deutlich weiter verbreitetere
> CR2032 hat 230mAh (also fast 3 Jahre Lebensdauer), eine CR2450 hat
> 600mAh.

Da ja der HV-Wandler auf eine andere Platine kommt, hats auch Platz für 
eine Batterie :)


>Das halte ich jetzt aber wirklich für etwas riskant, so ganz ohne Netz
>und doppelten Boden.

Das werde ich noch anpassen. Grundsätzlich ist das aber kein Problem, 
wenn du dir ein fertigs Arduino-Board kaufst (und nur das) hast du auch 
nur die möglichkeit Software zu laden.


> Eine Sache ist mir noch aufgefallen: ADC6 und ADC7
ADC6 misst die Batteriespannung "BAT" ,die Bezeichnung ist etwas weit 
weg :-). ADC 7 zieh ich auf GND

> Und an AREF hängst Du besser 100nF gegen GND und kappst die Verbindung
> gegen VCC. Sehe ich jetzt erst.
>
> Plus: 1M parallel zum Quarz erleichtert selbigem das Anschwingen.

Danke, werd ich ändern.

von Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)


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Fuer die Hochspannungserzeugung koennte auch
https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/3757
eine Alternative sein.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Uwe B. schrieb:
> Fuer die Hochspannungserzeugung koennte auch
> https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/3757
> eine Alternative sein.

Schau mal den Stromverbrauch bei 4V an....jenseits von low power :)

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Johnny S. schrieb:

>> Ein Mega32U4 wäre auch drin. Spart den FTDI. Billig ist der nämlich auch
>> nicht.
>>
>> http://cdn.sparkfun.com/datasheets/Dev/Arduino/Boards/Pro_Micro_v13b.pdf
>
> Gute Idee, das währe eine wirkliche Alternative da ich sogar noch von
> den 32u4 einige habe.
> Das Board von Sparkfun bereitet mir aber sorgen. Man kann dies laut
> Schema mit 3.3V betreiben, bei 3.3V ist aber ein 16MHz Quarz laut
> Datenblatt unzulässig. Wenn ich dort einen 8 MHz einbaue, ist die Frage
> ob es einen kompatiblen Arduino-Bootloader für 8Mhz gibt.


Hab nochmal bei Sparkfun geschaut
https://www.sparkfun.com/products/11520

Der FIOv3 kann 3.3V und hat auch fast alle Pins zuverfügung.  Die USB RX 
TX LED sind leider Hardcoded, aber es sollte trotz diesen -2 Pins 
reichen!

von Jörn P. (jonnyp)


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IMHO ist das schon eine Fleißarbeit, wenngleich der Schaltplan schon 
etwas katastophal ist.
Anstatt den ganzen Kram auf eine Seite zu schmeißen hättest du es besser 
auf ein paar Seiten verteilt und die Verbindungen über die Seiten mit 
xref gemacht. (Und neue Layer brauchts dafür auch nicht).
Abstände an der Hochspannung wurde hier schon erwähnt, AREF ebenfalls.
Du hast erwähnt, die Design Rules des Platinen Herstellers verwendet zu 
haben, aber warum hast du nicht mal den ERC von Eagle angewendet?
Die einzelnen Meldungen würde ich erst mal abarbeiten.
Die GND-Verbindungen durch  Ratsnest "verlegen" zu lassen ist generell 
eine schlechte Idee. Du hast zwar eine großzügige Groundplane, aber 
schau die mal die GND "Direktverbindung" von vom Emitter des T1 zum 
Poweranschluss an.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ob es tatsächlich radioaktive "Hotspots" gibt, die man auf einer 
Wanderung so finden kann? In Gegenden in denen solche Elemente gehäuft 
vorkommen könnte ich mir das vorstellen, die Uranabbaugebiete der DDR 
oder auch im Schwarzwald soll es solche geben.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Jörn P. schrieb:
> IMHO ist das schon eine Fleißarbeit, wenngleich der Schaltplan schon
> etwas katastophal ist.
> Anstatt den ganzen Kram auf eine Seite zu schmeißen hättest du es besser
> auf ein paar Seiten verteilt und die Verbindungen über die Seiten mit
> xref gemacht. (Und neue Layer brauchts dafür auch nicht).
> Abstände an der Hochspannung wurde hier schon erwähnt, AREF ebenfalls.
> Du hast erwähnt, die Design Rules des Platinen Herstellers verwendet zu
> haben, aber warum hast du nicht mal den ERC von Eagle angewendet?
> Die einzelnen Meldungen würde ich erst mal abarbeiten.
> Die GND-Verbindungen durch  Ratsnest "verlegen" zu lassen ist generell
> eine schlechte Idee. Du hast zwar eine großzügige Groundplane, aber
> schau die mal die GND "Direktverbindung" von vom Emitter des T1 zum
> Poweranschluss an.

Die Design Rules sind ja entscheidend für den Preis und die 
Produktionsfähigkeit.  Die ERC hm... das hat mir noch nie etwas 
gebracht, ausser das es mir erzählt hat das gewisse Pins nicht 
angeschlossen sind, welche bewusst nicht benötigt werden.

Mit dem T1 hast du recht, ist mir garnicht so aufgefallen. Da ich heute 
mal den 32U4 integrieren kann werd ich dem Ground nochmal aufmerksamkei 
schenken.

Der Grosse Ground bzw. einge gefüllte Fläche ist nötig, sonst sinkt der 
Galavo-Index herab...


Christoph K. schrieb:
> Ob es tatsächlich radioaktive "Hotspots" gibt, die man auf einer
> Wanderung so finden kann? In Gegenden in denen solche Elemente gehäuft
> vorkommen könnte ich mir das vorstellen, die Uranabbaugebiete der DDR
> oder auch im Schwarzwald soll es solche geben.

http://www.opengeiger.de/GeigerCaching/GeigerCaching.html :)

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Ja, da sind auch Menzenschwand und "die" Wismut genannt, das meinte ich.

Mir fiel auch noch der "radioactive boy scout" ein, der angeblich eine 
Leuchtziffer-Uhr im Schaufenster eines Antiquitätenladens (naja was bei 
den Amis so als antik gilt) noch aus dem Auto heraus detektierte.
https://en.wikipedia.org/wiki/David_Hahn

Für mich wäre Schriesheim (und der Katzenbuckel) das nächstgelegene. Der 
Gammascout kommt auch daher.
https://www.gamma-scout.com/DE/Kontakt.php

Zum Scintillationsdetektor habe ich mal gelesen, dass man damit vom 
Hubschrauber aus die Geologie Vietnams erfassen konnte. Die drei 
natürlichen Zerfallsreihen haben je nach Gestein unterschiedliche 
Häufigkeit. Auf dem Foto hatte der Detektor aussen am Hubschrauber etwa 
die Größe eines Reisekoffers.
Scheint allgemein üblich zu sein, hier ein älteres Dokument von 1991
http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/22/072/22072114.pdf
"Airborne Gamma  Ray Spectrometer Surveying"

: Bearbeitet durch User
von Johnny S. (sgt_johnny)


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Christoph K. schrieb:
Auf dem Foto hatte der Detektor aussen am Hubschrauber etwa
> die Größe eines Reisekoffers.
> Scheint allgemein üblich zu sein, hier ein älteres Dokument von 1991
> 
http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/22/072/22072114.pdf
> "Airborne Gamma  Ray Spectrometer Surveying"


Im text findet man:

>Typically  airborne   surveys  use  total   crystal
>volumes  of from  16 to  50  L

Nunja, wenn man bedenkt das ein D57mm X H38mm Kristall neuwertig um 150$ 
liegt, kann man das Hoch rechnen.

Ich habe selbst einen kleinen Detector mit relativ guter Auflösung :) 
Siehe Anhang

von Johnny S. (sgt_johnny)


Angehängte Dateien:

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Also,

Ich habe mal den 32u4 verbaut, wirkt eigentlich noch recht 
übersichtlich, schaut wirklich besser aus als mit Expander etc.


Mikrocontroller

1.)Ich habe den Atmega mal vom Sparkfun-Fio abgezeichnet,einen 100n hab 
ich noch hin zugefügt, da der bei Sparkfun nicht vorhanden ist...

Ist sicher nicht schadend oder?

2.) Widerstände beim USB hab ich 22 Ohm genommen, da ich das schon oft 
gesehen hab, keine Ahnung wie man den Wert bestimmt. Weiss jemand ob das 
so funktioniert?

3.) ISP geht ist jetz inkl. Reset auf dem SD-Header verfügbar. Fraglich 
ist nur, was mit dem Hardware-SS ist. Dieser darf ja nicht belegt bzw. 
bestückt werden. Hier muss ich wohl ein Wirepad legen und dann hald ein 
Drähtchen Anlöten. Braucht denn der ISP den SS überhaupt? Nicht oder?

4.)Zusätzlicher Taster
Weil noch ein Pin frei war ist ein Taster dazu gekommen.

5.)Da der 32u4 relativ viele Ground und VCC hat, habe ich nun mal unten 
die Massefläche abgekapselt und oben ein VCC Fläche erstellt, damit man 
alles über den Abblockkondensator führen kann. Ist das so richtig, oder 
gibt es "Hauptpins" von VCC und GND, und der Rest kann einfach so auf 
Ground?


HV-Teil
Der HV-Teil ist auf eine zweite Platine gewandert, so konnte gleich auch 
noch eine Halterung für die Röhre eingebaut welche dann mit 
Kabelbinderchen auf die Platine fixiert werden kann.

Die Isolationsabstände sind nun höher, natürlich keine 5mm, aber ich 
finde es auch witzlos da die Pads der Komponenten auch keine 5mm 
zwischen sich haben. Besser als vorher sollte es auf jedenfall sein


Allgemein

1.) Layout wurde angepasst, die verteilung des Grounds sollte nun besser 
sein.
2.) Der Pushbutton-Controller wurde noch ersetzt, damit das "Handling" 
besser wird (2.2s Halten zum einschalten, 4.7s Halten zum abschalten).
Der ursprüngliche Controller konnte keine Verzögerung....
3.) Quarz durch 8MHz und kleinere Bauform angepasst
4.) EEPROM habe ich entfernt, gemäss Arduino-Forum kann man das des 
Atmels ca 30'000 mal beschreiben. Da ich das EEPROM nur für einen 
Betriebsmodus bentötige, wird der 32u4 wohl lange leben. Und scheinbar 
geht auch nur das EEPROM kaputt, und sonst nichts.
5.)Backup-Batterie - Bin ich mir aktuell noch am überlegen. Da eine 
Messung mit GPS meistens über 3 min geht um ein exaktes Ergebins (CPM) 
zu erhalten, sind die 1min Time-To-Fix des GPS eh egal, da man ja 3 min 
auf das Messergebnis warten muss...



Nun was meint ihr dazu? Ist es nun besser? Oder was muss noch gemacht 
werden.

Ich werde nun mal die Front-Folie anfangen zu zeichnen, da die Taster ja 
sicher bleiben wo sie sind :)

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Hier noch das EAGLE als zip.

von Frank K. (fchk)


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Schon ganz gut.

Die 100n am USB würde ich auf 4.7u 16V erhöhen. Mehr soll man laut USB 
Standard nicht dranhängen.

Zu den Kondensatoren: Keramikkondensatoren sind nichtlinear, und zwar 
ziemlich. Heißt: Mit steigender Spannung nimmt die Kapazität ab, und 
zwar nicht um einige %, sondern je nach Dielektrikum runter bis auf 30% 
bei Nennspannung. Ich dimensioniere das immer so, dass ich die 
Nennspannung immer mindestens Faktor 3 über der höchsten tatsächlich 
anliegenden Spannung wähle, also 10V Kondensatoren bei 3.3V und 16V 
Kondensatoren bei 5V. Damit habe ich immer noch so 80-90% der 
Nennkapazität.

Das ist nur bei X7R und X5R und andere Klasse 2 Dieelektrika wichtig. 
Kleine Kondensatoren im pf und geringen nf-Bereich verwenden Klasse 1 
Dieelektrika wie NP0 und C0G, und die sind in dieser hinsicht unkritsch, 
und diese Kondensatoren sind eh meist für 50V oder 100V ausgelegt.

Du solltest jetzt also durch Deine BOM gehen, alle Kondensatoren mit 
Klasse 2 Dieelektrikum raussuchen (im Zweifelsfall im Katalog oder 
Datenblatt nachschauen), da die erforderliche Nennspannung und das 
gewünschte Dieelktrikum dazuschreiben und dann noch einmal überprüfen, 
in welcher Bauform/Größe Du die überhaupt bekommst. 10uF/X7R/10V passt 
noch gerade in 0805, 10uF/X7R/16V braucht schon 1206, aber 10uF/X5R/16V 
gibts vielleicht auch in 0805 (X5R hat ein größeres epsilon_r). Erst mit 
diesen drei Angaben ist ein Keramikkondensator einigermaßen vollständig 
spezifiziert. Wenn sonst nichts dagegen spricht (Baugröße, 
Verfügbarkeit, Preis), nimm X7R.

fchk

PS:

1. Quarz. Bei den 4-Pinnern lege ich die unbenutzen Pads auf Ground, 
damit die nicht irgendwie in der Luft rumschwingen. Schau ins 
Datenblatt, wenn da was anderes steht, hat das Datenblatt im Zweifel 
immer Recht.

2. Zu Deiner Leiterplatte: Üblicherweise achtet man darauf, dass 
Leiterplatten vom Kupfer her (Dicke, und Bedeckungsgrad) symmetrisch 
sind. Wenn eine Seite fast vollflächig Kupfer ist und auf der anderen 
Seite fast kein Kupfer ist, kann es sein, dass sich die Leiterplatte in 
der Fertigung verzieht. In diesem Fall hilft ein Copper Pour, bei dem 
alle Kupferflächen schön mit Vias flächig gegroundet sind, damit nichts 
anfängt zu schwingen.

3. ISP
braucht SCK, MISO, MOSI, Reset, VCC, GND. Nur dann ist es voll 
funktionsfähig. SS wird nicht benötigt, das macht der Programmer mit dem 
Reset-Pin. Am besten einen 3*2 Pin Header mit der Atmel-Standardbelegung 
nehmen, dann klappts auch mit dem Programmer.

: Bearbeitet durch User
von Johnny S. (sgt_johnny)


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Frank K. schrieb:
> Schon ganz gut.
>
> Die 100n am USB würde ich auf 4.7u 16V erhöhen. Mehr soll man laut USB
> Standard nicht dranhängen.
>
> Zu den Kondensatoren: Keramikkondensatoren sind nichtlinear, und zwar
> ziemlich. Heißt: Mit steigender Spannung nimmt die Kapazität ab, und
> zwar nicht um einige %, sondern je nach Dielektrikum runter bis auf 30%
> bei Nennspannung. Ich dimensioniere das immer so, dass ich die
> Nennspannung immer mindestens Faktor 3 über der höchsten tatsächlich
> anliegenden Spannung wähle, also 10V Kondensatoren bei 3.3V und 16V
> Kondensatoren bei 5V. Damit habe ich immer noch so 80-90% der
> Nennkapazität.
>
Gut, dann werde ich VBUS einen 4.7u verpassen.

Also für die 100n und 1u hätte ich noch 1u/25V und 100n/50V X7R da, 
sollte also kein problem sein....

Bei der HV habe ich mal die Bauteile der Theremino übernommen, alle mit 
Farnell-Bestellnummern, sieht eigentlich gut aus...

Ach ja, mir ist gerade noch aufgefallen C26/C16 (47u) haben ein 
Keramiksymbol :( .. das sind aber Tantal.. aber es gab kein 
Tantal-Symbol mit 0805. Sorry für die Verwirrung!


>
> 1. Quarz. Bei den 4-Pinnern lege ich die unbenutzen Pads auf Ground,
> damit die nicht irgendwie in der Luft rumschwingen. Schau ins
> Datenblatt, wenn da was anderes steht, hat das Datenblatt im Zweifel
> immer Recht.

http://www.farnell.com/datasheets/1998830.pdf?_ga=1.212163804.957511332.1491924023

Da sieht man nichts... und vorallem weiss ich auch nicht mehr welcher 
Typ die Quarze sind die ich noch habe. Soll ich einen speziellen 
Bestellen?



> 2. Zu Deiner Leiterplatte: Üblicherweise achtet man darauf, dass
> Leiterplatten vom Kupfer her (Dicke, und Bedeckungsgrad) s

Also bei Wenn Top und Bottom unterschiedlich sind sollte das kein 
Problem sein (wars noch nie). Ein Problem was ich habe ist aber das zb. 
Bottom bei der HV eigentlich zu wenig ist, (Galvanikindex 0.29).

Top ist der Index auf 0.71
Vor der separaten Platine war Bottom auf 0.99

Ich habe die Traces auf der Bottom beim HV-Netzteil extra fett gemacht 
und hoff das es klappt. Siehe Anhang


>
> 3. ISP
> braucht SCK, MISO, MOSI, Reset, VCC, GND. Nur dann ist es voll
> funktionsfähig. SS wird nicht benötigt, das macht der Programmer mit dem
> Reset-Pin. Am besten einen 3*2 Pin Header mit der Atmel-Standardbelegung
> nehmen, dann klappts auch mit dem Programmer.

Als Programmer dient ein Arduino :) da muss ich eh stecken :)

von Frank K. (fchk)


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Johnny S. schrieb:

> Ach ja, mir ist gerade noch aufgefallen C26/C16 (47u) haben ein
> Keramiksymbol :( .. das sind aber Tantal.. aber es gab kein
> Tantal-Symbol mit 0805. Sorry für die Verwirrung!

47u/X5R/10V gibts keramisch inzwischen auch in 0805. Bei Tantal ist der 
Rohstoff Coltan das Problem, für den in Afrika Menschen sterben und 
Warlords Waffen mit den Einnahmen kaufen.

>> 1. Quarz. Bei den 4-Pinnern lege ich die unbenutzen Pads auf Ground,
>> damit die nicht irgendwie in der Luft rumschwingen. Schau ins
>> Datenblatt, wenn da was anderes steht, hat das Datenblatt im Zweifel
>> immer Recht.
>
> 
http://www.farnell.com/datasheets/1998830.pdf?_ga=1.212163804.957511332.1491924023
>
> Da sieht man nichts... und vorallem weiss ich auch nicht mehr welcher
> Typ die Quarze sind die ich noch habe. Soll ich einen speziellen
> Bestellen?

Einfach auf GND legen, und gut ist. Ich hatte in den letzten 10 Jahren 
nie Probleme mit dieser Strategie.

fchk

von Jörn P. (jonnyp)


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IMHO sieht die Schaltung immer noch besch..... aus. Warum zeichnest du 
eigentlich nicht im Raster? ERC nicht abgearbeitet und neue Fehler hinzu 
gekommen.

Johnny S. schrieb:
> Die Isolationsabstände sind nun höher, natürlich keine 5mm, aber ich
> finde es auch witzlos da die Pads der Komponenten auch keine 5mm
> zwischen sich haben. Besser als vorher sollte es auf jedenfall sein

Das Argument ist bullshit. Die Nennspannung ist im Datenblatt angegeben 
und beträgt bei R1206 imo 200V.

NB. Wenn du mit eagle 6.5 arbeitest solltest du dir die 6.6.0 holen, 
deine Lizenz läßt das ja zu.

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Jörn P. schrieb:
> IMHO sieht die Schaltung immer noch besch..... aus. Warum zeichnest du
> eigentlich nicht im Raster? ERC nicht abgearbeitet und neue Fehler hinzu
> gekommen.

Was meinst du mit Raster? Ich habe doch ein 1.27mm Raster? Oder meinst 
du Gitterlinien einblenden? Ich zeichne hald so wie wirs im Betrieb 
machen (zwar nicht eagle aber ein anderen Schemaprogramm)

Bezüglich ERC: Welche Fehler sind denn "echte", so wie ich das lese sind 
80% von den angezeigten keine Fehler, sondern so gewünscht.

"Mehr als ein OUTPUT-Pin an Netz xxx" - ist aber so gewollt?
"Nur INPUT-Pins an Netz SPI1_CSDP"  - wo ist das Problem

Ich bin etwas verwirrt....

> Das Argument ist bullshit. Die Nennspannung ist im Datenblatt angegeben
> und beträgt bei R1206 imo 200V.

Dieses Datenblat sagt 500V

http://www.farnell.com/datasheets/1851648.pdf?_ga=1.221928272.957511332.1491924023

Und dieses sogar 800V

http://www.farnell.com/datasheets/2059762.pdf?_ga=1.216740062.957511332.1491924023


> NB. Wenn du mit eagle 6.5 arbeitest solltest du dir die 6.6.0 holen,
> deine Lizenz läßt das ja zu.

Naja..zur Lizenz sage ich nun lieber nichts.....

von Jörn P. (jonnyp)


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Johnny S. schrieb:
> Jörn P. schrieb:
>> IMHO sieht die Schaltung immer noch besch..... aus. Warum zeichnest du
>> eigentlich nicht im Raster? ERC nicht abgearbeitet und neue Fehler hinzu
>> gekommen.
>
> Was meinst du mit Raster? Ich habe doch ein 1.27mm Raster? Oder meinst
> du Gitterlinien einblenden? Ich zeichne hald so wie wirs im Betrieb
> machen (zwar nicht eagle aber ein anderen Schemaprogramm)

Im eagle schaltplan ist das Raster 100 mil, egal ob das Raster jetzt 
eingeblendet ist oder nicht. Die Symbole sind im gleichen Raster und 
wenn du es nicht einhältst gibt es keine connections.
Das hat mit dem Raster im board nix zu tun.
>
> Bezüglich ERC: Welche Fehler sind denn "echte", so wie ich das lese sind
> 80% von den angezeigten keine Fehler, sondern so gewünscht.

Dann klick doch mal die Fehlermeldungen an. Wenn das so ist wie 
gewünscht, dann "billige" es einfach, dann wird das auch nicht mehr 
angezeigt.
>
> "Mehr als ein OUTPUT-Pin an Netz xxx" - ist aber so gewollt?
billigen

> "Nur INPUT-Pins an Netz SPI1_CSDP"  - wo ist das Problem
Wo ist die sourcs?
>

> Ich bin etwas verwirrt....
>
>> Das Argument ist bullshit. Die Nennspannung ist im Datenblatt angegeben
>> und beträgt bei R1206 imo 200V.
>
> Dieses Datenblat sagt 500V
>
> 
http://www.farnell.com/datasheets/1851648.pdf?_ga=1.221928272.957511332.1491924023
>
> Und dieses sogar 800V

> 
http://www.farnell.com/datasheets/2059762.pdf?_ga=1.216740062.957511332.1491924023

Wenn du exact DIE Teile aus dem Datenblatt hast ist ja gut.
Wenn nicht ist es ja dein Problem falls der Widerstand kokelt ;-)

>
>> NB. Wenn du mit eagle 6.5 arbeitest solltest du dir die 6.6.0 holen,
>> deine Lizenz läßt das ja zu.
>
> Naja..zur Lizenz sage ich nun lieber nichts.....

von Johnny S. (sgt_johnny)


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Jörn P. schrieb:

>> "Nur INPUT-Pins an Netz SPI1_CSDP"  - wo ist das Problem
> Wo ist die sourcs?

Bin erst jetz drauf gekommen. Ganz geiler Fehler. Die Signale hiessen 
exakt gleich, waren aber nicht verbunden? :( nach nochmal "OK" drücken 
wars dann gut..

Danke für den Tipp


> Wenn du exact DIE Teile aus dem Datenblatt hast ist ja gut.
> Wenn nicht ist es ja dein Problem falls der Widerstand kokelt ;-)

Naja die HV-Teile bestell ich natürlich gemäss den Spezifikationen

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