Pollin PMT-Modul

costa schrieb:
> Pollin bietet unter
> http://www.pollin.de/shop/dt/NDI5OTA2OTk-/Bausaetze_Module/Module/PMT_Modul.html
> PMT-Module an.

Photomultiplier brauchen prinzipbedingt immer Hochspannung; allerdings
keine sehr hohe Leistung. Die Frage ist eher: Was willst Du damit 
machen?
Gruss
Harald

Hallo zusammen!

Ich habe mir mal bei Pollin zwei von diesen Teilen bestellt und eins 
schon mal zerlegt.
Scheint wirklich interessant zu sein. Die verwendete PMT ist von 
Hamamatsu und vom Wellenlängenbereich her für's Signal eines 
Scintillators abgestimmt. Also tatsächlich ein Gamma-Detektor bzw. Teil 
einer Gamma-Kamera. Der Szintillatorkristall selber ist natürlich nicht 
mehr dran nur ein entsprechender Filter. Wahrscheinlich irgendwas ausm 
medizinischen Bereich.
Ich habe mal Bilder vom Innenleben angehängt.
Was wirklich schön ist: Die Hochspannungserzeugung scheint intern auf 
einer Platine untergebracht zu sein. Außerdem ist ein PIC16F drauf. 
Vieleicht kann den mal jemand auslesen? Vieleicht könnte man so 
genaueres äber das Teil rausfinden?
Was auffällig ist: offenbar wurde die Platine vom PMT schon mal (und das 
ziemlich stämperhaft) runtergelötet - es sind Kratzspuren zu sehen - und 
wieder drangelötet worden. Vieleicht die Leute von Pollin?


Viele Grüße!

siradlib schrieb:
> Hallo V. Baumann,
>
> was ist denn das für eine Buchse/Schnittstelle, die man auf dem 1. Bild
> links unten sieht? Kannst Du dazu irgendwas sagen?
>
> Danke!

Das ist ein Mixed-Layout D-Sub Steckverbinder mit 15 Pins + 1 
Koaxialbuchse.
Die 15 normalen Pins führen Stromversorgung bzw. gehen teilw. zum 
PIC16F.
Ich vermute über die Koaxialbuchse gehen die 'counts' raus, oder evtl. 
die integrierte Intensität oder sowas.

Hallo dr-robotnik und wer sonst noch welche von den PMTs gekauft hat!
Habe auch 2 Stück und will mir damit wenn möglich auch nen Szintillator 
bauen.
Gibt es schon neue Erkenntnisse? Wollen wir mal probieren, aus den 
Platinenlayouts einen Schaltplan zu rekonstruieren?
Ich werd mir jetzt erstmal die ICs angucken und mal den PICkit 
dranhängen.

So, hier mal meine vorläufigen Erkenntnisse. PICkit-Versuch hab ich auf 
morgen verschoben.

ICs:
3x BB DAC 7612U - Dual 12Bit SPI in DAC +-2.5V out
1x TLC072C      - Low noise J-FET dual OPA
1x AD829A       - 120MHz Low noise OPA
1x 24C64WP      - I²C EEP
1x 24LC512      - I²C EEP
1x PIC16F872    - MCU
1x TLC2262      - Rail2Rail OPA dual
1x LP2951       - Linar Vreg 100mA
1x LM6171       - OPA 100MHz

Hoffe, ich hab mich nicht vertan.

Die 9pol. SUB-D hat nur 2 und 3 belegt, Rest ist GND. Klingt nach RS232, 
würde ich aber eher nicht annehmen. Wenn ich mich nicht täusche hängt da 
der TL072C dran.

SUB-D 15pol Belegung:
1  GND
2  supply1? to HV, AD829A, TL072C?
3  GND
4  PIC, EEPROM supply
5  SCL 24LC512
6  SCL 24C64
7  PIC Pin 17 (RC6/TX/DT) via 10k, Pin21 via 10k, Diode+10k nach Pin 18 
(RC7, RX, DT)
8  GND
9  supply2 to LP2951?
10 GND
11 GND
12 SDA 24LC512
13 SDA 24C64
14 via 47R an PIC Pin 9
15 an Diode+10k nach Pin7 SUB-D, 10k nach PIC Pin 18 (s.o.)
Coax hängt via 100R am LM6171

LP2951 scheint die DACs zu versorgen.

Ohne Gewähr usw.

Rückseite der Platine hab ich noch nicht gesehen, bekommt man wohl nur 
raus wenn man den PMT auslötet, das wollt ich bisher nicht.

Im kleinen EEP würd ich ne ID vermuten, im großen Kalibrierdaten.
Die EEPs hängen soweit ich das sehe nicht am PIC, dafür aber die DACs.

http://www.aatis.de/content/praxisheft-23
u.a."Gammaspektroskopie mit einfachen Mitteln"
da gibts eine Bauanleitung mit Auswertung über die Soundkarte. Ich habe 
das Heft noch nicht gekauft, kann daher nicht mehr dazu sagen.
Hier die Kurzbeschreibung aus dem letzten "Funkamateur"

Buchtipp zum Thema:

ISBN 9783772353772 "Experimente mit selbst gebauten Geigerzählern, 
Funken- und Nebelkammern" Franzis-Verlag 2008
Kapitel 4 Szintillation Seite 72-84

dann gibt es noch, anscheinend ohne Szintillationszähler zu erwähnen:
ISBN 9783645650595 "Selbstgebaute Detektoren für Strahlenquellen..." 
Franzis-Verlag 2011

Danke an Christoph für die Tipps!
Hier hab ich auch noch was im Netz gefunden: 
http://www.chetan.homepage.t-online.de/sonstig/ram63.htm - Über nächste 
Seite findet man noch mehr Experimente mit anderem Detektor und 
Erläuterungen zur Kalibrierung.

Ich hab etwas weitergemacht und den PIC ausgelesen. HEX-file kann ich 
hier aber denke ich nicht reinstellen wegen Urheberrecht.

Erstmal ein paar Updates zur Steckerbelegung. LM6171, TL072C und AD829 
werden symmetrisch versorgt. Höchstwahrscheinlich mit +-15V. Aus den 
+15V macht der LP2951 5V für die DACs und den TLC2262 (der wird nicht 
symmetr. versorgt). Die +5V vom 2951 gehen über 4k2 auch auf den 
Vref-pin des PIC-ADCs.

DAC-Bezeichnungen nutze ich hier so: 1A in der Nähe vom PIC, 1B und 1C 
sind nebeneinander, wobei 1B der äußere ist.

SUB-D 15pol. Versorgung daher vermutlich so:
1  GND
2  -15V für LM6171, TL072C, AD829A und die HV-Platine
3  GND
4  PIC, EEPROM supply  +5V
8  GND
9  +15V für LM6171, TL072C, AD829A, LP2951 und die HV-Platine
10 GND
11 GND

(Rest siehe oben)

Hochspannungsplatine hat soweit ich das sehe folgendes Pinout (wenn die 
Sub-D nach unten zeigt):
1) an PIC Pin 13 (RC2/CCP1)
2) adjust? an DAC 1A
3) feedback an PIC ADC? PIC Pin 7 (RA5)
4) GND
5) pos. supply
6) neg. supply

7) HV out

8) GND
9) neg. supply
10) pos. supply

In den supply-lines sind noch diverse Widerstände und auf der 
Platinenrückseite vermutlich Induktivitäten drin um Störungen von den 
OPAs wegzuhalten.

Zum grundsätzlichen Aufbau: Das PMT-Nutzsignal wird mit einigen 
diskreten Halbleitern?, Hühnerfutter und dem AD829 verwurschtelt. An dem 
AD829 hängt auch der DAC 1C, damit kann man wohl irgendwas nachregeln 
;-)
Danach geht das PMT-Signal in den LM6171. Der ist als Spannungsfolger 
beschaltet. Über 100R geht das Signal dann auf den Coax. Von da wird das 
nochmal über 100k abgegriffen und hintereinander durch die beiden OPAs 
vom TLC2262 gejagt. An dem TLC2262 hängt auch Ausgang A von DAC 1B. An 
beiden TLC2262-Ausgängen wird das Signal jeweils auf RA0 und RA1 am PIC 
gegeben, die wohl mit dem ADC gelesen werden. Damit bekommt der PIC wohl 
feedback vom PMT-Signal und kann dann über DAC 1C am AD829 nachregeln.

DAC 1A ist vermutlich zum justieren der Hochspannung. Beide Ausgänge 
sind über 2 Widerstände mit Pin 2 der HV-Platine verbunden. Pin 3 der 
HV-Platine geht auf RA5 am PIC, der Pin wird vermutlich auch mit dem ADC 
digitalisiert dass der PIC die HV über den DAC entsprechend regeln kann.

Ausgang B von DAC 1B hängt irgendwie am TL072C. Der scheint auch an der 
pol. Sub-D zu hängen aber scheinbar nicht am PMT-Signal? Daher hab ich 
keine Ahnung wofür der TL und die Buchse gut sind.

Das 24LC512 hängt übrigens doch mit am PIC, über 100 Ohm jeweils in SCL 
und SDA.
Ansonsten ist die PIC-Belegung so:
1) MCLR
2) RA0 - TLC2262 out1
3) RA1 - TLC2262 out2
4) Vref- - GND
5) Vref+ - über 4k2 am LP2951 out
6) RA4 - nix?
7) RA5 - HV Pin 3 - HV feedback?
8) Vss - GND
9) OSC1 - 15pol. Sub-D Pin 14 via 47R
10) OSC2 - X
11) RC0 - nix?
12) RC1 - nix?
13) RC2 - HV Pin 1 - disable?
14) RC3 - SCL 100R an 24LC512 SCL
15) RC4 - SDA 100R an 24LC512 SDA
16) RC5 - DAC load (to all DACs)
17) RC6 - 15pol Sub-D Pin 7 via 10k
18) RC7 - 15pol Sub-D Pin 15 via 10k
19) Vss - GND
20) Vdd - 15pol. Sub-D Pin 4 (+5V)
21) RB0/INT - Über Diode an 15pol Sub-D Pin 7
22) RB1 - CS für DAC 1C (AD829/PMT Auswertung)
23) RB2 - CS für DAC 1B (TL072/TLC2262)
24) PGM - GND
25) RB4 - DAC CLK (all DACs)
26) RB5 - DAC SDI (all DACs)
27) RB6/PGC - CS für DAC 1A via Diode + pullup (wegen PGC ICSP)
28) RB7/PGD

Evtl. braucht der PIC seinen Takt über Pin 14 von der Sub-D, anders 
würde es kaum Sinn machen, OSC1 da hin zu verlegen.

Belegung der ICSP Stiftleiste ist so:
Vdd | PGC
GND | PGD
GND | MCLR/Vpp

Die Kommunikation mit dem PIC und Steuerung des Moduls erfolgt wohl über 
Pins 7 und 15 der 15pol. Sub-D. Die beiden Pins werden im PIC-code auch 
ausgewertet. Wie das genau abläuft ist mir noch unklar, PIC-asm ist noch 
fürchterlicher als x86...
Strings hab ich im code keine gefunden, UART gibts vermutlich keinen. 
Die seriellen EEPROMs hab ich noch nicht gedumpt.

Ich suche immer noch hochauflösende Bilder von der Platinenrückseite und 
vom HV-PCB top+bot so dass man auch die IC-Bezeichnungen erkennen kann.
Und jemanden der die PIC-asm Instruction kennt...

Ansonsten hab ich glaub ich nicht mehr so viel Lust das alles hier zu 
dokumentieren wenn keiner mitmacht.

Da Literatur zu Fotovervielfachern seltener zu finden ist, hier aus dem 
deutschen Handbuch von Valvo 1978/79 die allgemeinen Texte und eine 
Typenübersicht mit Kurzdaten.
Darunter auch die im neuen Elektor Aprilheft gesuchte PM1910.

Das habe ich vor acht Jahren mal gemessen.
Der Szintillationsdetektor vom Flohmarkt ist praktischerweise schon 
komplett beschaltet, eine Hochspannungs-BNC-Buchse für die Versorgung 
(hier ca 850V DC) und eine normale BNC-Buchse für die Ausgangssignale.
Das Grundrauschen liegt unter -100mV, ca 30-50 Impulse pro Sekunde, und 
die größten Impulse reichen wie hier zu sehen ist bis -65V herunter.
Die Bauvorschläge im genannten Link und in dem Franzis-Buch verwenden 
Niederfrequenz-Bauteile, bei nur 3 µs Pulsbreite etwas fragwürdig.

Danke an Christoph für die weiteren Infos.
Ich bin ja gespannt was für Signale aus dem Coax rausfallen. Schnelle 
OPAs undso sind ja drin. Mal ans scope hängen wenns läuft.
Zusatzplatine mit schnellem AD, FPGA? und ARM basteln ist dann auch 
nicht so das Problem.
Die Frage ist, ob das Gamma-Kamera-Modul intern schon irgendwie 
integriert oderso. Vielleicht lässt sich das aber im Analogteil 
umfrickeln...

Wie kann ich das Modul denn ordentlich testen? Geht das ohne 
Szintillatorkristall? HV messen wäre z.B. erstmal sinnvoll. Vielleicht 
mit 10x10MOhm in Reihe?
Ich muss dabei wohl auch gut aufpassen, dass nicht viel Licht an die PMT 
kommt, sonst ist die wohl schnell hinüber? Irgendwelche Vorschläge?

Ansonsten hab ich noch ein paar weitere Sachen rausgefunden: Der PIC 
macht PWM auf dem RC2-Pin und taktet damit wohl die HV-Platine.
Ausserdem: Über die 15pol. Sub-D (Pins 15 und 7) spricht man I²C mit dem 
PIC. Zerlege gerade die I²C Routine um Slave-Addr., Aufbau der 
Telegramme und evtl. Registerbelegung herauszubekommen. (Werde nachher 
aber einfach mal i2cdetect probieren)

Eine Vermutung wäre, dass die für das Modul passenden Init-Werte im 
24LC512 liegen. Selbst auslesen tut der PIC das wohl nicht, der spielt 
scheinbar nur I²C Slave.

Ich schrieb:
> Über die 15pol. Sub-D (Pins 15 und 7) spricht man I²C mit dem
> PIC.

Blödsinn, I²C über Pins 5 und 12. 15 und 7 werden aber trotzdem noch 
irgendwie zur Steuerung genutzt.

Von Analog Devices gibt es ein DSP-Buch, ich habe die Auflage von 1998, 
das hier im Web kapitelweise frei lesbar ist. Hier ein Kapitel zu der 
Anwendung Szintillationsimpuls-Verarbeitung:
http://www.dspguide.com/ch17/2.htm
Die Impulse sehen ähnlich aus wie meine. Hier wird erklärt, dass die 
eigentlich sehr kurzen Impulse durch die Unzulänglichkeiten des 
Detektors mit einer Tiefpassfunktion "gefaltet" sind (convolution). 
Durch eine ungefähr inverse Funktion (blind deconvolution) kann man das 
teilweise rückgängig machen, um Impulse besser zu trennen.

Ohne Szintillationskristall ist so ein Fotomultiplier nur ein sehr 
empfindlicher Lichtdetektor. Man könnte damit "Terahertz-Kommunikation" 
betreiben oder vibrierende Fensterscheiben belauschen.
In dem Buch (ISBN 9783772353772 das andere ist nur Geschwafel) werden 
verschiedene Kristalle und Flüssigkeiten genannt, die als Szintillator 
taugen. Meistens sind sie noch mit einem anderen Element dotiert:
Anorganische Leuchtstoffe:
* Zinksulfid mit Silber ZnS,Ag
* Zinksulfid mit Kupfer ZnS,Cu
* Calciumwolframat CaWO4
* Natriumjodid mit Thallium NaJ,Tl -das ist das übliche, auch mein 
Exemplar
* Cäsiumjodid mit Thallium CsJ,Tl
* Lithiumjodid mit Europium LiJ,Eu
Organische Leuchtstoffe:
Naphtalin, Anthracen, Stilben, Dibenzyl, p-Terphenyl

Leicht erhältlich sei: Zinksulfid als Leuchtfarbe, und Naphtalin oder 
das nahe verwandte Anthracen, das als Mottenkugeln früher verwendet 
wurde.
Zur Not geht anscheinend auch Waschpulver, das Aufheller enthält.
Er hat gute Ergebnisse mit "Pallor Oxi Powerweiß" von Penny, ein 
Teelöffel in 100ml Xylol aufgelöst, davon nur 1ml in weiteren 100ml 
verdünnt.

Um den Kristall wollte ich mich kümmern wenn ich das PMT-Modul mal am 
laufen habe. Ebay hat einige Kristalle und auch 
Plastik-Szintillationsmaterial. Mal gucken dann.

Ansonsten hab ich die EEPROMs mal ausgelesen. Das Modul ist wohl aus 
deutscher Produktion. Das 24C64 hat Addr. 0x52 und enthält Infos über 
das Modul, z.B. Herstellungsdatum, Ser.Nr, Betriebsstunden, etc. Die 
Werte sind wohl jeweils binär, der Schlüssel aber ASCII.
Bezeichnung ist scheinbar "PMT30-X Messkopf".
Gibt auchnoch diese Werte hier: Sens, I_p_800V, I_m_800V, I_5V, Offset, 
Noise_550kHz, Rise_time, Conv_resistor und scheinbar einige 
Kalibrierwerte: REFCAL0 / REFLUM0, REFCAL1 / REFLUM1 - geht weiter bis 
7.

Im 24LC512 finden sich die strings $Boot und Gains00.stc - da scheint 
dann auch noch eine Tabelle mit einer Menge Binärwerten drin zu liegen.

Hallo,

ich habe mir auch mal vor ein paar Wochen drei der PMT Module gekauft.
Diese scheinen sich von denen, die hier besprochen werden zu 
unterscheiden.
Hier sind noch die lightguides aus Plexiglas und der Spiegel am vorderen 
Ende des guildes angebracht.
Ebenfalls ist die Elektronik eine Andere als die hier besprochene.
Sie hat zum Beispiel keinen µC und die Buchse ist eine andere ohne HF 
Steckverbinder.

Ein paar Bilder gibts hier: 
http://www.flickr.com/photos/hellercom/sets/72157633297380425/
Bilder vom lightguide kann ich gerne nachreichen.

Vermutlicher Anwendungszweck war wohl CR (Computer Radiographie) 
Digitalisierung.
Also Röntgenbild Kassetten digitalisieren.

Mal die Tage die Elektronik reverse engineeren und mal an ein geeignetes 
Development Board drahten.

Grüße
tec

Danke hügelverwohnhafteter,

das ist ja super :)
War bei dir eigentlich auch der Plexi-lightguide dabei?

Ach und nur ein vllt. wichtiger Hinweis:
Denk daran, dass wenn du den Photomultiplier im Betrieb "zu viel" Licht 
aussetzt, kann der auch mal durchbrennen oder blind werden!

Grüße
tec

Das mit der Zimmerbeleuchtung ging mir auch schon durch den Kopf 
kicher.

Werde wohl erst die Tage dazu kommen mal was zu machen. Arbeit und so.

Grüße
tec

Hi,

auch ich habe vor einiger Zeit ein PMT Modul (mit Lichtleiter) erstanden 
und wollte jetzt mal den PMT ausbauen. Hat beim ersten Versuch leider 
nicht geklappt, da das Teil mit einer blauen Vergussmasse fest mit dem 
Gehäuse verbunden ist. Dies Vergussmasse dient offentsichtlich auch noch 
gleichzeitig als Filter und diesen Filter möchte ich gerne entfernen. 
Ansonsten hätte ich kein Problem den PMT im Gehäuse zu belassen.
Hat bisher jemand den PMT aus dieser Vergussmasse befreit? Leider kenne 
ich auch nicht die ursprüngliche Anwendung und weiß nicht, welche 
Wellenlänge dieser Filter zurückhalten sollte. Ist da jemand schlauer? 
Mein Ziel war eigentlich den PMT mit einem Plastikszintillator zu 
koppeln um einen empfindlichen Strahlensensor damit aufzubauen. Dabei 
geht es mir nicht um eine Energieauswertung und Erstellung von 
Gammaspektren, sondern einfach nur um die Erfassung der Impulsrate. Hat 
denn überhaupt schon jemand mit diesem PMT gearbeitet?

Ciao
Mario

Hallo,

wenn du den oberen Teil (wo die Plexi-Konstruktion aufsetzt) meinst,
dann kannst du das mit viel Feingefühl und hebeln zwischen den beiden 
Gehäuseteilen machen.

Bei mir liess sich die Vergussmasse relativ leicht mit deflux entfernen.

Grüße

Letztens war auf HackADay auch ein extrem simpel aufgebauter 
Gamma-Strahlen Detektor: http://www.vk2zay.net/article/265

Hi tec,

habe mal ein Bild angehängt, um zu verdeutlichen, was ich meine. Die 
Plexiglas Lichtleiter sitzen ja auf einer Glasscheibe und ließen sich 
leicht von ihr lösen. Auf der andern Seite dieser Scheibe ist der PMT 
eingegossen. Auf dem Bild sieht man diese blaue Vergussmasse.
Habe mal nach deflux gegoogled aber nur ein Nieren und Blasenmedikament 
gefunden. Das meinst du doch bestimmt nicht, oder?

@Timmo, danke für den link. Der dort vorgestellte Sensor arbeitet mit 
einer PIN Fotodiode und ist sicher für erste Versuche ganz brauchbar, 
ist allerdings sehr unempfindlich. Ich wollte mit dem Pollin PMT schon 
einen wesentlich empfindlicheren Sensor aufbauen, der innerhalb von 
kurzer Zeit auch bei geringer Strahlungsintensität ein brauchbares 
Ergebnis liefert.

Gruß
Mario

Hey,

hihi, ich meinte eigentlich das hier: 
http://www.rapidonline.com/mechanical-fastenings-fixings/servisol-de-flux-160-flux-remover-200ml-87-1164

Die hintere Vergussmasse habe ich auch nicht mit Hitze ab bekommen.
Kratzen scheint es auch nicht wirklich zu bringen.
Mal die Tage andere Wege versuchen.

Grüße
tec

Hi,

habe versucht für dieses Modul ein Schaltbild(er) zu erstellen um die Photomultipliertube zu verwenden. Bei den Operationsverstärkern die das Signal von der Anode der Röhre verstärken, bin ich mir nicht ganz sicher ob das passt. Wäre über jeden Hinweis dankbar wie dieser Schaltungsteil funktioniert, oder ob da Fehler sind. Meine Platine scheint fünf statt zwei EEPROM Bausteine zu besitzen.

Momentan sehe ich aber die folgenden Hindernisse zur Verwendung:

• der PIC16f872 regelt und aktiviert die HV Spannung, hat schon jemand eine andere Firmware für den PIC gebaut, mit der die Spannung programmierbar ist?
• der PIC hat keinen Kristall und benötigt ein externes Tacktsignal über den Sub-D. In der Firmware ist "HS (High-Speed Crystal/Resonator)" eingestellt, was im Bereich 4-20MHz sein müsste. Hat dafür schon jemand eine Lösung?

Wollte keinen neuen Beitrag erstellen, da es thematisch immernoch um die Nutzbarmachung and Analyse von dem gleichen Modul geht.

Grüße, Beny

Beny B. schrieb:

Wollte keinen neuen Beitrag erstellen, da es thematisch immernoch um die Nutzbarmachung and Analyse von dem gleichen Modul geht.

Ich hätte eine Verlinkung auf den alten Beitrag bevorzugt.

Was passiert denn, wenn Du ein Taktsignal anlegst? Man kann ja mit 1 MHz anfangen und langsam steigern. Dazu würde ich mir anschauen, was dann mit MOSFET-Drive und der Ausgangsspannung passiert.

Rick schrieb:

Was passiert denn, wenn Du ein Taktsignal anlegst?

Die folgenden Tests habe ich mit ausgelötetem Photomultiplier gemacht, da ich noch keine gute Lichtabschirmung habe und die Röhre nicht beschädigen will. +15V, -15V, 5V und Tacktsignal wurden an den SUBD-15 Verbinder angelegt. Um das externe Tacktsignal zu erzeugen habe ich Timer1 von einem Arduino (Atmega328p) benutzt. Bei einer Frequenz zwischen 1 MHz und 4 MHz wird keine Hochspannung erzeugt, HV_out/Pin4 = -11V und HV_fb/Pin8 = 0V.

Gelegentlich lässt sich eine Schwingung am HV_en-Pin mit etwa 10 kHz beobachten, vermutlich wenn sich der PIC periodisch zurücksetzt. HV_en pendelt dann zwischen 0 V und 2,1 V, scheint aber nicht aktiv vom Mikrocontroller angesteuert zu werden, obwohl es sich eigentlich um einen 5V-Digitalausgang handeln sollte.

In solchen Fällen liegen HV_out (Pin 4) bei -107 V und HV_fb (Pin 8) bei 0,57 V.

Vermutlich wird man nicht darum herumkommen, den PIC umzuprogrammieren.

Beny B. schrieb:

Die folgenden Tests habe ich mit ausgelötetem Photomultiplier gemacht, da ich noch keine gute Lichtabschirmung habe und die Röhre nicht beschädigen will.

Hoffentlich hast du das bei stark herabgesetzter Arbeitsplatzbeleuchtung gemacht. Die Photokathoden von PMTs vertragen nur wenig Licht, sonst geht der Dunkelstrom hoch (Hamamatsu PMT Handbook Kap 3.1.3 Precautions S.26(39)). https://www.hamamatsu.com/content/dam/hamamatsu-photonics/sites/documents/99_SALES_LIBRARY/etd/PMT_handbook_v4E.pdf

Rainer W. schrieb:

Hoffentlich hast du das bei stark herabgesetzter Arbeitsplatzbeleuchtung gemacht. Die Photokathoden von PMTs vertragen nur wenig Licht, sonst geht der Dunkelstrom hoch (Hamamatsu PMT Handbook Kap 3.1.3 Precautions S.26(39)). https://www.hamamatsu.com/content/dam/hamamatsu-photonics/sites/documents/99_SALES_LIBRARY/etd/PMT_handbook_v4E.pdf

Ich hoffe, dass die Bialkali-PMT etwas robuster ist, und normale Innenraumbeleuchtung überlebt hat. Irgendwo hatte ich gesehen, dass permanenter Schaden für Bialkali bei >10 000 lux liegt, und 2 Stunden ohne Licht den Dunkelstrom wieder aufs ursprüngliche Niveau zurückbringt.

Habe für den PIC Code geschrieben, damit er als I2C-Slave fungiert und über Register steuerbar ist. Getestet habe ich, dass man die Analogspannungen auf dem Board steuern kann. Mit einem Arduino erzeuge ich ein 8MHz Tacksignal und setze die I2C Kommunikation zum testen auf Serielle Kommandos um. Irgendwie bekomme ich aber das Hochspannungsnetzteil noch nicht zum laufen. Im Datenblatt von dem Gerät wo das Modul ursprünglich eingebaut war steht bei der Versorgungsspannung -10V, 20V statt +/- 15V. Das ändert aber auch nichts.

Ich vermute der Pin den ich als HV_enable identifiziert habe muss stattdessen ein Signal im kHz-Bereich ausgeben. Ist auch der Timer-Compare-Match pin vom PIC16f872.

permanenter Schaden für Bialkali bei >10 000 lux liegt, und 2 Stunden ohne Licht den Dunkelstrom wieder aufs ursprüngliche Niveau zurückbringt.

DAs entspricht so grob meiner Erfahrung mit "normalen" PMTs. Wobei es in Ausnahmefaellen auch mal 24h dauern kann.

Vanye

Vanye R. schrieb:

Das entspricht so grob meiner Erfahrung mit "normalen" PMTs. Wobei es in Ausnahmefaellen auch mal 24h dauern kann.

Vanye

Danke für den Erfahrungswert, ich werde vor ersten Test besser etwas warten.

Bezüglich der Funktion von RC2, wenn ich mal etwas aufmerksamer gelesen hätte, wäre mir aufgefallen, dass das schon jemand herausgefunden hat.

Benedikt H. schrieb:

Ansonsten hab ich noch ein paar weitere Sachen rausgefunden: Der PIC macht PWM auf dem RC2-Pin und taktet damit wohl die HV-Platine.

Habe im dump vom ursprünglichen PIC code nachgeschaut und folgendes rausgefunden:

• Timer2 und die "Capture und Compare"-Unit im PIC generieren ein 50% PWM signal mit _XTAL_FREQ/64 als Frequenz

• _XTAL_FREQ muss kleiner als 5MHz sein, weil ADCON0 als ADC clockfrequenz auf 8*TOSC steht. Nach Datenblatt sind damit maximal 5MHz _XTAL_FREQ möglich.

• vor dem lesen der ADC Werte wartet der PIC je nach Kanal 5 oder 17 Tacktzyklen, als minimale Wartezeit sagt das Datenblatt 3us vor dem Sampeln. Damit kann _XTAL_FREQ höchstens 2MHz sein. Wenn jemand mit der originalen Software testen will, muss man 2MHz Tacksignal an den Sub-D pin 14 anlegen.

• mit den Einschränkungen muss die RC2 Frequenz entweder 31.25KHz oder 15.62KHz sein. Tippe mal auf 31KHz, damit es nicht fiept.

• Im ursprünglichen Code hat der PIC für die I2C adressenkonfiguration SSPADD = 0x02 gesetzt. Das entspricht I2C addresse 0x01, da nur bit 7-1 die Addresse sind und das letze Bit lesen/schreiben anzeigt.

Nach vielen erfolglosen Tests habe ich das Hochspannungsnetzteil ans laufen bekommen. Habe beim T2CON register pre- und postscaler verwechselt. Als PWM Signalfrequenz für die Hochspannungsplatine braucht man _XTAL_FREQ/16 oder 125 kHz. Damit ist die Hochspannung jetzt über I2C zwischen 10V und ca. 800V steuerbar. Werde bald die PMT Röhre wieder einlöten und testen.

Änderungen an main.c:

• Fehler beim Clockstretching bei I2C behoben, funktioniert jetzt bei niedrigerem PIC16 tackt
• externes Tacktsignal auf 2 MHz geändert, beim Arduino Code muss man das auch entsprechend ändern (OCR1A = 3).
• Timer2 richtig konfiguriert, sodass ein 125 kHz Signal erzeugt wird
• AD5 als Eingangspin konfiguriert, jetzt wird die Feedback-Spannung von der Hochspannungsplatine korrekt gelesen

Hinweise zur Benutzung:

• Ich vermute, dass die Regelung der eingebauten blauen LED ohne die an den D-SUB 9 Pin angeschlossene Photodiode nicht funktioniert. Dehalb empfehle ich "regCalibrationLedVoltage" nicht im Betrieb mit hoher Beschleunigungsspannung zu verwenden. Ab einem gewissen Schwellwert für die DAC-Ausgangsspannung wird die blaue LED schlagartig sehr hell.
• Als Spannungsversorgung funktioniert (-15V und +15V) oder wie ursprünglich im Gesamtgerät verwendet (-10V und +20V).
• Am Besten keine Schaltnetzteile zur Versorgung verwenden. Ich hatte das Probelm, dass mein KA300SP sich mit der Hochspannungsplatine aufgeschwungen habt. Der Schaltmosfet wird dabei sehr heiß und die Platine zieht viel Strom.
• Der Stromverbrauch der +/- Spannung sollte bei ca. 50mA liegen
• Erforderliche Pins am D-Sub 15 Pin Verbinder zur Benutzung:
  • D-SUB_1: GND
  • D-SUB_2: -10V oder -15V
  • D-SUB_4: +5V
  • D-SUB_5: I2C_SCL
  • D-SUB_9: +20V oder +15V
  • D-SUB_12: I2C_SDA, PIC als Slave auf platine 400kHz
  • D-SUB_14: 2 MHz externer Tackt 5V Eingang
• An D-SUB_7 kann man optional eine LED mit Vorwiderstand hängen. Im I2C interrupt wird der Ausgang umgeschaltet. Damit kann man sehen wenn der PIC arbeitet.

Nach Einlöten der PMT Röhre bekomme ich Pulse auf dem RF Ausgang. Habe das Modul in Alufolie gewickelt und die Hochspannung auf den maximalen Wert gedreht, mein Aufbau scheint nicht ganz Lichtdicht zu sein, ich sehe mehr Peaks, wenn ich die Raumbeleuchtung ändere. Ich glaube es kommt etwas Licht beim D-SUB 15 Verbinder in das Gehäuse.

Eine Spannung die ich als "Gain_PMT" identifiziert hatte, ist in Wirklichkeit ein Spannungsoffset für den PMT Signalverstärker. Damit kann man das Signal auf dem RF-Verbinder so schieben, dass der Mittelwert 0V ist. Vermutlich ist das auch der Grund für Rückschleifung des Signals zum PIC, damit er dass automatisch nachregelt.

Die Pulse sind ca. 200ns lang und variieren in der Peakspannung von 200mV bis 1V, siehe Bilder.

Falls jemand auch so ein Modul in Betrieb setzen möchte noch eine Warnung:

Die Digital Analog Wandler auf der Platine sind relative alte "DAC 7612U" die keinen definierten Resetzustand haben. Schaltet man die +20V Versorgung ein, nachdem der PIC schon durch die Initialisierung gelaufen ist, kann es vorkommen, dass sich der DAC volle Ausgangsspannung ausgibt. Gleiches kann bei Unterbrechungen der +20V Versorgungsspannug passieren. Die Sensitivität der PMT Röhre und auch der Lichstrom ab dem sie Schaden nimmt, hängt von der Hochspannung ab. Diese geht dann plötzlich auf den Maximalwert, was sehr ungünstig sein kann, wenn man relativ viel Licht auf die PMT fallen hat!

Überlege mir, ob man periodisch bei AN3 beim PIC schaut, ob die 5V von der Analogseite noch da sind, und wenn nicht das HV-Modul schnellstmöglich abschaltet, sodass falls die Spannung wieder kommt nichts passieren kann.

Neue firmwareversionen werde ich in Zukunft in ein Github repository laden: https://github.com/userx14/AG-IUP32-8

sein, ich sehe mehr Peaks, wenn ich die Raumbeleuchtung ändere. Ich glaube es kommt etwas Licht beim D-SUB 15 Verbinder in das Gehäuse.

Erstaunlich so ein PMT nicht war? Da bekommt "dunkel" eine ganz neue Bedeutung. :-D

Vanye