prec CHOUR - Compteur Geiger Muller très faible consommation PC-GM8 suiv

pcgm4

Appareil : Compteur Geiger Muller/Geiger Muller counter (EN COURS DE REALISATION)
Date : 2017
Type : PC-GM8
Marque : Chour
Principaux constituants : Tube SBM20 ou LND712, processeur Texas-Instrument famille MSP430, module haute tension IMEX
Principale caractéristique : consommation moyenne de l'ordre de xx~xxµA / Average power consumption arround xx~xxµA.

Introduction

Hormis le Gamma-Scout, la plupart des compteurs Geiger du marché (en 2013), qu'ils soient vendus tout fait ou en kit, ont une autonomie limitée, du moins pour ceux qui utilisent un microprocesseur pour gérer le traitement des données. Les raisons sont multiples :

Présentation du compteur basse consommation

Les compteurs PC-GM3 à PC-GM6 utilisaient une plate-forme de développement Olimex.Le montage présenté ici s'appuie sur une plate-forme de développement Texas-Instrument MSPEXP430FR4133. Cette plate-forme présente plusieurs caractéristiques intéressantes :

Par contre, l'afficheur dispose de moins de segments que la plate-forme Olimex. Dans cette réalisation, on ne peut plus afficher simultanément le comptage instantané et le comptage moyen sur 24h00.

Il reprend l'architecture du PC-GM6 pour la partie analogique. Le signal analogique est injecté sur un circuit CD4098 (double monostable). Le premier monostable permet d'avoir un signal propre destiné au processeur. La durée de ce signal est réglable et peut être ajustée en fonction du temps mort du tube utilisé.

Le second monostable est utilisé pour commander un beeper (déconnectable) permettant d'avoir une information audible sur le comptage instantané.

Comme pour les précédents compteurs, j'ai utilisé un générateur HT IMEX-38-56-1 tout fait dont la consommation nominale est donnée pour 0,5 à 10 µA sous 3,3V pour 400V générés.

Ce compteur mémorise donc le nombre d'impulsions dans un certain intervalle de temps. Toutes les secondes, le processeur qui est normalement en veille (mode 3) se réveille, fait quelques vérifications (gestion du clavier, connexion USB...) et repasse en veille. Toutes les 10 secondes, le processeur lit son compteur, fait ses traitements statistiques, vérifie les conditions d'alarme et s'il n'y a pas d'alarme, repasse en veille. En cas d'alarme, la périodicité de relève passe à une seconde.

Le schéma de la partie analogique

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Schéma de la partie détection, comptage, communication et alimentation (cliquer pour agrandir)

La sortie du générateur haute tension est raccordé au plus près du tube Geiger-Muller. Le moins du tube est relié à la masse. La détection du signal se fait par l'anode. Lorsque le tube détecte une particule, un pic de tension apparait aux bornes de C4. Ce pic est amplifié par le darlington formé par T1 et T2 (dans mon cas, j'ai utilisé des BC548C car c'est ce que j'avais en stock mais les BC547 et 549 doivent convenir également).

Sur le collecteur de T1/T2, le potentiel positif via R4 tombe alors à 0V puis revient au potentiel positif lorsque l'impulsion a disparue.

Ce signal est connecté aux bornes -TR1/2 du 4098 via une résistance de 100kOhms. Sur un front descendant, une impulsion est générée sur /Q1 (premier monostable) dont la durée dépend de C5 et P1. Une autre impulsion est générée sur Q2 (second monostable) pour actionner un beeper ou un haut-parleur. Cette sortie peut (doit) être déconnectable via un interrupteur pour supprimer le son. La durée de cette impulsion dépend de C6 et P2.

Conseils de réalisation

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Intérieur du compteur, partie analogique.

L'afficheur de la plate-forme de développement est placé au ras du circuit-imprimé. Les barrettes de connexions sont beaucoup plus hautes que cet afficheur. Résultat, si vous souhaitez mettre ce compteur dans un boitier, l'afficheur sera difficilement visible car très en retrait de la façade. Il faut donc retirer ces barrettes ce qui n'est pas une partie de plaisir !

Après quelques errements avec diverses pompes à dessouder qui se sont révélées peu efficaces, j'ai utilisé la méthode suivante :

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MSPEXP430FR4133, vue de dessous, connecteur retiré.

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MSPEXP430FR4133 vue de dessus avant d'avoir retiré les pins du connecteur.

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MSPEXP430FR4133 vue de dessus après avoir retiré les pins du connecteur.

Il faut également retirer les barettes d'alimentation (J6), JP1 que vous pourrez couper (non utilisé dans ce compteur) et par la suite, la barettes J101 que vous ressoudrer sur la face arrière.

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