kit

cloudcandeやsocialgridのキット関係の資料です。

販売 †

http://openforce.shop31.makeshop.jp/ 現在、ベータ版を販売しています

• キットAおよびキットBの共通部マニュアル
  • http://openforce.project2108.com/file/cloudcande/KitCommon20110729.pdf

キットA †

ガイガーカウンターキット

• 使い捨てカメラ「写ルンです」を利用
• ガイガー管は旧ソ連製SBM-20またはSTS-5
• カウンター部は歩数計。
• 回路はパターンCとパターンDに対応。
  • パーツリスト
    • http://openforce.project2108.com/file/cloudcande/kitckitdpartslist20110729.pdf
  • マニュアル
    • http://openforce.project2108.com/file/cloudcande/KitA20110729-2.pdf
  • パターンC
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    • パターンCで回路を組む場合には、以下の注意があります。
    • イヤホンは、イヤホン単体の時と歩数計と共に使う場合で取り付け位置が異なります。
    • 歩数計改造について、配布資料より変更→歩数計内蔵の電池を使います。そのため電池を取り外さず、黒の線を接続しません。また、赤白の線は電池穴ではなく、表裏フタの間に挟み込んで外に出してください。
  • パターンD
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  • 以下の回路から変更点があります。 R1 2.7M→2M～2.2M R5 3.9M→2.5M～2.9M
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    • パターンDで回路を組む場合には、以下の注意があります。
    • 写ルンです高圧回路の改造が必要です。配布資料に沿ってパターンカットおよび配線引き出しを行ってください。配線引き出しははんだごてを使うのが望ましいです。

チェックポイント †

• キットAのパターンA～Dのチェックポイントです。
• ブレッドボードで製作していると、どうしても全部いっぺんにつくってから試したくなりまg
• しかし、そうすると大体のところ、うまくいきません。
• 原因は、配線ミスや、接触不良です。特に、接触不良はわかりづらいです。高圧基板を指で押させているときだけ動作する、などというトラブルがありますがこれは高圧基板とブレッドボードの間の配線が接触不良を起こしているからです。
• このようなことはとてもわかりづらいため、回路を少し組んでチェック、もう少し組んでチェックというように慎重に進めることを強くお薦めします。

1. 高圧基板を配線し、電圧を測る。200～400V出ていることを確認する。出ていなければ電池のプラスマイナスが逆になっている、高圧基板とブレッドボードの接触不良、トランジスタの損傷、基板カットのときに余計なところをカットした、などが考えられます。電圧が出ていても、高圧基板をぐりぐり押してもちゃんと電圧が安定していることを確認してください。
2. ガイガー管をつなぎ、クリスタルイヤホンで音を聞く。1分間に数回～数十回のプッ音が聞こえるはずです。ざーざーやぶーぶー音が出るようなら1秒でも早く電池を取り外す。連続音が出ていることは何かの原因でガイガー管の内部で連続放電が起こっているか、あるいは外部でリークが起こっていることが考えられます。内部の連続放電は大変危険でガイガー管を壊す恐れがあります。内部の連続放電の原因は異常に高い電圧です。改めてテスターで電圧を測ってください。電圧に異常がないようであれば、ガイガー管の外部でリークが起こっているかもしれません。ガイガー管を綺麗に拭き清め、また余計な導体が接触していれば除去してください。最初のテストで最も良いのは、配線のワイヤーの形を利用して、空中にガイガー管を浮かせてしまうことです。これでうまくいくことが確認できたら、ケースに入れたり位置を検討しましょう。逆に、何も音がしない場合はガイガー管のアノードとカソードにつながる線を指で触って、無理やりリークさせてみましょう。それで音がすればガイガー管への配線がうまく接触していないのかもしれません。それでも音がしなければ、高圧電源を含む配線が間違っている可能性が大です。

ここから先は、パターンDの場合のチェックポイントです。

1. (クリスタルイヤホン接続までは、他のパターンと同じです)
2. LEDをつないで光ることを確認。光らない場合はほぼ配線間違いです。光っぱなしの場合はクリスタルイヤホンが鳴りっぱなしになっているかどうかを改めて確認。鳴りっぱなしになっていたら一歩手前に戻ってやり直しです。クリスタルイヤホンが鳴っていないのに光る場合も配線間違いの可能性が高いです。
3. 歩数計をつないでカウントアップを確認。LEDが光るのに、カウントアップしない場合はほぼ配線間違いです。LEDも光らない場合は一歩手前に戻ってやり直しましょう。
4. サウンダーをつないで音が鳴ることを確認。パターンDはサウンダーの駆動能力が弱く、また、LEDなどの駆動にも多少影響が出ます。サウンダーをつないでもLED、歩数計が問題なく動作することを確認してください。
5. PCやスマートフォンに接続して音を取得できることを確認。できればトラブルシューティングのしやすいPCに先に接続し、うまくいってからスマートフォンに接続することをおすすめします。なお、iPhoneの場合は、4ピンプラグで接続をする必要があり、また抵抗を10kΩ～20kΩを付け足さないといけませんのでご注意ください。

キットB †

VGMT型自作ガイガー管キット。

• マニュアル
  • http://openforce.project2108.com/file/cloudcande/KitB20110729.pdf

キットC †

bluetooth接続キット。企画中。

FAQ †

写ルンです高圧回路の電圧は？ †

• まず、パターンCで使った高圧回路は400Vのちょっと上まで出ます。パターンDの 高圧回路の改造を行うと、入力電圧2倍で出力は恐らく700Vぐらいになってい ると思います。
• しかし、実際にテスターなどで測るとこんなに高い電圧は表示されません。 例えば、秋月電子のMETEX P-10 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-00137/ (2回読み込みで表示されます) で計測するとパターンCでは300Vちょい、パターンDで600Vオーバーになります。
• これは高圧回路の出力がとても弱いため、通常ならちゃんと測れるテスターでも この回路の場合は測ったこと自体で電圧降下を起こすためです。この電圧降下 はテスターの機種によっても違い、もっと下がるような機種もあったりします。
• ガイガー管のみつないでいる場合もテスターよりも影響は少ないですが電圧降下 を起こします。恐らくパターンCの場合は350V位がガイガー管にかかることになる でしょう。
• 通常は大きなコンデンサーをつなぐことで安定化し、電圧降下を少なくするので すが、このパターンCとパターンDではあえて安定化していません（理由は後述）。
• パターンDはC1を経由することで、ガイガー管にかかる電圧が下がります。恐らく 400V程度がかかっていると推測されます。

このキットのCPMはどのくらい？ †

• SBM-20の前モデルSTS-5ガイガー管のスペックとして、

  Maximum natural background : 27 pulses / min

• とあります。
• 環境放射線は環境によって大きく変わります。値はMaximumということなので 実際にはもっと低い場合もあると思います。 SBM-20を使った一般の方々の計測では、BG15CPM程度という報告が多いよう ですね。
• ところが、キットパターンCやDでは、こんなにはカウントしません。試しにパターンDで 10分間実測してみたら、110カウントでした。 CPMに直すと11ということですね。隣にHORIBAのPA-100（未校正）を置き、 同時に計測すると0.055μSv/hでした。
• ということは、換算係数は200分の一となります。環境放射線はほとんどγ線なの で、これはγ線の換算係数となります。
• なお、今回は110カウントから割り出しましたが、この程度のカウントでの計算で は30%程度の誤差が出ます。
• さて、何故パターンCやパターンDだと感度が低いのでしょうか？　先に高圧電源 を安定化していないと書きました。本来はもっと大きなコンデンサをつけるのが常 道なのですが、パターンCでは1000pのコンデンサが1つだけ、パターンDに至って はそれすらも無く、むしろC1は安定化と逆の方向に働いています。
• 安定化していなければ、決まった高電圧がガイガー管にかからず、脈動電圧が かかるようになります。とすると、電圧が低いときには反応が無くなると考えない といけません。元々はAC出力のものをダイオードで半波整流しているので、時間 的な有効割合は半分になり、更に電圧がかかっている時でも立ち上がりなどの 電圧が低いときには反応しないということになります。実際にはガイガー管自体 にコンデンサの性質があるので、これ程も下がりませんが、11CPMの数字はまあ こんなところかなあと。
• SBM-20系の感度の考察（参考リンク)
  • http://blogs.yahoo.co.jp/yuhs_yuh/64706174.html

なんでわざわざ安定化せず、感度を落としているの? †

• それはハンズオン で使用するキットだから、という理由があります。なるべく感電の危険性を少なく したい。例えば写ルンですの電解コンデンサは除去していますが、これをつけた ままだと感電したときにすごいショックとやけどを負います。
• ところが、パターンCでは大したショックを受けません。パターンDの場合はガイガ ー管に触ってもほとんどショックを受けません。
• パターンDは実はChaney Electronics社のキットC6979をお手本にしています。 このキットについての解説がここにあり、色々と技術的に興味深いものがあります。 http://www.utsunomia.com/y.utsunomia/quench.html
• 実際、Chaney Electronics社のキットをデモしたこともありますが、女の子が面白がってガイガー管に 触って鳴らしまくってみるということができるほど、安全性に優れています。
• また、クエンチといってガイガー管は検出後、放電をストップするメカニズムが 必要となります。これがうまくいかないと正しく計測できなくなるばかりではなく、 管が破壊されるなどの深刻な事態を引き起こします。通常は内部クエンチという ガイガー管自体が持っている仕組みを使いますが、安定化しないことでガイガー 管の外部でのクエンチの効果も期待でき、ハンズオンでむちゃな使われ方をし ても、ガイガー管をある程度保護することが期待できます。

旧バージョン †