Малогабаритный гамма-спектрометр

[gotik.edik]

IronFenyx писал(а):

Похоже, кроме вас двоих никто не заинтересовался?
Интересная разработка, но мне, как постороннему, мало что понятно..
Во первых, посмотрел на цену кремниевого "фотоумножителя".. Вы это серьезно??? Он один стоит примерно как "атомфаст"... Хотя последний уступает, хотя бы по размерам сцинтиллятора, но там уже всё готово... а тут..
Я бы лучше на вакуумном сделал.
В выложенных картинках спектров я вообще разницы не вижу. Вы бы хоть писали что имеете в виду! "теперь вот так" выглядит так же как и все остальные.. Ничо нипанятна.
Уважаемый ArtDen не выложил своей схемы.. только комментарии по отдельным особенностям работы... И таки не понятно какой подход лучше. Для меня схема "на двух транзисторах" сложная - мне бы на операционниках понятнее было. В этих ваших ацп и мк я ничо нипанимаю. Можно соорудить устройство, купив готовые модули с алишки+аналоговую часть+питание собрать самому? Хотя, на картинках всего одна платка с парой чипов и обвязкой.. выглядит проще чем то что нарисовано на принципиальной схеме.
В качестве дозиметра, конечнохорошо, но все же сцинтиллятор тем и ценен, что можнопонять что прилетело. На самолете это будут космические лучи, на земле (или где-то в подвале или пещере, например) - какие-то изотопы или радон.. Спектры, в моем понятии, интересны именно в плане определения вида излучения, а не только интенсивности. На графиках я видел пометки над пиками, но не понятно - программа сама определяет что там на графике или просто вручную метка поставлена. И откуда скрины. Судя по разрешению, какая-то программа в компе? А в смартфоне это как выглядит?
На счет платы, может быть имеет смысл создать проект на jlcpcb?

Я слежу за темой. Очень актуально. Ребята, главное не бросайте ! Карманных дозиметров с функцией спектрометрии можно по пальцам пересчитать. А с энергокомпенсацией - так вобще один и тот кривой как жизнь.

[Maniak003]

Приобрел SiPM Broadcom AFBR-S4N66C013 за 6300 руб.



Собрался с кристаллом 10x10 так:



По схеме никаких изменений не было, работает без дополнительных настроек. Шумов на 30.5в, нет.



Достойная замена sensl и вполне бюджетная.

[nedo]

Наконец дошли руки, собрал. Отличный прибор, проработанный в сторону энергоэффективности максимально. Как оказалась, заработал сразу после сборки. Но... Не зная алгоритма работы, я его ковырял ещё три дня, а оказалось что после коннекта телефона с приборчиком пакет обменна данными высылается очень не сразу. Было бы здорово, чтобы была кнопка, которая при нажатии берёт текущие накопленные импульсы и делает обмен, как минимум, для первоначальной сборки и настройки это было бы полезно. Плату не до конца ещё настроил, шумит в районе 20 кЭВ, ловит помехи, это поправлю позже.
Понравился, надеюсь в скором времени тоже в этой теме изваять получится, есть мысли. Тоже прикупил кремниевые ФЭУ от Broadcom, 4мм х 4мм и двойной 6мм х 6мм, но не распаивал их ещё, не хватает ещё одного двойного под кристалл 30х30, что на предыдущей странице выкладывал.

[Maniak003]

Не совсем понял насчет обмена данными. Передача на смартфон, начинается сразу после того, как подключится модуль bt. Индикатор подключения - зеленая полоска над кнопками. Пока нет подключения полоска красная. Передача данных занимает меньше секунды. Подключение в зависимости от настройки bt модуля, может занять до 1 минуты. Если нужно, что бы подключалось быстрее, установите более короткий интервал опроса в bt модуле.

При шуме в первых каналах, нужно понизить высокое напряжение, для этого в настройках, нужно увеличить значение HV power coeff. Для начала, попробуйте установить 4095. Т.е. чем больше значение, тем ниже напряжение. Регулировка в пределах пары вольт.

UPD:
Кажется понял в чем у Вас проблема с подключением... В каталоге Release, в архиве лежал apk старой версии, там действительно были трудности с временем подключения. Архив обновил, завтра постараюсь выложить новую сборку на GooglePlay. Если ставили из GooglePlay, сохраните калибровочные коэффициенты, при установке apk, они заменяться на значения по умолчанию.

[nedo]

Спасибо, теперь прям супер. А то впервые когда собрал, думал МК не завелся, осциллографом на фэу увидел инпульсы, посмотрел компаратор тоже отдает, отлегло, а вот работу стмки никак не придумал проверить, бт модуль и без контроллера зажигает зеленым подсветку в приложении. Думал в прошивку стм полезть, чтоб хотя бы светодиодом помигать, чтоб понять работает мк или нет. Но перед этим подцепил на Rx и Tx логический анализатор, там пусто, только в момент нажатия save в приложении пакет формировался. А потом отвлекся на долгое время, смотрю, за минут 5, наверное, пакет наконец вылетел))) Тогда понял, что работает наконец.

Посмотрел, на гите битый apk, похоже, поставил с магазина.
О, в этой версии светодиод хоть можно включить проверить, супер, в той он вообще в полный отказ шел.
И приложение отзывчивое, супер. Разница очевидна сильно, славный труд, спасибо, что поделились проектом.

С коэффициентом читал ранее, но не знал диапазоны, когда Vref менял в меньшую сторону хуже было и температура для компенсации отваливалась.
Думал на MicroFJ нужно будет большее напряжение, исходя из даташита, а вышло наоборот, на 27В отлично отрабатывает, нравится. Действительно 4095 - то что доктор прописал, потом чуть что откорректирую.

Сейчас как раз чернички набрали, но свинцовый домик у меня ещё не готов. Закину так

[Maniak003]

nedo писал(а):

впервые когда собрал, думал МК не завелся

Наверное Вы правы, нужно сделать светодиод активным по умолчанию. Сейчас, при включении прибора, должен моргнуть светодиод, прозвучит звуковой сигнал и коротко отработает вибро. Если нет подключения, через пару секунд еще раз моргнет светодиод, сообщая о переходе BT в режим сна. Дальше тишина, если в настройках не включен светодиод. Звук сопровождающий регистрацию событий -- отключил из-за слишком большого потребления.

nedo писал(а):

Посмотрел, на гите битый apk, похоже, поставил с магазина.

Если пытаетесь установить поверх приложения из GooglePlay - не получится. Нужно сначала удалить то, что ставили из apk и наоборот.

nedo писал(а):

Действительно 4095 - то что доктор прописал, потом чуть что откорректирую.

Напряжение имеет смысл увеличить для повышения усиления. Т.е. если по оси энергии гистограмма сильно сжата, нужно повышать напряжение.

Если не затруднит, после того как сделаете калибровку, покажите пожалуйста коэффициенты, интересно увидеть как Ваши SiPM работают.

[nedo]

Самому интересно стало, тем более, что на чернику охота глянуть.
Но не судьба. На лопнувшем кристалле вроде бы без аномалий, калий пракнически не видит, ооочень доглго наверное нужно было бы набирать, решил сперва аммериций глянуть. Но так как кристал лопнувший, сливается с природным пиком, не отколибровать, подумал. Не стал ждать набора, полез за запасным кристаллом.
Он у меня самый перспективный 10х40, прозрачный как стекло, ну, думал не будет проблем. Подкидываю, а оно вот что...


Сначала подумал ух.... разрешение-то какое сейчас будет, узенько так... А оно постояло долго так и.... ппц, короче говоря. С 10х40 у меня всё. Остались 25х30, наверное, и 40х40, но смысла их подкидывать наверное тоже нет, америций сольется как с лопнувшим.
Вижу, что нужно мне на вакуумном собрать теперь хоть один, чтоб уже на нем проверить эти кристаллы 10х40.

Есть, правда, ещё CsI(Tl) 5х5х35, 3.8х5х30 и 30х30, но на 36мм^2 SiФЭУ их вешать сомнительное удовольствие... Если только проверить не косяк ли у меня со сборкой, бо плата вызывает сомнения на переходных отверстиях.

Последний раз редактировалось nedo Вт июл 18, 2023 22:12:06, всего редактировалось 1 раз.

[Maniak003]

Это фоновый спектр ? На шум от sipm не похоже, он проявляется на первых каналах. Может источник с америцием где то рядом лежит ?

[nedo]

Там был ам, но на пару секунд.
Сейчас снял в таком порядке в вещевом шкафу в вещах(чтоб как можно вероятнее исключить попадание солнечного света, хоть и обклеил непрозрачным скотчем):

HV coef = 3800 , набор фона около 3 часов :


HV coef = 4095 , заменил алиэкспрессный компаратор на не алиэкспрессный MCP6561T, были сомнения:


То же, что и предыдущий, но + ~15к частиц от пожарного датчика


Из того, что понял - нужно подобрать HV coef, чтоб регистрировался как минимум калий-40, потом можно и снизить, но для калибровки так.
Напрягает, что в начале спектра всё слившееся, что на лопнувшем кристалле, что на этом прозрачном. Возможно плохой оптический контакт на это влияет, если он есть.
Возможно нужно переделать по-нормальному плату, как уже писал, в ткущем исполнении нормально отмыть не получится.

[Maniak003]

Первый вариант, близок к троечке... K40 хорошо виден. Не хватает усиления, как вариант, можно увеличить номинал R2, но - это, так себе решение. Переключите на 2048 каналов, гистограмма растянется в два раза. А, что увеличение напряжения, сразу дает шум ? Те broadcom, что тестировал, на 32 вольтах у меня не шумели и усиление такое же, как у sensl fj60035, на 29.6v.

[nedo]

Странно, но у меня на 2048 выбор был как сутки уже и включал его раз 10, а когда понажимал и на 4096, и на 1024, то теперь в 2048 действительно шире и америций можно рассмотреть, значит не всё потерянно для этого экземпляра.

Прошёл по диапазону HV coef. До значения 900 - стабильно очень сильно шум прёт на спектрограмме, чуть более 900 - мало стабильное состояние, нет-нет да и отрисовывается бяка. С 1000 - стабильно на первый взгляд. Чуть позже замеряю напряжения. Поставил теперь HV coef в районе 2000. Постараюсь завтра узнать коэффициенты пока приближенно

[Maniak003]

Да, значит эти SiPM значительно сильнее шумят (я ведь правильно понимяю - Вы используете broadcom). Увеличить усиление можно уменьшив Vref, этот МК допускает использование разного питания на ядро и ацп. Экземпляр с SrI2(Eu), у меня так сделан, Vref - 1.8v, ядро 2.8v. Жалко конечно, Вы столько времени потратили на одидание SiPM...

При увеличении номинала R2, нужно будет подобрать время выборки ацп, но разрешение ухудшится.

Настройки передаются в прибор в момент нажатия кнопки Save, если при этом нет подключения, ничего не изменится. Применение изменений, сопровождается двойным сигналом прибора. Большенство настроек хранится во flash МК. В частности значение разрешения передается прибором приложению и уже исходя из этого строится гистограмма на экране.

[nedo]

Broadcom пока не трогал, собрал пока на этом:

[Maniak003]

Этот вариант самый предпочтительный, меньше всего шумит. Тогда приходит в голову только малый световыход у кристалла. Проверьте напряжение, должно быть 29.6 - 30v.

MCP6561, похуже будет, больше потребление -- 100uA против 40uA и меньше быстродействие (что не особо принципиально) 49nS против 40nS.

[nedo]

Без HV coeff - 29.6 В
c выставленным в 1000 - 29.1 В
c выставленным в 4095 - 27.7 В

Компаратор вернул. Позже улучше стыковку к кристаллу, не очень надёжная сейчас, может улучшится положение дел.

[Maniak003]

Если значение оставить пустое или 0, будет использовано по умолчанию 256. Т.е. для получения максимального напряжения нужно указать 1. SiPM должен прилегать к кристаллу без зазора, нужно использовать какую нибудь оптическую жидкость, можно попробовать обычный вазелин без добавок.

[Yur]

Всем здравствуйте !
Попалась (сц.) пластмасса .
Выпилил полоски , ожидается SPM.
Наверное длинноваты полоски.... 6х6х125мм
https://img.radiokot.ru/files/5914/medi ... uyqmh0.JPG

[Maniak003]

У пластмассы, постоянная времени, единици nS, и световыход намного меньше чем у NaI:Tl. Без дополнительного усилителя/формирователя, эта схема работать будет не адекватно, даже как счетчик.

[Maniak003]

Собрал с EQR15 11-6060D-S + NaI:Tl 10x40.



2048 каналов:


1024 канала:


Для питания SiPM, использовал источник на 40v, собранный на lt8410.


Покупал по 4080 руб., так, что -- это самый бюджетный вариант, на текущий момент.