福島原発事故後、福島近辺で採取した砂利を使ったマンションの放射能が問題になっているが、酷いものだ。砂利や土には当然放射性物質が堆積しているのに、なぜ予測出来なかったのか。政府も学者ももっと細心に迅速に復興をすすめるべきだ。
ずーっと温めてきた、ガイガーカウンターを意を決して作成し始めて2週間。2度のPCBボードの作製失敗を乗り越え、完成品（と言ってもまだ自分としては秀作）ができた。Open Geiger ProjectのGM-01Aというタイプのコピー。回路や定数はProjectの製品のすべてそのまま。ガイガー管は以前にネットオークションで落としたロシア製のSBM-20。
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これは表面。
LCDはDOGSというドイツのメーカ？の102×64のモノクロLCD。BackLightはアンバーを選択した。3つの押釦でCPM,μS/h,μS/Y等の設定やBeepのアリなし等をかなり細かく変えることが可能。真ん中の黒いへそはBuzzer。かなり音量は絞っているので、それほど煩くない。
自分の２階の部屋で、このカウンターでは16～20cpm程度のBackgraoundがある。まだケースに入れてないので、このままあちこちに持ち歩いて調べることができないのが残念だが、庭の土の上に持って行くと、少しカウントが上がる。やはり原発の影響がまだすこしはあるんだろうか。
Bottom
部品面は全面ハンダメッキを施したが、これはパターンを無駄に温め過ぎることがあるため、しないほうがいいと思う。よく見ると何度もはんだ付けを失敗したためパターンを剥がしてしまい、仕方なくホルマル線で結線した部分が2ヶ所ある。
電源は単4 2本だがほとんど電流を食わない。GM管はこの部品面につけている。陽極側に太い電極がついていないタイプのGM管のため、延長用のPINをつけている。マイコンはATMEGA328Pでこの写真は2度目に取り付けたもの。なぜ2度もつけたのかその理由は以下。
USBソケットがついていて、電池を入れないでUSB電源で動作もでき、さらにPC側のUSBhostのアプリを動かせば一秒間隔でデータを取り込むことが出来る。
USB用のUSBaspのドライバーを入れるのに大変苦労した。デバイスとしては認識しているのにデータを取り込んでくれない。やむなく入っているUSBaspのドライバを削除し、再度導入したら、データを取り込みはじめ、上手く行った。と喜んだら、今度は今まで正常に動いていた別のVersionのUSBaspで動いていたAVRWriterが動かなくなってしまった。動かなくなってしまったと気づかずにAVRWriterで書きこんだHexファイルを変更していたら、多分ヒューズビットを変に変更してしまったらしく、全く読み書きができなくなってしまい、完成直後に全く動かなくなってしまった。しょうがないので、マイコンをヒートガンで外して、再度新品のマイコンを取り付け、別のAVRWriterで書き込み再稼働。でも怖くてUSBドライバーはまだインストールしていない。
Side
液晶はソケットを介して、取り付けているので、少し厚みがある。裏面のGM管と電池がちょうど同じ高さなの、裏面を下にすると安定して置くことが出来る。
AnodeUP
陽極部分のUp画像。はんだ付けの下手さがよく見える。クリーム半田でリフローでやればもっと綺麗に行くだろうと思うが、今回は秀作なのですべて手ハンダで。まっすぐにつけたつもりでも、出来上がってみると非常にいびつ。この回路はMOSFETにCPUのPWMでパルスを印加し、コッククロフト回路で400Vを作っているのでダイオードとコンデンサーを11段構成している。
昨年に続いて2回目の出場。去年は暖かかったが、今年はとても寒く、ウエアの上は長袖＋ウインドブレーカ、下はロングのタイツ。半袖ではとても無理だったが、なんと、ランシャツ短パンで走っている方もいたが風邪を引いたのでは？ 前回、スタート位置が前から2,3列目だったので、スタート直後は速い人に引っ張られオーバーペースだったので、今年は後方へ。メジャーな大会じゃないので（トータルで4 、500人くらいか。）でもやはり、後ろに並ぶと遅い。それで、脇から走りぬけてやっと自分のペースで。最初の1kmは4’50くらい。もう少し余裕があったが、前半抑えて後半にと思って少し自重。ところが、寒いためかなかなか調子が上がらない。その後
5:18. 5:31 5:18 5:11. 5:03 5:09 5:39 5:25 5:15 でした。走り終わってから、少し余裕があったので、もっとがんばれたように思う。昨年の記録より30秒程度速かったので、まずまずか。5分を切ったのが最初のラップだけというのはちょっと情けないが、調子が悪かった年末から少し調子あ上向いてきたから、こんなものか？念願の50分切りまであと一歩だが、1分45秒の壁は高い。今年中には何とか切りたい。一応60歳以上では13位だった。50分が切れれば4,5位くらいになれるのか？ この大会申込金が2,500円だが、参加賞が何と温泉タオルのような白い薄地のタオル。どこの大会でもせめてスポーツタオルなのに、このタオルはない。もう少し、何とかしてほしい。
何故か今月から？急に宣伝が入るようになってしまって、煩わしい。WordPressが自由に使えて、2年近く宣伝は入らなかったのに。
別のフリーサイトを探さないといけないのかな？
*JAVASCRIPTをこのサイトで許可しないに設定すれば、宣伝Popupsはブロックすることができたが、これを見ている方はどうなんだろう？
また、ブロックしてしまうと、Admin画面にログインできないようだ。
首都圏では放射線に対する関心がなくなりかけているが、まだまだ福島原発近くの被災地では放射線の脅いにさらされていることに変わりはない。拡散したセシュウム137の半減期は30年だから、まだ10ヶ月しか経過していないのに人々は忘れかけている。除染しようが、何をしようがセシュウム自体の総量は変わりない。政府やマスコミは、いや国民も、なぜすぐに忘れてしまうのか？
そんなかでGeigerCounterの2号機がほぼ完成した。OpenGeigerProjectのGM-01BというTypeのコピーだ。本当はGM-01Aを作りたいのだが、今回は腕試しと
いうことでGM-01Bを選択
外部電源で稼働中 放射線に反応して青色LEDのが点滅する
基板の部品面 真ん中のICはATTINY13
表面実装の部品が手ハンダだとどうしても曲ってしまう。小さな抵抗はピンセットで挟みながらはんだをするが、その時はルーペが使えないのでよく見えない。
据え置きの大型ルーペ（拡大率が6倍位で照明付きのものは）を購入するかな？
GM管を装着 6P はプログラミング用PIN
両面基板を自作するとどうしても見た目が汚くなってしまう。スルホールのViaの為所々上下を貫通する導線のはんだが必要なので、見かけが非常に汚い。おそらく全面にスズメッキを先に施しておけばもうすこし綺麗に仕上がるのかもしれない。海外製品でスブメッキ液が販売されているが、それを使ってみようかな？その次にはReflow Solderingしかないのかな。
このGeigerCounterは本来iPHONEに接続してiPHONEのAPから電源をもらい、稼働する様に設計されているが、iPHONEのAPが公開されていないので（もとはHijackProjectというiPHONEをオシロスコープにしてしまうAPおよびハードウェアなので、これを真似ればできるかな？）外部のLiion電池で駆動させてみた。
ガイガー管はSBM-20用に設計されているので当然だが、ピッタリ。本来は部品面の裏側にくっつけるように設計されているが、あえて部品面側にGM管のソケットを取り付けた。そうすると部品から少し隙間があいてちょうどいい感じ。部品裏面にはLiイオン電池のスペースがちょうど出来る。
3.7VのLiイオン電池で稼働させてみると都内多摩地区の自宅で30CPM位のバックグラウンドがある。以前ヤフオクで購入したラジュウムの粒を近づけてみるとすごい勢いでLEDが光りだす。ただ惜しむらくはこの状態では全く音が出ないので、なんだか物足りない。iPHONEに接続すればGeiger Botでカウントは拾えそうだ。
ちゃんとカウントでき、ガイガーカウンターとして機能しているので、これでいいのだが、GM管の陽極の電圧を測ってみると290Vしかない。テスターの内部抵抗を考慮しても320V位しかない。もとの回路と抵抗やコンデンサーは同じ定数にしたのに、変だな？製品版は400V出ているらしいが。電圧はATTINY13AのPWM制御でFETを駆動しコッククロフト回路で昇圧しているが、なに原因しているんだろう。一番疑わしいのはFETドレインのインダクタンスの誤差だと思われるが・・・？
Vccを3.7Vから5Vに変えても電圧は同じだった。ということは、ちゃんと高電圧のコントロールができているということか。なら、ソフトウェアの定数だろうというところまで推測できた。ソースを読んで改良してみるしかないが・・難しそう。
表面実装の比較的大きなICは手ハンダでも十分ハンダ付けすることが可能だが、0.5mmくらいしか無い抵抗やコンデンサ、SSOPのトランジスタなどは、手ハンダでは非常に苦労する、と言うか、殆ど失敗ばかり。そこで、海外サイトで多くの記事がある Reflow Ovenに挑戦してみた。Oven Toasterは前から、目をつけていた、近くの”ヤマダ電機”で1260円の800Wのオーブンを入手した。本当はどこかの廃品を利用したかったが、もし、見つかっても掃除が大変なので、ま、このくらいの値段なら良しとしよう。
コントローラはAruduinoのシールドとして作られたキットが非常に簡潔で面白い（ソースはpde、回路図はDipTraceで紹介されている）が、SparkFunのキットはPIC16F88 でソースも回路図も全て公開されている。キットも販売されている。ソース読んでみると、Functionが非常に多く、PIDコントロールを使っていて、よさそうなので、作ってみた。回路図はpdfだったので、Eagleで新たに起こした。(SparkFunのキットは９V仕様なのにAC１００Vをコントロールするリレーは12v仕様なので、問題が起きているようだが、なぜSSRを利用しないのか？）
以下は作成過程
（クリックで大きくなります）
１．ReflowController 部品サイド
１．基板は例によって上質紙にレーザプリタで回路を印刷し、アイロンで基板に転写する方法。最近は失敗なくできるようになった。紙を剥がしたときにベタの部分を消しゴムなどでこすると、紙の繊維は綺麗に取れるが、トナーも薄くなってしまう。
2.Reflow Controller ハンダ面
２．ハンダ面 両面基板は上下の位置合わせが非常に難しいが、最初に用紙と基板を0.4mmの穴を空けて位置合わせをしておけば5cm平方程度の基板では、殆どずれなく合わせることが可能。
3.エッチング後の基板。表面上は全く綺麗で、細い線もベタも問題ないように見える
3.表面上は非常に綺麗に仕上がっているように見えるが、明るいLED電球などで翳してみると、まるで夜空の星のよう。ルーペで丹念に見てもその穴を見つけることはできないが、光の波長程度の微細な穴が開いていて、回折現象を起こしているようだ。ま、実用上は問題ないようだ。
4.完成したコントローラー
4.AITENDOで300円で入手したLCDを接続して完成。 K熱電対のソケットは使わず、直接DIPピンにはんだ付けしたが、温度は正確に測定できているようだ。
ボタンは右からリセット、設定、Down、Up
5.システム全体
5. 250V25AのSSR（香港サイトから送料込みで500円で購入）
1kW程度のコントロールなら、放熱器なしでも問題ないようだ。
6.ハンダゴテのコントロール
６．はんだごて（左側）に熱電対を軽く接触し100℃に設定してみた。
100℃設定で95～110程度にコントロールできている。 明日は実際に入手したToaster Ovenでやってみよう。
Ovenの温度コントロールは筐体自体の熱容量が大きいので、非常に大きなヒステリシスを生じているのだろう。コントロールの状態をじーっと見ていると、設定温度より温度が下がったときに、通電してヒータがONになるが、設定温度より超えてヒーターがOFFになっても温度は暫く上がり続ける。すぐには温度が下がらないのだ。おそらくその時に自然冷却ではなく、強制冷却（例えば冷却ファンのようなもの）が必要なのだろう。これが無いとどうしても＋－１０℃程度のヒステリシスが生じる。
Reflowのプロファイルはもっとシビアな（多分＋－５℃位の）コントロールを必要としているように思うが。この誤差はこれだけではなく、測定子そのもの（熱電対）にも言えるようだ。熱電対自体の温度が上がってしまうと、周りの雰囲気の温度が下がっても測定値のレスポンスは即追従できなくて、１分程度遅れる。そのためコントロールに誤差がどうしても発生してしまう。
したがって、この熱電対のレスポンス、Ovenの熱容量、周りの雰囲気の温度、その他のファクター全てを計算する制御プログラムが必要だが・・・このマイコンのPIDで可能なのだろうか？
スケッチをUploadしようとするとArduinoから、このエラーがでて、約一日間、あーでもないこーでもないと色んなページを見に行ったり、何度も何度も同じ事を繰り返したりで、悩んだ。色んなページ曰く、「リセットボタンを押しながら、USBケーブルの抜き差しをやれ。10秒間押しっぱなしにしろ」、「BootLoaderを書きなおせ」 「何度もやればできるようになる」等々。それを信じて3時間くらい無駄な時間を過ごしてしまい、挙げ句の果ては、PC側に問題があると思い込んだり。
結果はUploadがうまく出来ました。それはTools>BoardでDiecimila（私のArduinoはAE-ATmega）ではなく、”Arduino Pro or Pro Mini (5V,16MHz） w/ATMega168”を選択することでした。
このArduinoは数ヶ月前は何のトラブルもなく、動いていたので、多分IDE側の問題だと薄々は考えていたけど、やっと解決。世界中のArduino フリークさんたちが同じ問題で、悩んであちこちの質問掲示板に投稿されているが、この解決策が一助になれば幸せです。
ArduinoでOvenToasterによる自宅Reflowをやろうと考えているが、さてうまくいくか。一応全ての部品は揃ったので、ブレッドボード実験の開始だ。おっとその前に、安いオーブントースターを買ってきて、今使ってる汚いのと入れ替え、掃除しなくっちゃ。
更に他のページを見ていたらAoyue 852A+ SMD Rework Stationというマイコン付きのヒートガンをとかってSMDのリフローをやっている記事を見つけた。これはよさそう。
Arduino Diecimila (本当はAE-ATmega） 一応ReFlowのスケッチが書きこんである
オーブン用の部品を全部揃えてしまったので、これを買うのはちょっと気が引けるが、Aoyue825A++が$135で送料が$50位。$Rateが￥80として￥15,0000位。どうしょうかな？かなり迷う。SMDのICを外すのは非常に楽なようだが、ハンダ付けするためにはデバイス一個づつなので、かなり大変だ。やはりOvenToasterはつくろう。
あるいは、今持っているノーコンのヒートガンにK熱電対をつけて（OvenToasterと同じ回路で）マイコンコントロールをすればAoyue852と同じようなものができそうだ。
マイコン付きヒートガン
iPHONE5ではなくiPHONE4Sが10月4日に発表された。今のPHONE4に比べCPUがデュアルコアになりグラフィック表示機能が7倍、顔検出機能や手ぶれ軽減機能がついた800万画素のカメラ、1080pのHDビデオがついていてとても魅力的。TVの会見で孫社長はiPHONE4からなら、ただで交換できると言っていたので、ヤマダ電気に予約していたら、昨日電話が来たので、早速機種変更に行ってきた。色々説明を聞くこと約30分。さて、いよいよSIM交換して新しいiPHONE4Sにという段階で、最後に念のため支払イ内容の説明になった時、あれ？ 1980円の追加料金が発生してしまうらしい。『孫さんは、ただで交換できる・・と、確か言っていたよ』と言ったら、ソフトバンクの制服を着た店員は、では確認しますと電話に。 ？？え？そんな基本的なこと電話で確認しないといけないの？と、思ったが、待つこと3分。やはり、確認した結果、iPHONE3は無料交換できるらしいが、iPHONE4は今の割賦料金にプラス1980円追加されてしまう。現在月額7500円近く払っているのに、更に1980円だと月々10000円近くになる。それは・・・ちょっと。ということで、即キャンセル。
あ～あ、4Sをゲットしそこねた。5はいつになるのかな？？
（でも、あとでWEBを調べたら別の何とかボーナスというプランでは追加料金が発生しないそうだ。ヤマダ電気にはもう行きたくないので、今度はSOFTBANKに行って聞いてみよう）
今日の10時から青梅マラソンのエントリーが始まった。多くのマラソン大会のエントリーが震災後、あっという間に満員御礼になってしまうので、今日は9時ごろから待ち構えエントリーした。エントリー画面のTopページには「混雑により、サイトへ繋がりにくい場合があり、大会にお申込みをいただくまでにお待たせする場合もございます。」とのメッセージが。10時ちょうど。Top画面にはすぐにアクセスできたが、エントリーして個人情報を入れた時点で、送信キーを押しても、またブランクになり送信できない。20回くらい繰り返しただろうか・・・。（以前にほかの大会でこのような状態になり、結局満杯になって登録できないことがあったので、そのときのことが頭をよぎる。）でも、21回目位にやっと登録完了。やった。
エントリーは30kmと10kmどちらにするか迷ったが、結局30km。東京マラソンにもし当選すると、1週間前に30km走るのは、ちょっとだが、たぶん当たらないのでいいか。と30kmにした。青梅マラソンは初めて参加でもちろん30kmも初めて。練習では何回か走っているが、30km走はフルマラソンと同じくらいきつい。レースは来年の2月だが、練習を入念にしていこう。最近は少しサボり気味で月間走行距離が200kmそこそこだが、300km前後にあげていこう。
ガイガーカウンターの製作でソースまで公開されているページはなかなか少ないし、公開されていてもただCPSを表示するだけとか、せっかくのLCDの表示器が勿体無いし、PICやATMELのマイコンの機能を十二分に生かしていないようなものが多い。もちろん自分でソフトを変更・追加していけばいいわけだが・・まだPICプログラムを一から書くことができないので、できるだけ機能が豊富なものを選択したい。
これはOPEN GEIGER PROJECT というサイトで見つけたATMEGA328と102×64ドットGLCDを使った、ガイガーカウンター。
ソースファイルが公開されているので、コンパイルしてHEXファイルを作成し、書き込んでみた。ブレッドボードにマイコンと表示部分のみを結線して動きを確かめてみた。
LCDののBacklightをつけていないので、画面が多少見にくいが、これは立ち上げ直後のメニュー画面。右上のスイッチでカウンタ画面にしてATMEGA328のガイガー管の信号入力端子の部分に指で触れると、カウンターがすごい勢いでカウントアップすると同時にブザーもバリバリと鳴る。正常に動いているようだ。これにガイガー管に給電する高電圧回路と検出用コンパレータをつければブレッドボードは完成する。
問題はこのOPEN GEIGER PROJECTで公開されているEagleの回路図はほとんどの部品がSMDの表面実装部品。表面実装の両面基板を自作するのはかなりリスクが高い。またSMDパーツは秋葉原でも一個単位では買えずロール単位とかでしか入手できないので、1000台位作るしかない。DIGI-KEYでという手もあるが、7500円以上買わないと送料がバカにならない。入手できたとしても両面nonスルホール基板でうまく出来るかどうか自信がない。
したがって、選択したのはすべて表面実装ではないタイプの部品で同じ回路をつくること。元の回路は電池2個を昇圧して５Vを作っているが、電池は６V から3.3Vを作る仕様に。したがって部品も大きく電池も大きいので元の製品に比べると、液晶だけ同じでかなり大きなものになるだろう。
最終的にはDIPではなく、すべてOpenGeigerProjectのそのまま作成しました。基板データやプログラムもデッドコピーで。ただ、一箇所USBプラグのみ型の異なるものを使ったため、変更しました。ここに。
ガイガーカウンタの製作が中々面白くて、いろいろ作製のテストを始めた。ガイガーミュラー（GM）管自体は相変わらず、入手困難で入手できるとしても非常に高価だ。今や福島の事故前の１０倍くらいの価格だという。事故以前の価格を知らないが、まだまだ上昇中のようだ。ネットのオークションでもなかなか落とすことができない。 目指すものが落とせなくて、結局同じものが何点か集まってしまった。
集めたGM管下から
・ロシア製 SI-3G （超小型だが、感度がいまいち、最適条件検索中）
・ガラス製SI-1G（感度は上の２本のSBM20とほぼ同じ）
・陽極の形の違うSBM20
・SBM20 の前のタイプSBM14
・自作のHeガイガー管
・少し大型のマイカ窓の自作ガイガー管
・もう一つ写真には写っていないLDN712がある。
一番下のSI-3Gは別として、真ん中のガラス管及びステン管の4本は、ほぼ同じ感度。普段のバックグランドで80CPM程度ある。自作のガイガー管は大気圧なので放射線を検出するためには超高電圧（6000V 程度）が必要なので、この高電圧回路のコントロールがなかなか難しい。プリント板にカッターで切れ目を入れてインバーター＋コッククロフトでテストしてみた。
おそらく600V が10倍されているはずだが、測定する手段がないので、予想値だ。インバータにかける電圧を１２Vにあげたら最終段で隣のランドとの間でバチバチと火花が飛んだ。慌てて電源OFF。基板はガラスエポキシでランド間は2mmくらいあるのに、なぜかな?よく考えたら、この基板両面基板で、下の銅箔がそのままだったので、コンデンサーが形成されていたのだと予想。今度はテスターでちゃんと高電圧が測定できるようにアダプターを作ってから実験しよう。
YOUTUBEなどで紹介されている、でんじろうさんのガイガーカウンターの実験もやってみたが、その時の環境（特に湿度）に影響され、うまくラジオで取れないことが多かった。検出がうまく行っても、短期間で、すぐに検出できなくなってしまう。ガイガー管側の問題と、電気コップ側の問題と配線上の問題、およびラジオで電波を拾うという、この4つの不安定要因が解決しないとうまくいかない。
空気ガイガーカウンターキットという商品も市販されているが、これはなかなかよくできている。PICマイコン＋LCD＋高電圧回路もコッククラフトで基板上に作られていて、9V電源で動作する。フィルムケースガイガー管がうまく出来れば通常のガイガーカウンターと大差のないものができるようだ。フィルムケースやラップフィルムもキットになっているので、やってみるとわかるが、ガイガー管の自作は簡単そうで中々難しい。うまくできたつもりでも、全く検出できなかったりする。ただ、上の4つの不安定要因のうち3つは解決されているので、ガイガー管さえ出来ればいいわけだ。ただし、今やこのキットも中々入手難のようだ。回路図もファームウェアも公開されていたので、作ってみよう。
