(日々の記録)デジタルオシロを買った。高入力インピーダンスのDVM(デジタル電圧計)を作ったり、別のガイガーカウンターのキットを組み立てたり、このところすっかりアナログの世界にはまっている。ガイガーカウンターの高圧発生回路は、所長の最も不得手なアナログのハードウエアの世界である。調べれば調べるほど知らないことが出てきて、これがまた面白くて横道に入る。調べる目的をそっちのけにして、ウェブサーフィンに時間が経つのを忘れてしまう。これが楽しいのだから仕方がない。いつになったら本題(ってなんだっけ)に戻れるやら。SparkFunガイガーカウンターキットの不具合(8/7/2011)そもそもの原因は、SparkFunのガイガーカウンターキットの不調である。パルスが出なくなるかと思うと、暫くすると何事もなかったように復旧する。これが電圧計の完成直前、とうとう動かなくなった。これまでは数分か数十分放置しておくと自然に戻っていたのだが、今度は1時間以上経過しても回復しない。ボタンをつけて完成!と思っていたのにこれである。ウェブを見ると、SparkFunのキットが動かなくなったという記事を散見する。何か販売元でも交換に応じているようなのだが、こちらのキットは、既に14本も線を追加しており、いくら高圧部は触っていないと主張しても交換や修理に応じてもらえる可能性は低い。暗い気持ちになっていたら、また復活した。ガイガー管そのものが壊れていることは考えにくい(希望的観測)。その理由として、ガイガー管がパルスを出す度に、トランス近くから「ジイッ」という小さい音が段々大きくなり、最近は、パルスに関係なく1秒程度の間隔で、小さな「カンッ」「カンッ」という音まで出始めた。どこかで回路が放電して電圧が出ていない感じだ。入力インピーダンスの高い電圧計(秋月のDVMキット)はまだ完成していない。本体が正常に動いているあいだに動作電圧を測っておこうと、あわててDVMキットを組み立て始める。組み立てている最中に気がついた。1Gオームの抵抗があるのだから、その分圧部(ローサイド)では普通のテスターで測れるのではないか(内部抵抗の低いテスターを分圧部に入れても入力インピーダンスは1Gで変わらない)。1Gオームを慎重に袋から取り出し、1MΩと空中配線し、恐る恐る、ガイガー管のアノードにリードを差し込む。1Mの低圧部も安心できない。グランド側が万が一外れれば、一気にここも高圧(まあ、極小電流の500V程度だが)がかかる。テスターに接続して、電源をONにする。ありゃあ、テスターで1.28V。1Gと1Mだから1280V以上かかっていることになる。これはどうしたことだ。念のため、1Mを2Mに換えると、0.58V。倍にすれば1160V、これでも1KV以上の高圧だ。SparkFunのガイガー管はLND712で適正電圧は、460~500Vとある。以前、SparkFunのガイガーカウンターの掲示板で、「電圧が900V以上出てるぜ。コンデンサーを変えたら500Vに戻ったけど」という書き込みがあったのを思い出した。このとき、SparkFun側は、「そんなことあり得ないが、調べるから詳しい状況を教えて」ということでそのままになっている。ところが皮肉なことに、1Gオームの回路をつけて測っている間に、音が出るのが直ってしまったのである。何の音も出ることなく高圧は順調にでている(測定値は1200V近辺)。やれやれ、おかしくなった時の電圧を確かめて修理しようと思っていたが、現象が起きないので、おあずけである。デジタル電圧計(DVM)の組み立て(8/7/2011)秋月キットのベストセラー商品のようである。古い歴史を持っているようだ。色々なキットに応用されている。ユニバーサル基板に配線したパターンをそのまま基板に起こしたような、ちょっと変わったプリント基板である。1テラオームに近いという内部抵抗が自慢で、今度の1GΩの分圧抵抗100Kに並列にするには十分な性能を持っている(つけたことを殆ど無視できる)。組み立ては造作がない。数時間で半田付けは終わった。キットのICとLCDは2つとも40ピンの大きなDIPパッケージで、ソケットにつけるのは慣れないと緊張する。力を入れると歪んでLCDの画面が一瞬黒くなったりして慌てる。最初、LCDを逆さまにつけてLCDにデタラメな文字が表示され頭を抱えた。冷や汗をかきながらやっとのことではずし、正しい位置に付け直してめでたく数値が出た。いやいやお恥ずかしい。わきの下にたっぷり汗をかいた。バラックでは電圧が測れるようになった。次はケースへの組み込みである。前からどうするか、あれこれ悩んでいる。仕事の帰り、秋葉原を巡回して高圧用の端子(テフロン製)を探す。ウェブではマックエイトなどのブランドで色々あるが、単品で売っているところを見つけられない。ネジで有名な西川で、やっとみつけたが、テスターのプローブジャックになるような大きめの端子は売っておらず、小さいのはあっても、10ヶ¥2300とかの値段で手が出ない。ロータリースイッチは、はなから高圧用はあきらめている。ロータリースイッチは200V以下の測定レンジと高圧のローサイド側に使うことにする。高圧用に独立の端子を設ける。考えてみればケースは金属ではなく、プラスティックなので、普通の端子でも1000V以上に耐えられると判断した。ロータリースイッチに、電圧計キットについている1%の抵抗を直付けし、小さな基板を足して、ここに残りの抵抗や、高電圧分圧の半固定抵抗をつける。この小基板には、さらにLCDの数字のドット表示用の回路が乗る予定だ。別のガイガーカウンターキット到着(8/9/2011)SparkFunのガイガーカウンターがおかしな動きを始めたので心配になり、前から目をつけていた別のキットを発注してしまった。現在使っているものが危うくなると、あわてて代替品を衝動買いする癖がある。ウェブ上で試しにお買い物籠に入れている間に、思わず「買う」ボタンをポチってしまった。これもアメリカの電子キット会社CHANEYのものである。GM管は、日本のウェブでも高性能と定評のあるロシア製のSBM-20。今度のキットはスピーカーとLEDがついているだけでマイコンは付属していない。多数の応用例があり、日本でも売り出されている(値段は¥12,000程度)。買えば、価格が94ドル。30ドルの送料をつけても、超円高の時代、1万円を切る。ここは会員登録も要求しない。メールアドレスと住所を知らせると素直に注文を受け付けてくれた。今度は、何のメールの問い合わせも来ない。問題のSparkFunのキットが回復し、うーむ、はやまったかと思う間もなく品物が届いた。何と発注から4日しか経っていない。今度も記念撮影しておく。エアバックのような包装ラップから部品セットがビニル袋に入って登場した。おや、今度は組み上がっていない部品がアイロンで分割した袋にまとめて入ったキットだ。GM管だけはさらにエアマットにくるまれている。基板の作りは雑である。基板の切断面は手を切りそうな荒っぽい切り方だ。SparkFunに較べると、素人のプリント配線と余り変わらない。これで本当に動くのかちょっと心配だ。DVM(電圧計)ケース完成。LCDドット表示回路にはまる(8/13/2011)CHANEYのガイガーカウンター組み立ては、すこしお預けにしてDVM(電圧計)キットのケースの工作を続ける。秋葉原からさらに部品を調達し、実装に色々工夫する。これはこれで結構夢中になる。仮組み立てをして、待ちきれずに端子経由で高圧を測ってみる。端子の絶縁を確認する目的もある。えー、1495Vもある。いや、間違いなさそうだ。コッククロフト・ウォルトン回路になっているところを測ると、忠実に半分づつ電圧が低下していく。