Dosimètres et Compteurs Geiger Müller soviétiques : reviews, tests et réparations

Salut à tous,

A la base, je voulais poster dans le topic Compteur Geiger sur Leboncoin : Review, Recherches et Risque Radiologique mais finalement, il y a tellement à dire que j'en crée un dédié car, au final, nous verrons que la plupart des Compteurs Geigers/ Dosimètres de cette catégorie (Sosna - Cосна, Bella - Белла , Master - Мастер, par ex) ont quasiment le même fonctionnement, et donc besoin des mêmes compétences et composants pour les remettre en marche.

Voici un Compteur Geiger/Dosimètre trouvé sur Leboncoin le Sosna ANRI-01 - Сосна Анри-01





A voir les photos, il m'a semblé endommagé au niveau de l'écran LCD. C'est en général un point faible des appareils soviétiques. Le descriptif "siffle en continu" laisse supposer que l'appareil est soit HS, soit contaminé.

Mais à 20E, je n'ai pas résisté, surtout qu'il est pourvu de deux tubes Geiger-Müller type SBM-20U; rien que sur ces éléments c'est une bonne affaire.

Cela permettra de faire une review complète et amha intéressante sur ce genre de techno qui reste très rudimentaire.

Après la catastrophe de Tchernobyl, plusieurs compteur Geiger et dosimètres ont été fabriqués et proposés au public; le Sosna ANRI en fait partie, sous plusieurs versions.

J'ai l'impression que mon 01 avec deux tubes est d'une série assez limitée. On trouve en effet beaucoup plus de versions "ANRI-01-02".

Descriptif :


Alors, simple mesure de précaution, mais je recommande de toujours tester ce genre d'appareil avec un autre détecteur de radioactivité, car on ne sait jamais comment il a été utilisé et où il a traîné. Pour rappel, le "Lucky Strike" présenté dans l'autre topic était vendu (sans que l'ancien propriétaire le sache) avec une pastille au radium de plusieurs milliers de Bq.

Ici, check de contamination surfacique avec le tube 18504, capable de détecter alpha, bêta et gamma : négatif.



L'appareil présente plusieurs fonctions (que nous verrons une fois réparé), dont principalement un mode dosimètre (débit de dose) :



Et de détection de contamination, en retirant la plaque arrière, doublée de plomb. Il y a un film plastique qui empêche de contaminer l'intérieur de l'appareil.



On est vraiment dans un contexte post-Tchernobyl....

Désossage

Au démontage, on peut sommairement distinguer deux parties :

1) Les tubes, avec la compensation en énergie, composée de feuilles de plomb.

Les deux tubes SBM20-U (cf post dédié ici : Tubes Geiger-Müller type SBM-20, STS-5 et BOI-33)


Le verso de la plaque epoxy est pourvue d'une feuille de plomb :


Et le boitier contient un blindage latéral, entourant les tubes :


On comprend le poids global du petit appareil à la réception du colis....

Cette compensation permet de calibrer un peu les tubes et éviter une surestimation du risque.
En effet, un tube GM détecte les particules ionisantes sur une large gamme d'énergie, qu'elle aient une énergie de 50 keV ou de 600keV : ça produit une impulsion.

Du coup, si un détecteur s'affole avec une source émettant beaucoup de rayonnements de faible énergie, on va surestimer la conversion en débit de dose, car le tube a été calibré avec des sources gamma d'environ 600keV.
Les feuilles de plomb réduisent donc la détections des rayonnements de faible énergie en faisant écran.

2) La Circuiterie


Alors énorme choc : le fonctionnement général semble quasi-identique au compteur geiger à transistor que j'ai développé dans ce topic :
générateur HT sur base joule-thief (à gauche), et convertisseur dosimètre sur une base de compteur numériques avec base de temps (à droite) :



Ce qui correspond grosso modo à mon montage ici : Un projet de compteur geiger à transistors



Et le compteur numériqueici :Un module pour votre Compteur Geiger : le compteur/dosimètre numérique (sans microcontrôleur & co)



Ce qui est vraiment amusant, c'est que ces deux montages ont été développés de leurs côtés : ANRI post-Tchernobyl en URSS et le mien depuis quelques temps sur Oldu, sans aucun lien à part un cahier des charges qui requiert une énorme rusticité.

Je trouve assez dingue qu'avec cette base on tombe sur une schématique aussi proche.

Quelque part, cela confirme que la techno soviétique est pensée low-tech mais aussi suffisamment rustique pour tenir dans le temps dans des conditions dégradées. De mon côté, cela me simplifiera énormément la compréhension du schéma car il y a pas mal de pièges à bidouiller avec ces circuits.

Je trouve que le montage est très qualitatif, et plutôt bien pensé. Cet appareil est conçu pour accueillir plusieurs tubes geiger (jusqu'à 4) et, justement, ils sont tous découplés. C'est à dire, ils ont tous leur propre résistance de tube et condensateur de découplage :

Ici, la 3e paire est prévue pour brancher un tube GM externe via le connecteur à gauche de l'appareil.

Je trouve cela vraiment rare dans les schéma où des tubes sont mis en parallèle et, amha, c'est ce qui explique la renommée des ANRI et leur rapidité.

Prochain post : analyse du schéma, du fonctionnement et des pannes sur ce genre d'appareil.

Léger HS
Je suis jaloux que tu possède la minifig ingé nuke de Lego (minifigure 8804-13 / Hazmat Guy) comme Seb Billiard http://www.sebastien-billard.fr/tacticool/index.php?post/2019/05/12/Test-detecteur-Rium
Je la croise parfois sur le net, mais à des prix complètement prohibitifs pour une minifig.
Un bon plan à partager ? 

Hello,
je dois avouer que c'est un cadeau d'il y a pas mal de temps. Je ne me suis d'ailleurs pas demandé d'où cela venait; un film Lego ?

Oui, le décontamineur est un des grands maîtres constructeurs qui se battent contre Lord Business dans The Lego Movie / La Grande Aventure Lego
Je vais poursuivre ma quête, tu as eu un joli cadeau 

Salut à tous,

Au niveau du fonctionnement, j'ai séparé les circuits car la HT seule présentait plein de soucis. Plus j'étudiais l'appareil, plus je trouvais de bizarreries.

Il y a ici, au final, à nouveau, encore un sacré pavé car je présente plusieurs aspects de l'électronique et des composants soviétiques. Comme il y a très peu de sources francophones sur le net, j'espère y condenser le plus important. Amha il faut voir ce post comme une petite base de réflexion pour y revenir en cas de besoin si vous tombez sur ces appareils.

Voici donc la partie analyse-diagnostic-réparation du circuit haute tension de ce dosimètre soviétique.

Amha, cela pourrait servir à toute une série d'appareils de cette catégorie car les schémas ont l'air très similaires; par exemple le Bella, et le Master (que j'essaye d'acquérir).

La platine consomme environ 40mA. Cela semble cohérent avec la note 3.10 du manuel, qui parle d'une autonomie de 6h avec une pile 9V :

Время непрерывной работы прибора, ч :  не менее 6

Mais la HT ne dépasse pas 300V avec une charge de 100MΩ, ce qui est loin de pouvoir alimenter les tubes SBM-20, dont le plateau démarre au dessus de 360V.

Rappel pour la mesure d'une haute tension avec un multimètre : Circuits Nomades


Pour rappel, j'ai un rapport 10000 entre la tension en mV affichée et la valeur aux bornes du pont.


Le fonctionnement :


Ici, rien de plus classique, tous mes circuits générateurs de haute tension, ainsi que la plupart du web, utilisent le même principe :
On alimente le primaire d'un transformateur élévateur à l'aide d'un signal oscillant. Aux bornes du secondaire apparaît une haute tension alternative, que l'on peut redresser avec une diode et un condensateur, ou bien utiliser un multiplicateur de tension (plusieurs diodes et condensateurs).

Le but est d'obtenir une tension qui soit dans le plateau des tubes GM. Ici 400V pour les SBM-20. Cf Partie 1 : Les tubes geiger et la radioactivité

Au niveau de la régulation, soit on n'en met pas (comme pas mal de montage du web, en fait), soit on utilise principalement des diodes Zener. J'ai pris pour habitude de réguler en aval, avec plusieurs Zener en série pour atteindre environ 400V. Avec le Sosna, la régulation est faite en amont du pont multiplicateur, directement en sortie du secondaire du transformateur.

Cela demande des composants un peu plus classiques (il est plus facile de réguler à 100V qu'à 400), mais il faudra que je teste de mon côté pour confirmer le bon fonctionnement.


Le schéma du Sosna : (clic droit si besoin pour agrandir)


Il y a quatre grosses parties :
- la Haute Tension en haut à droite.
- la détection, en dessous de la HT.
- une temporisation en bas à droite.
- le comptage et affichage sur toute la page de gauche.

Ce post traite de la première.

A) Les composants soviétiques.

Alors on trouve de tout, mais quasiment aucune page sur le web FR. Je vais tenter de donner les principales caractéristiques pour se débrouiller.

- Les résistances sont marquées en toutes lettres, avec k et M en séparateurs pour, évidemment, kilo (x1000) et Méga (x1000 000).

Exemples :

k390 : 390Ω
18k : 18kΩ
4k7 : 4,7kΩ
5M1 : 5,1MΩ



Et les cas en apparence ambigus :






k10 : 100Ω
M10 : 100kΩ

Elles sont toutes 1/8W (en rouge à gauche), sauf les résistances des tubes GM, qui sont 1/4W (à droite) :



Cf ma petite digression sur les puissances usuelles des résistances occidentales et leur tension Max de travail : Un projet de compteur geiger à transistors

Pour les condensateurs, c'est un peu pareil. Les électrochimiques sont marqués en toutes lettres, ici 5µF. La tension est bien entendu indiquée en Volts avec la lettre B (qui est similaire au V en Russe). Donc kB pour kV.



On retrouve souvent :
мкФ pour microfarad, parfois µF ou juste µ
нФ pour nanofarad, souvent n, ou parfois nF
пФ pour picofarad, souvent rien du tout, et parfois p

Ici, 33nF et 22nF :



Attention, il y a des confusions possibles au premier abord, par exemple on reconnaît la résistance rouge de 5,1MΩ, mais quel est ce composant gris "M47" ?



Une résistance de 470kΩ ? Nop, c'est un condensateur céramique tubulaire. Il est creux :



En fait le M47 ne correspond pas à une valeur, mais au coefficient de température (TKE - температурный коэффициент емкости), que l'on peut rondement ignorer.
La valeur est en fait notée en dessous :


3,3 : pas d'unité, c'est donc 3,3pF, ce qui correspond bien au schéma


Ici, à peu près toutes les irrégularités possibles :






Le plus casse pied, ce sera du côté des Diodes.
Là cela devient un peu nébuleux. En général il faudra tenter de retrouver le schéma de l'appareil car on restera parfois dans la spéculation.

Au niveau de la dénomination : En général, on trouve deux lettres suivies de chiffres.

1ere lettre : la composition avec K A ou G :
K pour silicium (кремний)
G pour Germanium
A pour Gallium

2eme lettre : la fonction avec A D I L S U V

A - Micro onde
D - redresseuse (Д en russe)
I - effet tunnel
L - LED
S - Régulatrice (zener) (C en russe)
U - Triode Thyristor
V - A capacité variable

Donc on repère tout de suite que la KS591A est une Zener au silicium et la KD102A est une redresseuse.
Avec la généralisation du silicium, on peut aussi trouver le K remplacé par un 2 dans les versions modernes. Ce qui donne 2V au lieu de KV.

Enfin, les dénominations plus récentes se présentent plutôt sous la forme Dxxx
De 1 à 100 : germanium à pointe
de 201 à 300 : silicium
de 301 à 400 : germanium à jonction
de 401 à 500 : micro ondes
de 801 à 900 : régulatrices

Après, au niveau des références, c'est un peu tricky à retrouver. Avec de la chance internet fournit toutes les infos.

Néanmoins, les composants semblent tellement standardisés que l'on retrouve régulièrement les mêmes références (un peu comme nos 1n4148 et 1n400x)
:
Référence -  Corps  - Point
KD102A     ---     point vert         
KD102B     ---     point bleu         
2D102A     ---     point jaune         
2D102B     ---     point orange         
KD103A     noir     point bleu         
KD103B     vert     point jaune         
2D103A     ---     point blanc

Pour une correspondance un peu plus exhaustive des points et couleurs que l'on rencontre dans les circuits, voir cette page :
https://radiotex.3dn.ru/load/diody_stabilitrony_tiristory/diody_stabilitrony_tiristory_cvetovaja_markirovka_vyprjamitelnykh_i_impulsnykh_diodov/16-1-0-151

Résumée sur cette image :

Spoiler:

Par exemple,
on retrouve bien les diodes ovales avec un point vert, la "КД102А", référencées sur le schéma, avec une tension Max inverse de 250V.
C'est un peu limite, mais bon...avec les très faibles intensités en jeu...ça pourrait passer.

Pour la diode noire avec un point jaune, cela ressemble fortement à la 2Д102A, qui est une diode plus récente (explique la réparation) et équivalente (250V).
Concernant la diode avec les trois anneaux jaunes, qui dénote avec le reste, cela ressemble à la КД521В, qui est limitée à 50V, donc complètement contre-indiquée ici. En gros, effectivement le montage peut difficilement fonctionner.


Notons la convention soviétique d'indiquer par le point, non pas la cathode comme on a l'habitude, mais l'anode (анода).








Attention donc lors des réparations car on a vite fait de remonter les diodes à l'envers.


A défaut, je conseille l'excellent bouquin "Annuaire des Diodes, thyristors, transistors et microcircuits à usage général de 1994" (СПРАВОЧНИК : Диоды, тиристоры, транзисторы и микросхемы широкого применения - 1994) qui contient la plupart des références utilisées :






B) Analyse de la haute tension :





Bizarrerie n°1 : les modifications du circuit


On remarque vite que le circuit ne ressemble pas exactement au schéma, et qu'il a subi plusieurs modifications. Il manque les deux diodes zener stabilisatrices de la HT, des diodes ont été modifiées, deux condensateurs sont manquants, il y a des shunts et des pistes coupées.....



Le circuit devient gros ceci : pourquoi V10 en série avec V11 ? Mystère...


Avec beaucoup de peine, on peut vaguement espérer à peu près doubler la tension, ce qui sera insuffisant par rapport au design d'origine... à moins que :

Lors de l'alimentation, le montage se met à siffler assez sévèrement.

Sur les montages que j'ai bricolés avec les joule-thief, cela signifie en général que l'on sature le transformateur et.... effectivement, la résistance R18 de 390, limitatrice de courant dans le générateur HT est shuntée.



Un petit coup de tresse à dessouder confirme que la jonction n'est pas d'origine




Alors de ce que je pense, il y a trois hypothèses pour ces modifs :

Hypothèse 1) Il a dû y avoir une panne quelque part sur la partie haute tension : j'ai de grosses présomptions quant au aux condensateurs qui ont claqué.
En effet, ce sont C13 et C14 qui ont été retirées; ils se trouvent en bout de multiplicateur, donc avec la tension Max, d'environ 400V.

Mais si on regarde de plus près le schéma, il semble que le circuit soit monté avec des KM-5.... qui sont des condensateurs de 160V Max.



Ici des KM-5 avec tension de service de 160V.



On est dans les très faibles puissances, mais on titille trop les valeurs limites pour que cela fonctionne correctement sans panne au long terme.
Du coup, le bricoleur a retiré un étage du multiplicateur de tension, en passant de quadrupleur à tripleur/doubleur, et en compensant la baisse de la haute tension en retirant la résistance limitatrice de courant.

Cela expliquerait l'injection du signal oscillant dans l'autre module...

2e hypothèse : les condensateurs de ce type contiennent pas mal de métaux précieux; selon les sources entre 30 et 50g de platine et de palladium par kg. Il y a pas mal d'entreprises qui les rachètent au gramme à prix d'or en Russie. Du coup, au vu de la quantité d'appareils de ce type qui a circulé, je me demande s'ils n'étaient pas tous "modifiés" par défaut afin de récupérer quelques composants par appareil sans que leur fonctionnement en soit "trop" "altéré", quitte à leur réduire un peu l'espérance de vie.
Amha, je penche pour cette hypothèse, la modification me semble assez propre et maîtrisée, plutôt qu'une réparation par simple changement de composant pour une version cheap.

3e Hypothèse, un peu combo : les modifs nécessitent tout de même une bonne compréhension du fonctionnement, et semblent réalisées avec plutôt pas mal de "soins". Il n'est pas impossible que ce soit une modification réalisée directement lors de la fabrication, soit dans une optique d'économiser des composants, ce qui pourrait être crédible à la fin de l'union soviétique, soit en vue de subtiliser quelques composants pour la revente sur le marché noir.

Bref, une histoire dans l'histoire pour un simple appareil, hein

Je m'attendais à une baisse de la haute tension vu qu'elle était moins saturée par suppression du shunt. Mais il n'en est rien, toujours environ 300V.
La bidouille est donc assez dangereuse (en suralimentant le générateur) sans avoir d'effet cohérent.

Bizarrerie n°2 : la diode de roue libre

Il y a un truc vraiment particulier avec ce schéma : il y a une diode de protection sur le primaire du transformateur, V5, que l'on appelle "de roue libre".
Dans un circuit ordinaire, cela se comprend aisément : quand on pilote une charge inductive, on ajoute cette diode afin d'éviter les pics de tension en retour. C'est par exemple une protection que l'on retrouve sur les bobines des relais électromécaniques.

Enfin, c'est une diode que l'on plaçait historiquement dans les montages pilotés par des transistors au germanium, car leur tension maximale Collecteur-émetteur était limitée à quelques dizaines de volts max.

Avec le transistor au silicium du circuit (KT503E, qui tient 100V), aucune raison de la placer. Surtout qu'elle entre en contradiction avec l'ensemble du circuit :

Le joule-thief fonctionne par blocage. Très sommairement, on génère un pic de tension dans le primaire du transformateur par coupure de courant. Ce pic également apparaît au secondaire, sous forme de haute tension. C'est pourquoi avec ce fonctionnement, la haute tension (alternative) au secondaire est toujours un peu plus élevée dans un sens que dans l'autre. Mais ce n'est pas grave, car le montage multiplicateur que l'on y branche récupère les deux composantes pour les additionner (et les multiplier s'il y a d'autres étages).

Avec la diode de roue libre, on se prive de ce pic et donc du pic haute tension au secondaire. En gros, on réduit drastiquement l'efficience du circuit, même si c'est raccord avec les Bizarreries n°3a-b-c.

Test avec la diode de roue libre et le secondaire du transfo branché sur mon pont multiplicateur x6 sur une charge de 100MΩ :


Environ 530V, soit 88V aux bornes du primaire. Sachant que le Sosna a un pont x4 d'origine, ça va être vraiment juste (353V) pour alimenter les tubes geiger (au moins 360V).



Je retire la diode de roue libre du Sosna : bon ben bingo.... 1000V


Cela donne 166V aux bornes du primaire (on retrouve en fait la 2e composante alternative). Donc bonne nouvelle, le circuit oscillant et le transformateur sont nickels.

La consommation diminue pour se stabiliser à 10mA et le sifflement disparaît.
Pour les bricoleurs/réparateurs de Sosna, je conseille de tester la suppression de la diode V5 (ou de la résistance R21, ou les deux, ça revient au même) :




L'ensemble devient plus stable et moins consommateur.


Bizarrerie n°3a : Les diodes Zener - erreur de schéma


Les Zener semblent montée à l’envers sur le schéma. En effet, elles sont dans le sens passant + vers masse.



Ça ne va rien réguler du tout mais shunter les alternances positives.

Amha c'est une coquille du schéma, qui a été corrigé par la suite car on trouve des versions correctes :

$



Bizarrerie n°3b : Les diodes Zener - pas de sens alterné



Les Zener sont montées dans le même sens. Cela signifie qu'une composante alternative en sortie du transfo sera régulée sur la somme des Zener, et que l'autre composante sera dans le sens passant des diodes, donc sera court-circuitée.
C'est en fait raccord avec les autres points, mais le design se prive de la moitié de la haute tension disponible.

Bizarrerie n°3c : Les diodes Zener - valeur totale ?



La somme zener est de 182V (91+91 V) Si on multiplie par 4, on arrive à 728V. Avec un multiplicateur mal conçu (voir plus bas), même avec un x3, cela fait 546V, on est toujours bien au dessus de la zone de sécurité du tube GM.

Hypothèse 1) J'ai remarqué au fil de mes montages que, les diodes Zener ne présentent pas de régulation idéale, on tape souvent bien après le coude.

En effet, les courbes Zener sont données pour un courant de polarisation de plusieurs mA. Or, avec les hautes tensions des circuits GM, on est plutôt dans les µA, voire moins. Donc on entre dans une zone floue où les diodes polarisent à une tension un peu différente, souvent moindre.

On connaît la caractéristique usuelle Zener (image Wikipédia) :


Mais dans la pratique, on est plutôt ici :




Ainsi, si la somme des tensions Zener est théoriquement de 439V (200+200+39) dans mon projet à transistor, mais la tension pratique sera plutôt de 400V, c'est à dire 10% de moins.

J'ai l'impression qu'il s'agit ici du même principe, mais plus marqué avec des composants sans doute moins fiables de l'époque. On pourrait imaginer une perte de plus de 40%, ce qui donne moins de 110V régulés en sortie du transfo, donc aux environs de 400V pour les tubes.


Hypothèse 2) Si on tient compte de l'ensemble des points précédents, alors la réelle volonté du concepteur est de n'utiliser le quadrupleur qu'en tant que doubleur de tension. Cela devient cohérent avec diode de roue libre et le secondaire sur la masse. Mais cela double inutilement le nombre de composants, et expose au problème de la chute des Zener. On aurait 364V théoriques (2x 182V), donc déjà très limites pour le tube, mais dans la pratique, on aura 10% (minimum) en moins, donc on va tourner autour de 325V. La réponse des tubes risque d'être plutôt incohérente et la consommation globale accrue.

Cela explique amha pourquoi elles peuvent être absentes de certains circuits Sosna désossés sur le net, voire de certains appareils qui les ont replacées par des résistances, afin de mettre le circuit HT à charge, quitte à ce qu'il consomme beaucoup plus.


Bon, alors tout n'est pas perdu car il est possible de refaire les choses "proprement" :


- shunter C15 et relier une broche de la haute tension du secondaire de la masse, et à C12/V8 : cela formera un quadrupleur de tension.
- retourner une Zener afin d'avoir une régulation dans les deux sens. On prend comme valeur 110V pour chacune : chaque alternance va voir une zener en sens passant (0,6V) et l'autre en sens Zener (110V). Les deux seront régulées. Avec environ 10% de chute intrinsèque, on peut espérer 4x100V soit 400V. On verra juste en dessous que l'on peut même ne pas mettre de Zener du tout.
- retirer R21 et V5

En gros : recréer ceci :


Premiers tests : on obtient presque 600V sur la prise des tubes GM, pour 9mA de consommation; changements fonctionnels donc, et consommation réduite par rapport au circuit de base (30mA ou plus; je ne connais pas la conso d'un appareil fonctionnel), sans modification importante (on pourrait tout garder d'origine en fait, juste retirer des composants).






Concernant les zener, elles ne servent pas à réguler, mais à écrêter la haute tension. Outre la tension finale qui est un peu aléatoire (vu les courbes Zener...), c'est dommage de faire consommer inutilement le circuit, car il est tout le temps à charge avec ces diodes.

En regardant de plus près, on remarque que R18 limite le courant de la HT. J'ai ajouté en série un potentiomètre de 10k afin d'augmenter artificiellement R18, ce qui diminuera la haute tension.

Attention !
Il s'agit ici d'un ajustement de la HT à charge. Il ne faut pas oublier que le circuit risque de produire un peu plus à vide (les tubes GM ne drainent quasiment pas de courant. Il faut absolument que ce réglage soit réalisé avec le pont diviseur de 100M (cf les topics Geiger pour le fabriquer). Il est possible également de laisser charger "à vide" un condensateur HT de quelques dizaines de nF (attention à la châtaigne) et de mesurer la tension à ses bornes; il fera un peu tampon et donnera une idée de la tension à vide.

J'ai arrêté de diminuer aux alentours 420V en sortie. C'est un peu plus que 400V, mais c'est toujours sur le plateau du Tube Geiger Müller, donc la réponse devrait être similaire.
C'est surtout pour prendre en compte le vieillissement de la pile. La HT produit 420V avec une pile 9V neuve, mais tombera à environ 400V avec une pile de 8,5V. On anticipe la chute de tension tout en restant sur le plateau d'alimentation des tubes GM.



On fait la somme de la résistance de R18 et du potentiomètre, qui donne en gros 2,7kΩ.
Chance, c'est une valeur E12. Si c'était pas tombé juste, on pourrait évidemment en relier deux en série, ou bien carrément remplacer R18 par une petite résistance ajustable.

On reprend la mesure une fois la résistance en place : 417V (la résistance est précise à 5%)



Et consommation tombée à 2,4 mA



Voilà, cinq composants de moins, un recâblage et on divise par 10 la consommation de la HT.

Bientôt la suite !

Merci pour ce fil de discussion très détaillé, qui explore un sujet rare sous nos latitudes !

Connais-tu la date de fabrication de l'appareil ? Normalement c'est indiqué dans son "passeport", voire gravé sur la coque. Si la date est antérieure à 1991/1992, il est possible que certains composants électroniques aient été réquisitionnés par une quelconque autorité soviétoide, afin de les affecter à un autre secteur prioritaire et stratégique, typiquement l'industrie militaire. Ce serait la 4e hypothèse, qui aurait contraint le fabriquant à modifier sur le genou une partie de sa production.

Dans un même ordre d'idée, pendant la guerre froide les batteries des camions soviétiques étaient "réquisitionnables" afin d'alimenter les sous-marins à propulsion diesel-électrique en cas de tension militaire.

Rammstein

Hello,
merci

J'ai un peu creusé, cela devient assez intéressant.

Sur le site http://ic-info.ru, on trouve un document qui mentionne l'usine Ritm, en Biélorussie :

Речицкий опытный завод «Ритм».
Строительство опытного завода «Ритм» начато в 1979 году, предприятие введено в эксплуатацию в 1984 году. Завод создавался в рамках военно-промышленного комплекса СССР и предназначался для изготовления микросборок и другой аналогичной продукции для комплектации средств связи двойного назначения. Из товаров народного потребления в советский период Речицкий опытный завод "Ритм" выступал как один из производителей дозиметра-радиометра АНРИ-01 "Сосна".

Traduction :

Rechitsa experimental plant "Ritm".

The construction of the Ritm pilot plant began in 1979, the enterprise was commissioned in 1984.

The plant was created within the framework of the military-industrial complex of the USSR and was intended for the manufacture of micro-assemblies and other similar products for completing dual-use communications equipment.

From the consumer goods in the Soviet period, the Rechitsa experimental plant "Ritm" acted as one of the manufacturers of the dosimeter-radiometer ANRI-01 "Sosna".

Au passage, le site se trouve à 100km de Tchernobyl (Prypiat vers la gauche, en bas) :



Le complexe fabriquait également les pièces pour le programme spatial Bourane.
https://officelife.media/news/space-plant-in-rechitsa-will-go-under-the-hammer/
https://korolev.by/posts/ritm/

J'ai trouvé sur Youtube un urbexeur parti visiter l'usine; il parle de l'atelier Sosna vers la 8e minute.



Il y a même un passage qui donnera cinq ou six crises cardiaques aux collectionneurs à 9:10. En effet, la partie qui concentre les principales pannes de ces appareils, c'est l'écran LCD.

Ce composant étant une techno un peu balbutiante de leur côté à l'époque, et surtout mal maitrisée du nôtre (le LCD étant piloté en courant alternatif, sinon boum), il est souvent endommagé. J'aborderai bientôt ce point pour savoir si j'aurais également besoin de le changer sur le topic.

L'urbexeur passe à côté d'une boite d'environ 500 pièces.... il y avait quelques milliers d'euros devant lui



Concernant la date de fabrication, l'appareil semble avoir été modifié en 1992 (la date de sortie -дата выпуска- semble effacée/réécrite sur le dos) :



tandis qu'une partie du circuit et le manuel portent la date de 1990.


La carte Haute tension semble porter la date du 21 février 1991.


Sachant que la version 01 (non-02) devrait normalement être antérieure à la version 01-02 sortie en 90.

Ici un 01-02 de 90 :


http://www.leningrad.su/museum/show_big.php?n=58

On pourrait également envisager une sortie simultanée, avec une version "grand public", une "militaire" ou administrative.

Il semble y avoir un mélange de dates. Peut être entre fabrication puis repassage à l'usine pour modification (réquisition)... vu l'historique du site qui fabrique pour les militaires, cela ne paraît pas improbable.

Hello,
suite et fin de l'analyse de la première carte, avec plongée dans les méandres de la doc soviétique




Nous avions vu la partie haute tension en rouge; il reste deux zones, la verte pour la partie sonore et la bleue pour tout ce qui a trait à la base de temps.


L'horloge :

Afin de visualiser les signaux, soit on utilise un oscilloscope, soit on peut construire un circuit très rudimentaire, mais qui permettra malgré tout d'analyser ce circuit.

Commençons par l'oscillo de fortune.

Il est assez limité, mais se bricole très simplement. Il suffit en effet de deux résistances 100kΩ et 10kΩ, ainsi que deux diodes et une prise jack.


Le schéma : la 100kΩ peut être remplacée par une résistance ajustable, qui permet de régler la tension maximale d'entrée; les deux résistances forment un pont diviseur de tension.
Les deux diodes 1n4148 (ou n'importe quelle diode usuelle) écrêtent les tensions >0.7V donc protègent l'entrée son de votre appareil d'enregistrement, souvent limitée à 1V.

Le signal est limité la plupart du temps à environ 40kHz, selon votre carte son.
Il sera très cra-cra sans plus de composants car le pont est un compromis entre le niveau minimal nécessaire pour détecter quelque chose sur l'entrée, et la charge que l'on pompe sur le montage à mesurer.
Cela, et les capacités parasites partout.


J'ai testé avec avec un smartphone et l'entrée audio du PC, c'est à peu près équivalent.
A noter que si vous avez une entrée stéréo, vous pouvez mesurer deux signaux à la fois, tout comme un vrai oscillo.

On trouve bien ce que l'on attend, à peu près un signal carré.
On ajuste la résistance variable 100kΩ façon boucle d'or :

- Réduction trop forte :


- Trop faible :




- Juste ce qu'il faut :



On zoom un peu :


Il est tout déformé car les signaux carrés sont terriblement truffés d'harmoniques. Les fronts font réagir tous les éléments de la ligne, qui ondulent façon RLC.


Avec une entrée stéréo, on peut constater que les signaux sont bien inversés :


On compte les périodes par intervalle de temps, donc environ 10 motifs pour 210ms, ce qui donne une fréquence de 47,6Hz.


Avec un vrai oscilloscope


Le signal est évidemment beaucoup plus "propre", puisque l'impédance d'entrée est de plusieurs MΩ :



On obtient évidemment la même fréquence

Le déphasage est bien d'une demi-période.


Il n'y a pas la même amplitude entre les deux entrées car j'avais trafiqué l'entrée Yde l'oscillo à l'époque, mais les signaux sont bien identiques entre les deux sorties, mais inversés.

Analyse du circuit horloge :

La zone bleue est construite autour d'un circuit intégré très répandu dans les détecteurs de radioactivité et les horloges soviétiques : le К176ИЕ5 (K176IE5).




Quasiment toute la documentation (soviétique et occidentale) indique que c'est un équivalent de notre CD4033E. Cela doit venir du bouquin de références dont je parlais plus haut :




C'est absolument faux. Le 4033 est un compteur qui permet un affichage sur 7 segments, comme le 4026 que j'utilise dans Un module pour votre Compteur Geiger : le compteur/dosimètre numérique (sans microcontrôleur & co)

Le К176ИЕ5 est en fait un diviseur de fréquence somme toute assez évolué...qui n'a pas d'équivalent réel en occident. On l'utilise en tant que générateur de fréquence f0 -principalement avec un quartz, mais aussi souvent via un circuit RC- pouvant monter à environ 1MHz et en tant que diviseur :




Sur la broche (1), on récupère f1, soit f0/512

Si on réinjecte cette fréquence f1 sur la broche 2, on récupère f1/32 (soit f0/16384) en broche 4 et f1/64 (soit f0/32768) en broche 5.

Dans les circuits d'horloge, on utilise un quartz qui produit un signal de 32768Hz. Sur (2), on a donc 64Hz, sur (4) 2Hz et sur (5) 1Hz.

On comprend alors l'intérêt de ce circuit qui "fait tout"; avec très peu de composants,il  produit des impulsions d'une seconde.
C'est pourquoi on retrouvera souvent le К176ИЕ5 dans la plupart des bases de temps soviétiques.

En occident, il faut regarder du côté du CD4060, mais qui ne divise que jusqu'à 2^14, donc ne pourra sortir que 2Hz et il faudra ajouter une bascule supplémentaire.... ou alors simplement modifier R et C (ou le quartz) pour avoir une fréquence initiale deux fois moindre

On pourrait bricoler un truc à base de CD4536 programmable, mais cela devient un peu overkill.
Dans l'extrême limite (genre monde Post apocalyptique), il est possible de remplacer cet irremplaçable circuit intégré par 15 bascules flip-flop, rencontrées dans mon projet de module analogique pour Compteur Geiger ici : Convertisseur impulsion/dose : un vrai compteur Geiger

Dans cet appareil, il y a deux К176ИЕ5 qui se suivent :

a) Le premier, D8 génère une fréquence f0 d'environ 23,9kHz avec le trio R15-R16-C9.
Sur (1), on récupère f0/512, donc environ 47,6Hz (f1)

Je n'ai pas trouvé d'explication très claire dans la doc, mais des expérimentations que j'ai menées, f0 est réglée linéairement par R15/C9 tandis que R16 règle le seuil de déclenchement de la bascule (la tension), donc agit dans une bien moindre mesure sur f0. C'est sans doute pour cela que la fréquence varie un peu avec la tension d'alim du circuit.

Sans toucher R16, la formule donnant f0 est grosso modo A / (R*C) avec A environ 0.4, qui varie avec R16.

Le 2e circuit sert, à partir de f1, de reproduire f1 sur la sortie (11) et l'inverse de f1 sur (12).

On verra sur l'analyse de la seconde carte qu'il s'agit d'un signal de pilotage de l'écran LCD, qui fonctionne en alternatif, avec deux signaux inversés.

Mais f1 est aussi réinjectée dans D8 en (2) pour avoir sur (4) une nouvelle division par 64 (donc 16384 au total). Donc notre 47,6Hz devient un signal d'environ 1,34s (0,74Hz)
Ce signal repart sur le second circuit pour être divisé par 32 (sortie 5). On y trouve donc un signal de 43 secondes (0,023Hz)

C'est la base de temps dont se servira le second circuit pour convertir le nombre d'impulsions en dose, de la même manière que mon circuit Un module pour votre Compteur Geiger : le compteur/dosimètre numérique (sans microcontrôleur & co)


La partie sonore

La dernière partie est construite autour du circuit intégré К176ЛА7 (K176LA7) : c'est un équivalent réel du 4011, une quadruple-porte non-ET (NAND).



On peut également rencontrer son homologue К561ЛА7 (K561LA7) qui est une version plus rapide du circuit. Pour ce circuit, l'un ou l'autre conviennent.

Le brochage est identique au CD4011 :



La table de la porte NON-ET (NAND) est assez simple : la sorte vaut 0 (état "bas") uniquement si les deux entrées sont à 1 (état "haut"), tous les autres cas (bas-bas, bas-haut, haut-bas) produisent une sortie haute.



Dans les détails, j'ai l'impression qu'il y a une différence de date de fabrication, mais aussi de destination, j'ai souvent lu que le К561ЛА7 (équivalent CD4011AE) était plutôt une version "militaire/aérospatiale" et le К176ЛА7 (équivalent CD4011E) une version commerciale.

Tout comme Texas Instrument qui précise sur son site web que le CD4011A serait une version militaire : https://www.ti.com/product/CD4011A

Technology Family CD4000
Supply voltage (Min) 3V
Supply voltage (Max) 12V
Rating Military

C'est à dire, une version "renforcée".

Après, comme vu un peu plus haut, il ne faut pas prendre ces infos pour argent comptant. Le suffixe "A" de la série CD semble indiquer un peu tout et n'importe quoi dans les années 80, avant la sortie de la série B.

En fait, si on revient aux bases, ces CI sont des CMOS, donc très sensibles aux décharges d'électricité statique. Les premières version étaient très fragiles, puis on a ajouté des diodes de protection Schottky à chaque transistor de la puce.

Mon intuition me dit que cette version "A" est tout simplement munie de ces protections, d'où le terme "militarisé". Mais de nos jours, c'est une protection quasi-systématique sur tous les CD4xxx. On peut donc la plupart du temps remplacer les circuits endommagés par des CD4011B usuels, à part dans les hautes fréquences.

Le point le plus important étant que les sources convergent pour indiquer une différence de tension de service Max. Dans le doute, je préconise de ne pas dépasser 12V pour ces circuits.


Ce circuit est astucieusement utilisé de trois manières dans cet appareil avec quatre fonctions au total :

1) Un oscillateur avec les portes 3 et 4 : c'est également une utilisation très courante du CD4011, qui permet de bricoler des alarmes facilement. Cet oscillateur ne fonctionne pas en continu mais est piloté par trois parties :
2) un contrôleur de tension de l'alimentation avec la porte 2
3) déclencheur de bips de fonctionnement du circuit (mise en marche, etc.)
4) déclencheurs bips des tubes GM avec la porte (1)


Pour résumer :




L'oscillateur

Il très simple, avec les portes 3 et 4. La fréquence est réglée par R14 et C8 avec f =1/ (2,2 * R *C). Ici environ 800Hz avec R=120kΩ et C=4700pF.
Ici, quand je réduis le montage au minimum :





Avec deux composants, on a un signal carré sur (11) prêt à attaquer un petit HP piezo ou un transistor.


Sur le Sosna, la sortie (9) alimente directement un piezo, comme ici avec mon CD4011A, qui produit déjà un son fort...pénible.

On remarque que l'entrée (8) est séparée de la (9), qui est à la masse via R13 de 1,8M afin de ne déclencher le signal que lorsque (9) devient haute.

Cela se produit :
- avec les bips de fonctionnement du circuit, qui arrivent via C7
- avec les bips "Geiger", qui attaquent la première porte logique via (1) et (2); les impulsions proviennent non pas directement des tubes, mais du premier diviseur/afficheur de la carte suivante. Il n'y a donc qu'un bip toutes les dix impulsions, ce qui peut être plus confortable à l'usage.... notamment en environnement très irradiant.
- avec le contrôleur de tension.

Ces entrées n'interfèrent pas les unes avec les autres grâce aux diodes V3 et V4.


Le contrôleur de tension de la pile



Il est formé par la zone rouge. En bref, le transistor PNP a sa base rendue conductrice grâce à une zener de 5,6V polarisée via la résistance R9 de 33kΩ; le seuil est ajusté via R10 et R19. Avec 9V, le transistor est conducteur et porte les entrées à "1" sur la porte n°2. Sa sortie est alors "0". Donc le générateur est silencieux.

La tension de la pile va diminuer au fur et à mesure de sa décharge jusqu'à un point où la diode Zener V2 ne sera plus conductrice. La base du PNP est donc portée au potentiel +9V de la pile et le transistor se coupe. Les deux entrées de la porte n°2 sont donc à "0", donc sa sortie est à "1". Cet état fait passer l'entrée 9 de l'oscillateur à "1", ce qui va l'amorcer.

Il y a donc un contrôle continu de la tension de la pile, et avertissement quand elle tombe trop bas. Cette branche consomme environ 0,02mA pour cette fonction, ce qui est dérisoire à l'échelle du montage, et plutôt intelligent.
J'ai testé mon Sosna, il se met à sonner à 6V, ce qui est bien trop bas selon les specs techniques parlent plutôt de 7V.

Amha quelqu'un a bricolé le montage pour diminuer cette tension et éviter que l'appareil sonne rapidement.

En effet, on a vu dans la review sur la haute tension qu'elle était un peu -volontairement par diverses modifs- défaillante et surconsommait. Avec des piles 9V de faible capacité, ou de grosse résistance interne pour les piles de moindre qualité, on a vite fait de faire biper l'appareil.
Cela semble cohérent globalement avec toutes les modifs bizarres que nous avons déjà abordées.

J'ai réajusté le montage pour qu'il avertisse à 7,5V.

Nous sommes arrivés à la fin de l'étude de cette première carte; pour résumer, elle :
- consomme environ 3mA sous 9V (masse sur 12, +9V sur 10)
- génère une haute tension d'environ 400V sur les résistances de tubes. (sur KT1)
- génère trois signaux : deux 47Hz inversés (sur 3 et 4) et un de 43s (sur 2).
- détecte des impulsions (sur 1, 5 et 11), transmises à l'écouteur piezo (sur 9)
- détecte quand la tension d'alimentation tombe en dessous de 7V.

Bientôt la suite avec la seconde carte, qui gère l'affichage.
Au passage, j'ai trouvé un Dosimètre "Master-1" sur la toile et devrait le recevoir d'ici peu. Il y a de fortes chances pour que les circuits aient des similarités

Salut à tous,
juste pour indiquer que le projet suit son cours; je manque juste de temps pour passer du brouillon à la rédaction.... et pour répondre à tous les MPs !

Alors juste vite fait :
- avec la frénésie sur les sites de vente, les compteurs Geiger et les dosimètres s'arrachent à des prix vraiment surévalués sur la toile. J'ai vu passer des appareils plus chers d'occaz que neuf (genre les Radex). Amha, fuir les les bidouilles de quelques cm qui se branchent sur un smartphone. C'est basé sur une diode PIN qui a une surface de détection ridicule.

- si l'appareil est endommagé ou non-fonctionnel mais que vous n'avez pas de compétences particulières en électronique, il faut le considérer avant tout comme un objet de décoration. Par exemple, beaucoup de compteurs soviétiques ont un écran LCD (comme ici) potentiellement HS (qui bave, cassé ou qui n'affiche rien). La réparation est tout sauf évidente. Le remplacement se fait soit avec pièce identique (c'est le même modèle, mais assez rare) soit avec un LCD occidental mais moyennant pas mal de modifs sur le circuit.

- énormément d'appareils de la guerre froide mesurent des débits de dose vraiment énormes, genre pour une unité militaire en intervention post-frappe nuke. Tout ce qui a une échelle en R/h (en gros, 10mSv/h) est à oublier.

Enfin, je viens de recevoir mon dosimètre Master-1 commandé fin janvier....expédié (et fabriqué) à Kiev. En fait, j'ai checké, la plupart des revendeurs sont/étaient en Ukraine.....
Si vous y avez accès, cela me semble un appareil de base très rustique avec peu d'option (une seule en fait : mesurer le débit de dose sur quelques dizaines de secondes) mais amha intéressant pour débuter, avec tube SBM-20U.
Pour point de repère, je l'ai acheté environ 30E.

Review d'ici quelques jours...

Je suis bien content d'avoir acheté mes tubes avant que ça remonte comme en 2011, je me doutais dès novembre qu'il y allait avoir une ruée en cas de guerre comme presque tout est en Ukraine... C'est dommage car cela frustre les vrais passionnés et les gens capables de remettre sur pied les vieux compteurs HS, pour au mieux finir au placard.

Pour un peu tu ne recevais pas ton dosimètre Master-1. Je suppose que vu le bidule et sa taille il n'a pas de compensation en énergie ?

Hello,

Le castor bricoleur a écrit:Je suis bien content d'avoir acheté mes tubes avant que ça remonte comme en 2011, je me doutais dès novembre qu'il y allait avoir une ruée en cas de guerre comme presque tout est en Ukraine... C'est dommage car cela frustre les vrais passionnés et les gens capables de remettre sur pied les vieux compteurs HS, pour au mieux finir au placard.

Yep, surtout que les tubes fenêtrés montrent vraiment tout leur intérêt dans la détection de contamination alpha.
Juste pour illustrer mon propos au dessus, il y a par exemple un CDV715 sur le bon coin à 230E (en fait, c'est "led-promo" qui est derrière un compte non-pro). C'est clairement entre 2x et 5x plus cher que la normale...alors qu'il s'agit d'un modèle à chambre à ionisation qui détecte uniquement les très hauts débits de dose (on est en R/h voire dans la centaine de R/h), rudement inutile. Contrairement à ce qu'il raconte dans l'annonce, ce n'est ni un compteur geiger, ni ne permet de "tester la radioactivité de chez vous". Sauf à mesurer juste au dessus d'un réacteur éventré. Donc le "INDISPENSABLE A L'HEURE ACTUELLE !!" est largement discutable...bref il surf sur la vague de panique.

Pour un peu tu ne recevais pas ton dosimètre Master-1. Je suppose que vu le bidule et sa taille il n'a pas de compensation en énergie ?

Je n'ai pas encore checké l'intérieur mais ai fait quelques tests. Je pense que le tube est compensé en énergie car il réagit assez peu à mes sources de gamma faibles, mais normalement aux sources moyennes-fortes.
A confirmer

Hello,
Petite review rapide du dosimètre Master-1 (Мастер-1).
J'aborderai les détails de fonctionnement après la réparation du Sosna car les circuits sont très similaires.

Amha, je crois que l'on a avec ce dosimètre un bon compromis pour gérer les bases de la radioprotection.

En bref :
- Il s'agit d'un appareil fabriqué sur la fin de l'Union Soviétique, principalement pour un usage domestique post-Tchernobyl.
- assez bon marché (lors de mon achat début 2022); donc en investissant relativement un peu d'argent dans un appareil à usage hypothétique. Je l'ai eu à 30E, actuellement à 45E. Cependant, les fournisseurs sont (étaient) quasiment tous en Ukraine.
- relativement sensible : il est pourvu d'un tube de la série SBM-20, que l'on retrouve dans énormément d'appareils de cette gamme.
- très rustique : il ne permet que de réaliser une mesure de débit de dose et fournit un résultat en µSv/h.

Emballage rustique, mais d'origine


Fourni avec une doc russe (très complète), et une courte traduction anglaise. Le certificat correspond au numéro de série de l'appareil gravé dessus; ce n'est pas du reconditionnement.



Le Master-1 présente un petit écran LCD et un bouton poussoir qui démarre la mesure :



A l'arrière, un bouton ON/OFF :


L'appareil est alimenté en 6V, par 4 piles LR43.


A l'appui, le dosimètre reset sur 0.00 et affiche un "Cч" (comptage / считать) qui clignote pour notifier le comptage en cours.



A la fin, le comptage s'arrête et le débit de dose reste fixe, donnant le résultat.



En fait, ils s'agit à nouveau strictement du même fonctionnement évoqué au dessus : on laisse le compteur défiler durant un laps de temps prédéterminé de quelques dizaines de secondes (cf Un module pour votre Compteur Geiger : le compteur/dosimètre numérique (sans microcontrôleur & co).
C'est également le même fonctionnement que le Sosna plus haut.

Démontage sommaire : il n'y a qu'une vis à l'arrière, cachée par une goutte de cire avec sceau du fabricant.

Il semble y avoir plusieurs versions, dont les premières fabriquées à Vladivostok, et les dernières vers Kiev.

Je m'attendais à recevoir l'appareil décrit sur les autres forums, d'une finition un peu cheap comme ici :


Ma version semble l'une des dernières....le tampon du certificat datant de décembre 1991...

Amha d'excellente qualité, qui n'a rien à voir. On remarquera que toute la disposition des composants à changé (je trouve d'ailleurs des différences avec le schéma).



Les dernières versions semblent plus larges. Pour info, les dimensions du boitier du mien : 142mm x 61mm x 20mm

Le circuit est propre, clair et tropicalisé; c'est à dire recouvert d'une couche de vernis isolant, c'est à dire renforcé et moins sujet aux conditions environnementales. Du coup, à l'ouverture 30 ans plus tard, le circuit est nickel.
Il a beau être (beaucoup) plus rudimentaire (pas de signal sonore), il me semble de meilleure qualité que la plupart des appareils de la même catégorie.

Au niveau du tube, il s'agit d'un SBM20-U comme le Sosna (cf post dédié ici : Tubes Geiger-Müller type SBM-20, STS-5 et BOI-33)

On remarque que le tube est, comme supposé, compensé en énergie via une feuille de blindage. Il est donc relativement calibré et permet de réaliser des mesure de débit de dose un peu plus "propres" qu'un tube à nu.

Nous verrons la circuiterie un peu plus tard, mais on retrouvera en gros exactement les mêmes composants que dans le Sosna.

Le circuit consomme environ 0,05mA juste alimenté et 0,18mA lors d'une mesure. Cela devrait donner au moins 300 heures d'autonomie sur les LR43, ce qui est assez élevé pour ce genre d'appareil sur tube GM. Le revers de la médaille étant que la HT est produite est de très faible impédance. Je mesure à peine 260V avec un pont de 100MΩ, ce qui serait évidemment impossible pour amorcer le tube SBM20 qui démarre à 360V. Amha, toute réparation sur cette partie nécessiterait au moins un pont de 1GΩ.

Review approfondie pour bientôt

Salut à tous,
suite de la réparation de mon Sosna, avec la 2e carte électronique.


Alors comme avec le post sur la première carte "haute tension", il s'agit plus d'un article "base de données" que d'un post à lire du début à la fin. En gros, l'écrasante majorité des compteurs-geiger soviétiques autour de la période de Tchernobyl sont très proches : Bella, Pripyat, Master, Raton 901 (ДБГБ-01 Ратон-901, avec tube ПРГИ-101), etc.
Je n'inclus pas le Belrad-04 (БЕЛРАД-04) car il a bien l'air légèrement différent en façade :


Mais est strictement le même appareil sur lequel on a juste collé une étiquette  




Le Sosna étant parmi les plus évolués, comprendre son fonctionnement vous permettra de comprendre celui des autres.

A garder de côté donc pour une lecture au fond de votre bunker à réparer le dosimètre que votre moitié/stalker aura rapporté de la surface.

Pour ceux qui cherchent les manips de base, allez directement à la petite vidéo en bas qui résume les 4 modes de fonctionnement.
Comme la plupart des Sosna en vente sur le net ont un écran HS, ces modes, dont 2 (le mode T) permettent de tester l'appareil voire de l'utiliser même sans écran LCD.

Je vais ici aborder la logique numérique (portes NAND, XOR), les bascules et leur fonctionnement de base, mais aussi une technique de "dessoudage" de circuit intégré en double-face quand rien n'a fonctionné (pompe, fer, aiguilles, etc), afin de ne pas esquinter le circuit.


Enfin, si vous avez l'occasion d'acquérir le Sosna, il existe en deux versions : à 2 tubes ou à 4 tubes GM, avec des prix un peu délirants.
En fait, le fonctionnement diffère très peu et rien n'explique réellement (à part la méconnaissance des spéculateurs qui racontent n'imp) les écarts de prix entre les deux versions (à tube GM près) et j'explique en fin de post comment passer d'une version à l'autre :

- Soit de la Version 2T à 4T afin d'augmenter un peu la sensibilité en mode T (et multiplier le prix de l'appareil par 5... ayant vu un 4T à plus de 1300$ sur la baie).
- Soit de la Version 4T à 2T afin de récupérer 2 tubes pour un autre usage ou de réparer un 4T avec un tube HS : imaginons un contexte dégradé où les dosimètres seraient nécessaires au quotidien...


Un peu de Documentation

J'ai trouvé au passage un peu plus de doc, dont l'implantation globale des composants. Ici, il s'agit de la version 2T. Pour la 4T, il manque un composant V1 du côté de S2, dont nous parlerons plus bas.



Et que l'on peut trouver sur d'anciens schémas :



On retrouve bien sur la carte de droite la première résistance ajustable contrôlant la fréquence en haut (регулировка частоты)
Et celle du bas, contrôlant le seuil de batterie faible (порога сигнали-зачии разряда батареи)


Enfin, voici schéma de meilleure qualité (clic-droit pour agrandir):


Tout d'abord , concernant la connectique, les deux tubes GM sont alimentés via leur résistance anodique de 5M.
On constate qu'il est prévu une 3e résistance, afin d'alimenter un éventuel tube externe via la prise externe (розетка)

Au niveau du brochage, on remarque que par défaut, 13 et 21 sont reliées, par le shunt en prise externe (Заглушка).

Schématiquement : X 1.2


Physiquement, c'est un genre de cavalier sur la prise. S'il est absent, aucune impulsion des tubes Geiger ne sera détectée.



Cela qui rejoint directement le transistor VT1 KT503E. C'est un NPN usuel, à ceci près qu'il tolère une tension Collecteur-Base de 100V, ce qui est classique avec les circuits manipulant la haute tension.
Mais dans l'absolu, ce n'est pas critique; on peut tout à fait le remplacer par n'importe quel NPN petits signaux standard (type BC547) en cas de panne; le pont diviseur présentant une très forte réduction.



Au niveau des interrupteurs,



S1 et S3 sont des interrupteurs inverseurs
- S1 est le ON/OFF de l'alimentation sur la pile 9V.
- S3 n'est pas indiqué sur les schéma (c'est le МД - T)...et il y a une erreur sur la doc d'implantation des composants, qui mentionne deux fois S1. En fait il s'agit du "S1" de gauche, juste au dessus de R5


S2, S4 et S5 sont des boutons poussoirs

S2 est le bouton de contrôle de fonctionnement du circuit, il nous sera très utile.
S4 est le signal de démarrage "Start" (Пуск)
S5 est le signal d'arrêt "Stop" (стоп)




Analysons les quelques circuits intégrés qui peuplent cette carte :

Fonctionnement du XOR avec le К176ЛП2

Il y a un К176ЛП2 (parfois son équivalent le К561ЛП2) qui est composé de 4 portes Ou-Exclusif (XOR). Son équivalent occidental est le CD4030.

Le brochage est strictement identique, ce qui facilite son remplacement.

La table du XOR est assez simple : la sortie est haute uniquement si les deux entrées on un état différent (0-1 ou 1-0).

Visuellement, avec les Leds rouges indiquant les deux entrées et une Led Verte indiquant la sortie  :


Si on remet tout dans le bon sens :


Fonctionnement du NAND avec le К176ЛА7

Il y a également, à nouveau, une quadruple porte NAND (non-et) К176ЛА7 (K176LA7 - équivalent CD4011), que nous avions déjà vue sur la carte précédente.
La sorte vaut 0 (état "bas") uniquement si les deux entrées sont à 1 (état "haut"), tous les autres cas (bas-bas, bas-haut, haut-bas) produisent une sortie haute.

J'en profite pour donner une version visuelle de cette logique :


Dans le bon sens :




La bascule Flip Flop D : К176ТМ2

Un К176ТМ2 (K176TM2 pour l'indexation sur caractères occidentaux), qui est composé de deux bascules Flip-Flop type D. Son équivalent est le CD4013 (CMOS Dual D-Type Flip-Flop).
C'est un circuit extrêmement pratique et c'est lui qui va gérer l'horloge pour obtenir un dosimètre.

La bascule D (Data) est un circuit assez simple mais qui recèle beaucoup de possibilités.


Sommairement, pour chacune des deux bascules, il y a :

* Une sortie Q et Non-Q (avec un trait suscrit, difficile à mettre avec Forumactif...).
* Quatre entrées : Set, Reset, D (Data) et C (Clock ou Horloge)




Il est intéressant de noter que la plupart des schémas de brochage du K176TM2 sont faux avec les sorties de la 2e bascule inversées.

Ici le schéma usuel :


On se demanderait alors pourquoi le brochage serait strictement identique au CD4013 occidental, mais avec Q2 et Non-Q2 inversées en 12 et 13 :




(ici un CD4013)


Mais il s'agit bien d'une erreur assez répandue, les bouquins de référence placent bien Q2 sur la broche 13, et le К176ТМ2 est bien un équivalent du CD4013.
L'inversion des 2 portes rendra juste l'appareil inopérant, mais sans plus.

Ici dans le "СПРАВОЧНИК" évoqué plus haut :



Et sur le site constructeur, qui propose au passage la table de vérité :





Il y a assez peu de tuto simple sur le fonctionnement de ces bascules, alors on va faire en image.


Fonctionnement d'une bascule Flip Flop D :


Les sorties Q et Non-Q sont strictement opposées, quand Q est à l'état haut (1), Non-Q est bas (0), et inversement. Dans le cas où les deux sorties Q et Non-Q sont dans le même état, c'est soit que :
- le circuit est mort
- on utilise un cas "interdit" où Set et Reset sont à l'état haut en même temps (on verra plus bas)
- on a mal configuré le circuit, de loin le plus fréquent : comme pour tous les CMOS, aucune entrée de doit être flottante (haute ou basse). Si on laisse par exemple Set et Reset à l'air libre, elle vont capter tous les parasites et être à 1 en même temps. Donc : double-vérification du brochage !


L'entrée Set : si Set est à 1, Q est à 1 (et Non-Q est à 0)



L'entrée Reset : si Reset est à 1, Q est à 0 (et Non-Q est à 1)


Attention, il est INTERDIT d'avoir à la fois Set et Reset à 1. En général, on aura soit un mauvais fonctionnement, soit Q et Non-Q à 1.

* Une entrée D (Data)
* Une entrée Horloge (Clock).

La bascule est en fait une cellule mémoire de 1bit, qui va prendre (stocker) l'état de D lorsque l'Horloge passe à l'état Haut.
Quand D est à 1 (la petite LED rouge est allumée), lorsque Clock passe à l'état haut (un clic sur le bouton poussoir qui lance une impulsion positive), alors Q passe à 1
Un reclic ne change rien.





Quand D est à 0 (la petite LED rouge est éteinte), lorsque Clock passe à l'état haut (un clic sur le bouton poussoir qui lance une impulsion positive), alors Q passe à 0 également
Un reclic ne change rien.




La bascule en mode Toggle



On peut ensuite bricoler des trucs avec ce type de bascule D, comme une bascule Toggle, juste en reliant D à Non-Q. A chaque impulsion sur Clock (pression sur le bouton), la sortie Q change d'état. Cela alterne 0-1-0-1-0-1... en gros, on a un télérupteur.

Clic


Clic



Cela s'explique assez simplement : si Q est à 0, Non-Q est à 1, donc D aussi.
Quand on presse Clock (on envoie une impulsion positive), Q va prendre la valeur de D, donc 1. Non-Q va revenir à 0, donc D aussi.
Si on represse Clock, Q va prendre la valeur de D, donc 0. Non-Q va revenir à 1, donc D aussi. On a bouclé.


Si on regarde de plus près, cela forme un diviseur de fréquence par 2, car il faut deux impulsions positives sur Clock en entrée pour en n'avoir qu'une sur la sortie Q.
Les petits malins auront remarqué qu'il s'agit de la version numérique de mon Convertisseur impulsion/dose pour compteur Geiger.


On peut câbler N bascules en série afin d'obtenir un diviseur 2^N.


La bascule dans le contrôle du Sosna

Maintenant, revenons au circuit. Bien qu'il ait l'air plutôt complexe, il est en fait relativement simple si on analyse chaque morceau progressivement.

Notons d'abord l'astuce des bouton-poussoirs en série qui évite d'avoir Set et Reset à 1 par une mauvaise manip : presser sur S5 (Stop) désactive S4 (Start) :



On remarque que :
- D est à la masse, donc chaque impulsion (front montant) sur C vas mettre Q2 (en 13) à 0 et Non-Q2 (12) à 1, cette sortie étant reliée au générateur sonore de la première carte, cela produira un BIP
- Le Reset est amorcé à chaque allumage avec le condensateur C2 et revient à la masse avec R6, Q2 démarre donc à 0 et Non-Q2 à 1, on a un BIP
- Le Set est relié à la masse par R7.

Fonctionnement de base :



Au démarrage :



1) Un appui sur "Start" va donc donner une impulsion sur le Set et faire passe Q2 à 1. On a une courte impulsion transférée à la porte XOR 6.2 via C3. Ses 2 entrées étant brièvement à 1, sa sortie est à 0. La porte 6.3 a une entrée à 1 via R27, l'autre brièvement à 0, sa sortie passe à 1 et revient à 0.




On voit qu'il s'agit de la sortie (6) de la carte...qui est reliée aux Reset de tous les К176ИЕ4 la première bascule du К176ТМ2 et aux deux К176ИЕ5 : on a donc une initialisation de l'afficheur, de la base de temps et du comptage lorsque l'on appuie sur Start.



Lorsque l'appareil est sur T (test), l'entrée (5) de le porte NAND 1.2 est toujours à 0 (la masse), donc peu importe le signal de la base de temps qui arrive sur le point (2) de la carte, la sortie NAND est toujours à 1, donc la 2e porte NAND 1.3 aura ses deux entrés à 1, donc sa sortie à 0. Cette dernière est reliée à "Clock" de la Bascule, donc il n'y aura strictement aucun changement, elle ne change jamais d'état : le mode T est indépendant de la base de temps.




Lorsque l'on est en mode Dosimètre (MD). L'entée (5) de la porte NAND 1.2 est à 1, la 2e entrée est d'abord à 0 puis passe à 1 au bout de 20 secondes* à cause de la base de temps. Sa sortie est donc à 1, puis passe à 0 au bout de 20s; comme elle est reliée aux portes de la NAND 1.3, la sortie sera d'abord de 0, puis passera à 1 au bout de 20s.



La bascule DD2.2 verra donc un front montant sur Clock au bout de 20s. Comme on l'a vu, sa sortie Q2 prendra l'état de D à ce moment là, donc 0 au bout de 20s.
On devine que ce sera la fin du comptage !



* : D'où viennent ces 20 secondes ?
Alors il y a un détail important : comment passe-t-on d'une période de 43 secondes (0,023Hz) à 21,5s, qui est la durée de comptage de l'appareil ?

En fait, c'est assez simple, la période du signal sur (2) est de 43s, donc la demi-période est de 21,5s. L'horloge du circuit démarre par l'alternance "bas" (0), la demi période "haute", donc une impulsion positive lors de la transition bas/haut démarre pile à la moitié de 43s :




Dépannage de mon Sosna


Bon alors plusieurs indices :

- lors de l'allumage, l'affichage sature et bave dans tous les sens : cela peut être dû au LCD ou à une erreur de pilotage.
- la carte consomme entre 15 et 20mA. Cela semble un peu élevé car ces circuits et l’afficheur consomment normalement moins de 1mA chacun.
- Lorsque je teste le signal carré généré sur (3) et (4) le (3) est presque réduit à 0V....hum, pas normal car nous avions vu que 3 et 4 étaient strictement opposés de même valeur absolue.

Enfin, la fonction de contrôle du circuit avec le bouton S2 ne semble pas fonctionner.

Si on analyse le schéma, on voit que lorsque l'on appuie sur S2, l'entrée du compteur n'est plus reliée au transistor qui amplifie les impulsions des tubes GM, mais à la sortie (3) de la première porte du XOR. L'entrée (2) de cette porte est par défaut à la masse, et l'entrée (2) est reliée... au point -3- de la carte, celui sur lequel on injecte le signal de 47Hz.

S2 sert donc à injecter un signal de 47Hz dans le compteur. Ce dernier commence entre par la bascule DD2.1 (voir plus bas) qui attaque le premier afficheur qui pilote le premier chiffre (éteint). On constate que sa sortie (2), qui divise la fréquence par 10, repart sur l'autre carte, sur le circuit qui génère les impulsions.



En mode T, le bouton de Contrôle S2 sert donc à générer des bips, environ 4 par seconde. A priori, si cette fonction est ok, on peut s'attendre à ce que l'ensemble du circuit soit ok.


Mais justement, cela ne fonctionne pas chez moi, je n'ai rien du tout. En remontant le problème, je ne trouve pas de signal sur la porte XOR en 3. Comme tout est interconnecté, il est difficile de savoir qui est fautif. Mais j'ai décidé de retirer ce XOR du circuit pour le tester à part.

Dessouder des circuits intégrés d'une plaque en double-face.

Ici, c'est un double-face, je n'ai as réussi à le dessouder proprement, au fer, à la pompe, à la tresse et aux aiguilles; rien n'a fonctionné.
En fait, rétrospectivement, tous les trous de ce circuit double-face ont des vias (des rivets) qui sont très justes pour la taille des pattes des composants. Les circuits intégrés sont insérés un peu de force. Le contact pré et post-soudage est parfait, mais le dessoudage est quasiment impossible sans détruire la plaque et les pistes car il y a toujours une tension mécanique.

Dans ce cas, on utilise une procédure semi-destructive qui consiste à couper les broche du circuit : ici au cutter :



Cela permet de tester la puce sur ses moignons, et de retirer chaque patte restée sur la carte séparément afin de ne pas l'endommager. Au pire, on pourrait replacer/ressouder la puce après.




Bilan.... une des portes est effectivement complètement HS, la DD6.4, donc sur les entrées 13 et 12 et la sortie 11.
En fait, il y a un semi-court-circuit entre les entrées de la porte et la masse, d'environ 200Ω et un court-circuit entre les deux entrées (17Ω):





Là où on atteint facilement 20MΩ normalement sur les CMOS; ici sur une porte fonctionnelle :




Cela explique pourquoi je ne vois pas de signal arriver sur la porte DD6.1 pour injecter la fréquence de contrôle, car (1) et (13) sont reliées...et donc shuntées à la masse.

Réparation avec un vrai К176ЛП2 : un CD4030 aurait fait l'affaire, mais cela aurait été dommage de ne pas préserver au maximum l'appareil au plus près de son look de base.



Notez au passage la codification des circuits intégrés, dont la 2e ligne est la date de fabrication AA/MM.

Les 4 modes de fonctionnement du Sosna


- MD : on utilise la base de temps pour le Contrôle ou pour mesurer le débit de dose



1) Le Contrôle de l'appareil


On Garde "Control" appuyé et on clique sur Start.
L'appareil devrait s'arrêter tout seul au bout d'une vingtaine de secondes à 1024 avec 2 Tubes GM et 512 avec 4 Tubes.

Alors, pourquoi on tombe sur 1024 ?

La doc et les vidéos sur le net parlent d'un outil de vérification du bon fonctionnement de l'appareil. Effectivement, si on arrive à 1024 (ou 512 en version 4 tubes, voir plus bas), il y a de bonnes chances que l'on soit bien parti. C'est un test préliminaire à demander à un vendeur avant tout achat de son appareil.

Cependant, cela ne teste pas la haute tension, ni la durée réelle du mode dosimètre. La période pourrait taper dans les 30s que l'on pourrait toujours lire 1024, ce qui donnerait des mesures de débit de dose fausses.
Un esprit curieux pourrait également se demander comment on atteint un comptage aussi précis et systématique avec une seule valeur uniquement avec une base de temps analogique (R16-C9)

Alors, on a vu que le signal injecté par Control dans le compteur était pris sur (3) tandis que la base de temps sur (2).

On a vu plus haut que l'on utilisait une demi-période de la base de temps, le front montant de l'horloge arrivant à la moitié.
On va donc obtenir un signal de p Hertz (3) dont on compte chaque front montant sur une durée de la moitié de (2), soit de 1/(p/2048) s, donc 2048/p s donc de 1024/p s







Donc pour un signal de p Hz, on aura p * 1024 / p impulsions, soit 1024

2) Le mode Dosimètre


On appuie sur Start : L'appareil va s'initialiser, compter les impulsions et afficher le débit de dose à l'issue de la vingtaine de seconde.


- T : on teste ou on mesure en monitoring sonore

3) Le test du mode T et du signal sonore

On appuie sur Control : l'afficheur s'incrémente d'environ 43 impulsions chaque seconde et on a environ 4 bips par seconde, sans limite de temps.

4) Monitoring en mode sonore



On appuie sur Start : cela reset l'afficheur à 0000 et l'appareil compte les impulsions des tubes GM en émettant un BIP toutes les 10 impulsions, sans limite de temps. On peut donc monitorer un peu à l'oreille en suivant l'évolution des bips.

Tout ça résumé en une vidéo :


Enfin, niveau consommation, l'ensemble est à 1,8mA sur T et MD avec mesure de bruit de fond. Cela passe transitoirement à 2mA quand il y a un bip. Le mode T+4 bps consomme environ 2mA.
Donc sur une pile 9V avec le réglage fin de la HT (vu en début de topic) on devrait atteindre au moins 300 d'heures d'autonomie en usage continu.

Alors, version avec 2 tubes ou 4 tubes ?

Un œil averti aura remarqué quelques petites incohérences entre le schéma et son appareil. Il mentionne bien deux tubes GM, mais il manque la diode V1 (КД521A) sur le circuit :






Est-ce un n-ième bidouillage ? Vu le passif de la carte "haute tension"....

En fait, non, et nous allons voir que le schéma est commun entre 2T et 4T.

Mais alors, comment se fait-il que les deux appareils puissent donner le même résultat en débit de dose alors qu'ils utilisent la même base de temps d'environ 20 secondes ?
Les 4 tubes devraient donner le double d'impulsion !
Seconde question : pourquoi le test des "1024" donne 512 avec le 4T ?

En fait, c'est justement le rôle de V1 - КД521A, qui est une diode rapide de petits signaux (temps de recouvrement de 4 ns). Elle est absente sur les appareils 2T et présente sur les 4T, comme ici :



C'est un peu bordélique car le schéma avec 2 tubes (cf en début de post) comporte une erreur : la diode ne doit évidemment pas être montée !

On retrouve cette diode également avec certains schémas avec 4 tubes, comme ici (clic-droit pour agrandir)



Je n'ai pas encore épluché tout le manuel, il est possible que ce soit un raccourci du fabricant afin de ne conserver qu'un seul schéma combinant les deux versions.... quitte à ce que les bidouilleurs soient complètement perdus 30 ans plus tard.

Alors, fixons les choses une fois pour toutes :

Avec deux tubes, il n'y a pas de diode V1, le schéma est alors :


On reconnaît notre bascule D2.1, configurée Toggle (D reliée à Non-Q1). Mais on remarque qu'il y a R1, reliant Non-Q1 à Set puis C1, qui shunte Set à la masse.

Ce qu'il se produit :
Lorsque l'on allume le circuit le circuit, l'une des deux portes Q1 ou Non-Q1 est 1.
a) Si c'est Q1, Non-Q1 est à 0, D et Set sont à 0 : rien ne se passe
b) Si c'est Non-Q1, D est mise à 1, R1 envoie cette impulsion sur Set. Cependant, C1 est déchargé, donc l'impulsion n'arrive pas tout de suite, le temps de charger C1. Quand ce condensateur atteint la valeur seuil de déclenchement de Set, on a une impulsion positive sur Set, donc le circuit bascule avec Q1 positive. On revient à a)


On comprend donc que, peu importe comment on démarre ou lors du reset de DD2.1, on revient toujours à l'état Q1=1 , Non-Q1=0
En fait, on vient juste de créer une bascule Toggle "One-shot", c'est à dire un monostable, qui reste dans un état fixé indéfiniment et qui ne le quitte que transitoirement.

La durée de cette transition est réglée uniquement par R1 et C1. La durée est grosso modo de RC secondes. Avec 16pF et 470k, on tourne autour de quelques µs.

Ici, il y a deux fonctions :
a) Normaliser l'impulsion provenant des tubes Geiger-Müller sur une durée fixe : une impulsion en entrée = une impulsion en sortie.
b) Adapter le circuit à l'appareil avec 4 Tubes GM moyennant très peu de modifications du circuit.

Avec 4 tubes, cette diode est bien présente.

Le schéma est donc :


La diode V1 est reliée à R4 et va suivre deux comportements :

a) Si on est en mode T (donc comptage brut, sans durée), la cathode est fixée au 9V. Elle est donc en sens bloquant : elle ne joue aucun rôle.

b) Si on est en mode MD (en mode dosimètre), sa cathode est à la masse, elle est donc en sens passant en permanence. L'impulsion positive de R4 est donc drainée à la masse : C1 ne se charge jamais et Set est donc toujours à l'état bas (moins de 1V, la tension seuil de la diode).
Dans ce cas on retrouve exactement la bascule Toggle, c'est à dire un bistable vu plus haut : on a donc 2 impulsions en entrée = 1 impulsion en sortie.



On comprend ici pourquoi l'appareil avec 2 tubes produit 1024 et l'appareil avec 4 tubes produit 512 : la diode transforme la bascule monostable en diviseur par 2 ! On divisera donc les 1024 impulsions par 2 pour obtenir 512.


Du coup, cela donne une information importante à ceux qui souhaitent acquérir cet appareil en hésitant entre 2 ou 4 tubes (vu la différence de prix...) :


- la seule différence entre les deux (outre 2 tubes de plus) est la présence de V1. Ici, j'ai ajouté une simple 1n4148, j'ai converti le calculateur de l'appareil 2T en 4T :


Il ne resterait plus qu'à ajouter deux tubes GM et connecter tout ça pour avoir un 4T. Coût de la modif : environ 2x20E (prix des tubes SBM-20 selon le marché)

- En mode T, l'appareil avec 4 tubes sera effectivement deux fois plus sensible, comptant les coups sur 4 tubes.
- En mode dosimètre MD, la moitié des impulsions des 4 tubes est perdue par le toggle. On peut considérer que cela réalise une moyenne, la mesure sera un peu plus fine, mais le circuit 2T devrait donner à peu près la même mesure que 4T, avec un taux d'incertitude un peu plus élevé. Il faudrait -en gros- réaliser la moyenne de deux mesures d'affilée avec un 2T pour obtenir une précision similaire au 4T.


Réciproquement, si on a un 4T, on peut retirer 2 tubes GM et V1 pour avoir un appareil 2T et la capacité de fabriquer un autre circuit avec les 2 tubes récupérés.
Cela permet également de réparer un 4T dans le cas où l'un des tubes GM serait endommagé. Étant l'une des parties les plus fragiles, ils peuvent se mettre en court-circuit, le rendant inopérant. Là il suffirait de retirer celui cassé, et un second.

Prochain post, la réparation de l'affichage !

Salut à tous,
suite et fin de la réparation du Sosna

On va aborder l'affichage de l’appareil qui, en fait, doit représenter l'écrasante majorité des pannes des compteurs Geiger-Müller/Dosimètres soviétiques.
Cependant, la normalisation étant extrême, on retrouvera quasiment systématiquement les mêmes composants. Donc la réparation sera en fait relativement "facile".

J'invite les intéressés à jeter un oeil sur le post L'électronique pour les KIDS où cela parle du CD4026, qui a un fonctionnement très proche des circuits intégrés que nous aborderons ici, mais aussi des segments, des afficheurs, des cathodes/anodes communes, etc.



Le К176ИЕ4



Alors pour la partie affichage du Sosna, il nous reste à voir les quatre К176ИЕ4 (K176IE4).

Chacun pilote un chiffre de l'afficheur. La plupart des bouquins considèrent que son équivalemment occidental est le CD4026.

C'est "à peu près" correct, mais il y a pas mal de nuances.

- Le brochage est différent :


- Le circuit soviétique propose en fait une option très intéressante, qui n'existe pas dans son équivalent CD4026 : on peut choisir le mode de pilotage de la sortie entre anode ou cathode commune (Общий Анод / Катод) via la pin 6 (appelée S ou G).

Le 4026 est à cathode commune, ce qui le limite aux afficheurs LED.
Le K176IE4 pilote les deux, à cathode commune quand on applique Vcc et à anode commune quand on y applique la masse.

Si on applique un signal rectangulaire symétrique et carré (ce que la première carte génère en 3 et 4), alors on peut également piloter un afficheur à cristaux liquides (LCD), qui nécessite d'être alimenté en courant alternatif.

En gros, si on remplace un K176IE4 par un 4026, on risque de détruire l'afficheur LCD.

La tension d'alim varie selon la technote entre 5 et 9V. En réalité, on peut le faire fonctionner dès 3V, comme la plupart de ces CI.
Il consomme moins de 1mA et peut monter à 1MHz.

Ici un circuit compteur d'impulsion avec affichage typique sur écran LCD alternatif, donc signal carré injecté sur le (6) de chaque circuit d'affichage.





Les écrans LCD
Il est assez rare de trouver des appareils où l'afficheur LCD est piloté directement par quelques circuits intégrés rudimentaires. Cela me semble d'autant plus vrai à notre époque où l'on greffe systématiquement de l'Ardui-truc à tout bout de champ.... chercher "piloter écran LCD" renverra systématiquement vers des trucs évolués.

Si on revient au niveau du composant, les écrans à cristaux liquides ont une spécificité technique très importante, mais très souvent oubliée : ils sont pilotés en courant alternatif !
Ceci afin d'éviter deux problèmes :
- la dégradation des cristaux liquides; certains perdant leurs propriétés au bout de quelques secondes de courant continu.
- la dégradation des électrodes métalliques, vu que l'on crée en fait de l'électroplaquage : deux électrodes + un conducteur = l'une des deux va être rongée.

Le second cas me semble être celui touchant les écrans soviétiques. L'une des électrodes est passée en solution et fait migrer le mélange lors de l'alimentation : ça fait baver les chiffres.

Il est donc vital de piloter les segments avec un courant alternatif, même les écrans modernes. Mon Sosna ayant ce signal complètement coupé, l'écran était en courant continu, et a sans doute été rapidement endommagé.
En donnée technique, l'écran nécessite un signal alternatif entre 30Hz et 3kHZ : on est donc dans les clous avec 47Hz sur le Sosna.

J'ai procédé à son remplacement.





L'écran ИЖЦ5-4/8


Alors fort heureusement, il y a relativement peu d'afficheur LCD différents dans les circuits soviétiques de cette catégorie. Mieux : leur brochage sera quasiment toujours le même et calqué sur le ИЖЦ5-4/8 (IZhTs5-4/8, avec 4 Chiffres et 8 Segments).

La plupart des Sosna ont été fabriqués avec un LCD avec un connecteur élastomère type "zèbre" ИЖКЦ1-4/8 (IZHKTs1-4/8).




C'est "moderne" et sans doute beaucoup plus simple à assembler, mais niveau contact, c'est pas terrible surtout avec le temps et l'oxydation.
Perso, j'ai opté pour un remplacement avec le modèle classique soviétique ИЖЦ5-4/8 avec pattes à souder. C'est un peu plus encombrant, mais il n'y a plus de faux-contact.

La contrepartie, évidemment, est d'être extrêmement précautionneux lors de la manipulation et la soudure de chaque patte.

A noter que le modèle "avec pattes" est souvent proposé en deux versions :

ИЖКЦ1-4/8 (IZHKTs1-4/8). : pattes pliées vers le bas... et avec le même nom que l'écran sans pattes (hum, un peu brouillon comme nomenclature...).
ИЖКЦ5-4/8 (IZHKTs5-4/8) avec pattes sur les bords, ceux que j'ai sous la main : il faudra juste plier toutes les pattes, une à une pour éviter toute tension sur les lamelles de verre :



Ici on peut deviner par transparence le sens avec les points.




Brochage :




Datasheet (j'ai pas trouvé mieux)








Si on n'a pas ces écrans sous la main, il est possible de réparer l'appareil avec des version proches usuelles, comme l'EDC190 ou le FP1125. Il nécessiteront cependant de bidouiller avec un rebrochage; leur disposition n'étant pas équivalente.

A la limite, il est tout à fait possible de le remplacer par des afficheurs LED sans aucune modif. La consommation du SOsna sera cependant un peu plus élevée à hauteur d'environ 20mA.


Réparation de l'écran

Petite amélioration préalable :


S'il y a une panne quelconque sur l'appareil au niveau du signal alternatif de contrôle, l'afficheur rapidement se détériorer; c'est ce qui a dû se produire sur celui-ci.
Par ailleurs, je trouve que l'afficheur se mange un courant un peu élevé en sortie directe de К176ИЕ4. Plusieurs appareils en vente semblent présenter un souci sur le LCD. Cela peut être dû au vieillissement du composant, mais peut être à un courant d'utilisation trop élevé.

Dans le doute, et comme les LCD ne consomment rien, j'ai décidé d'ajouter en série une résistance 100kΩ sur l'électrode commune (1 et 34). Comme je n'avais plus de modèle soviétique, j'ai utilisé une CMS qui sera cachée par l'écran, afin de préserver l'aspect général de l'appareil, tout en le protégeant au long terme



Étamage des électrodes avant soudage :



Je conseille de commencer par souder la rangée du bas, puis de contrôler brièvement le fonctionnement : Les points doivent évidemment se trouver en bas; ici l'une des pattes était effectivement mal soudée :



On vérifie et on corrige : nickel !



Puis on soude celles du haut....Premier test.....



Test des 1024...



Au remontage, j'en ai profité pour refaire tout le câblage sur du fil à wrapper.







Premier test !
On est en mR/h donc pour passer aux µSv/h, on doit multiplier par 10.
Ici 0,17µSv/h donc 170nSv/h

Vu que les tubes sont compensés en énergie, les mesures sont particulièrement homogènes de l'une à l'autre :



Petit détail d'utilisation, sans doute destiné à l'environnement bruyant ou lorsque l'utilisateur est en combi, ou pour toute personne malentendante : Lorsque le comptage est actif, il y a plusieurs points affichés. Lorsqu'il est terminé, il n'y en a plus qu'un seul.





Digression quant à la panne du LM2 : un petit souci de conception.


Je m'étais demandé comment la puce XOR avait été endommagée, au point de rendre l'appareil inopérant : destruction lors de la modification/réparation ?
Mais en fait, c'est devenu beaucoup plus clair lors du remontage avec la prise externe.

Si on zyeute le schéma, on remarque :
- évidemment la sortie haute tension (19) pour alimenter un tube externe.
- l'entrée de comptage (13)
- la sortie des tubes internes (21)
- une masse (14)

Donc tout est normal, la prise (le capuchon) X1.2 qui permet évidemment de coupler les tubes à la carte en reliant 13 à 21. S'il manque, l'appareil ne fonctionne pas, et l'utilisateur risque de tester au pif.




Mais on constate également la présence de la prise 22 !
Tiens tiens tiens, exactement la porte qui a cramé sur la carte de comptage :



A mon avis, cela permet de mesurer, et donc d'ajuster la fréquence de l'oscillateur/base de temps une fois tout assemblé, via la résistance ajustable (cf la photo juste avant "premier test").
C'est une commodité de fabrication.
Mais pour l'utilisateur qui n'a strictement aucune idée du fonctionnement de la prise externe, c'est hyper dangereux (pour l'appareil) car il y a côte à côte les entrés XOR, et la haute tension de 400V.
Un mauvais branchement, un test infructueux, et boum !

J'ai donc retiré la jonction 22 sur la prise externe afin d'éviter toute mauvaise manip future.

Nous arrivons à la fin des réparations de cet appareil quelques mois plus tard.
Pour résumer, il y avait :
- des problèmes sur la haute tension, avec des modifications hétéroclites voire des composants manquants : réparable moyennant quelques bricoles.
- un circuit intégré HS : j'ai remplacé à l'identique, mais un CD4013 aurait fait l'affaire
- un écran HS : on va dire "utilisable mais pénible à l'usage". Idem j'avais des modèles similaires de côté, mais il aurait été possible de le remplacer par une version occidentale à quelques euros, moyennant un recâblage. Au pire, des afficheurs à LED auraient fait l'affaire.

Cout total : quelques euros (on va dire 15E si j'avais dû commander les pièces vintage de remplacement), mais évidemment des heures de patience

Je vais voir prochainement pour bricoler un truc qui apparemment n'a jamais été proposé avec le Sosna : une vraie Sonde Externe sur la prise DIN.

Bons bidouillages à tous !

Petite vidéo sur l'utilisation des compteurs Geiger/dosimètres/radiamètres sur le terrain.

Pour avoir fait quelques vidéos de réparation sur YouTube, je comprends tout à fait la difficulté. Je n'ai pas encore passé le cap où je suis à l'aise et je tombe souvent à côté de ce que je souhaite exprimer. D'autant plus, merci pour cette vidéo

Merci !
Oui, à la base je souhaitais faire quelques tests comparatif de sources et mesurer quelques morceaux de trottoir façon CRIIRAD en off comme d'hab.
Puis je me suis dit "pourquoi pas faire un truc un peu tout en un", donc foncièrement improvisé, mais qui synthétise la plupart des éléments d'une prise de mesure (vu qu'on me le demande assez régulièrement ces derniers temps).
Je tenterai un truc un peu plus construit pour la prochaine

Salut à tous,
Petite vidéo pour vous présenter le Quartex RD8901, prédécesseur des Radex de chez Quarta, du milieu des années 90.
Nous verrons les différentes versions, leur conception, la prise en main, une partie désossage et quelques conseils pratique d'utilisation qui pourront également s'appliquer aux Radex.

Je vous laisse découvrir à quel prix je l'ai trouvé et, en bonus, deviner ce que pourrait bien être cette poudre radioactive qui était livrée avec

Je suppose qu'il ne suffit pas pour obtenir une compensation en énergie d'entourer un tube de ruban adhésif alu pour tuyau de ventilation, ce serait trop facile

Un avantage que je vois à l'utilisation d'un ILS pour la mise en route est sa résistance à l'humidité et à l'oxydation, levant tout doute possible sur son bon contact après un stockage prolongé. Juste à mettre une pile et c'est parti.

Hello,
pour la compensation, tu peux utiliser une feuille d'aluminium, mais la feuille de plomb est vraiment préférable car tu auras besoin d'une sacrée couche pour obtenir la même atténuation. C'est les coefficients d'atténuation linéique et massique, qui donnent la couche de demi-atténuation par énergie de photon; en général, on y trouve un facteur 10 entre les deux épaisseurs...
Et après, il faudrait recalibrer l'appareil.


Si on ouvre un Radex 1503, on remarquera d'ailleurs quasiment la même disposition de l'ensemble; on est juste passé aux CMS.


Je trouve vraiment étonnant qu'absolument tous les appareils de Quarta à tubes sont conçus sans compensation. Même les appareils qui ont 30 ans l'ont (Sosna, Master, etc).
Ces appareils sont cités comme des références, alors qu'absolument toutes leurs valeurs en µSv/h sont fausses, jusqu'à potentiellement un ordre de grandeur comme je l'explique dans la vidéo.... à moins de tomber sur une source pure de césium 137...

Un avantage que je vois à l'utilisation d'un ILS pour la mise en route est sa résistance à l'humidité et à l'oxydation, levant tout doute possible sur son bon contact après un stockage prolongé. Juste à mettre une pile et c'est parti.

Oui, c'est une bonne hypothèse; si on voit le circuit comme un élément qui ne doit avoir strictement aucune partie mécanique, alors cela remplit le cahier des charges. Ce qui est curieux, c'est que tout cela a été abandonné pour les Radex qui ont suivi. Peut être une histoire de coût...
Mais je trouve qu'effectivement Quarta aurait pu aller plus loin en scellant carrément le circuit pour le rendre complètement étanche.

Salut à tous,
petite manip pour transformer un Sosna 2 tubes en 4 Tubes.

Nous avions vu au post du dessus que cela permettait de doubler le nombre de détections en mode T (libre, sans durée), ce qui peut être pratique au niveau du monitoring sur le terrain, mais que cela ne changeait fondamentalement pas la mesure en mode Radiamètre (débit de dose µSv/h ou mRem/h).
En effet, la bascule toggle réalise -dans ce mode- une division par deux du comptage des quatre tubes, ce qui revient un peu à une mesure sur deux tubes.


Alors quel serait l'intérêt ?

En fait, cette division par deux réalise une moyenne. Avoir un compteur 4T est quasiment équivalemment à réaliser la moyenne de deux mesures 2T d'affilée (en fait c'est plus fin ce serait 2 mesures en simultané plutôt qu'en décalé).

On sait que la répétition des mesures permet d'éviter de se retrouver dans les cas anecdotiques (on détecte trop peu ou trop) pour se rapprocher du débit de dose ambiant. En fait, on réduit l'intervalle où se trouvent les mesures (on le réduit théoriquement d'un facteur 1,414, soit 30%)
Si on en sort, on suspecte alors une anomalie.

Dans la pratique, cela permet donc d'obtenir ce résultat deux fois plus vite (22 secondes au lieu de 44). Dans un contexte réel d'utilisation et de nécessité de ce matériel, épargner plusieurs dizaines de secondes, voire plusieurs minutes si on doit réaliser des mesures à répétition dans un environnement contaminé, peut représenter un atout de radioprotection, donc sanitaire, majeur.

Dans l'optique de ce forum, il me semble intéressant d'aborder cette modification, qui peut s'adapter en fait à n'importe quel compteur geiger/dosimètre moyennant l'ajout du diviseur.


Pour les bases, avec les moyennes, écart-types, etc, je renvoie vers l'article : Application Geiger Bot, compteur Geiger, mesure de sources, de bruit de fond et autres stats.

Pour résumer, l'écart-type σ donne une idée de la dispersion des valeurs d'une série autour de sa moyenne. Si on répète des dizaines/centaines/milliers de mesures avec notre Sosna, on remarquera que les valeurs vont se masser autour d'une moyenne (loi de poisson) et que :
67% des valeurs seront dans l'intervalle Moyenne +/- σ
95% des valeurs seront dans l'intervalle Moyenne +/- 2σ
99,7% des valeurs seront dans l'intervalle Moyenne +/- 3σ

Donc, plus σ est petit, plus les valeurs sont proches de la moyenne (il y a moins de dispersion). Donc on obtient une mesure plus fiable rapidement.

Voir la vidéo sur le Sosna également, qui aborde ce point ici 15:56 (Les intervalles de confiance 68, 95 et 99%).

Mesure avec 2 Tubes
Exemple ici où j'ai réalisé 200 mesures : on obtient des débits entre 70 et 280 nSv/h Donc dans les valeurs extrêmes, on peut avoir du simple au quadruple. Si l'on n'est pas rigoureux, en cas de mesure qui tombe dans les extrêmes, on conclut à un faible débit ambiant, ou alors à une bonne anomalie. Mais dans les deux cas, on serait dans l'erreur car il s'agit ici de fluctuations normales.

Les 200 mesures donnent en fait une moyenne de 160 nSv/h (ici les axes sont en dizaines de nSv/h, pour faciliter les relevés)

On voit en bleu la dispersion autour de la moyenne. Des mesures de terrain donneront statistiquement le même résultat. On voit que cela fluctue pas mal.


Moyenne glissante de 2 Mesures
En jaune, une moyenne glissante (moyenne de deux mesures consécutives). On remarque tout de suite que l'on gomme déjà un peu les valeurs extrêmes : le minimum passe à 85 et le max à 240 nSvh, toujours avec une moyenne de 160nSv/h : on a moins de dispersion, on passe du simple au triple.

Cette illustration est résumée par l'écart-type, qui est de 4,14 pour la mesure à 2 Tubes (on retrouve presque l'écart-type comme la racine carrée de la moyenne) et de 2,96 avec la moyenne glissante.





Moyenne de 2 Mesures (2 à 2).

Maintenant, en mode Sosna 4T, j'ai réalisé des moyennes 2 à 2 des 200 mesures, j'en ai donc 100 au total :




On a à peu près le même résultat;
Minimum de 90 nSv/h et maximum de 240 nSv/h et écart-type de 2,94

Donc si on n'a que le Sosna 2T sous la main, réaliser la moyenne de deux mesures d'affilée devrait à peu près correspondre à un 4T.

C'est juste plus long (double mesure) et gomme les fluctuations locales : il faut strictement réaliser les deux mesures au même endroit avec le minimum de variations (air, humidité, etc) sans quoi on perdrait une élévation locale de radioactivité.

Si on applique un process itératif, on voit que l'on va tendre vers la moyenne générale (moyenne de moyenne de moyenne, etc.) donc ici 16, le bruit de fond, avec un écart-type qui va se réduire à chaque itération. C'est normal, car l'écart-type est égal à la racine carrée de la variance, qui donne une idée de la dispersion des valeurs : plus on réalise de moyenne, plus les valeurs vont se rapprocher de la moyenne.


Pour ceux qui affectionnent la théorie, cela se montre assez simplement avec la stabilité de la loi par la moyenne (en fait on passe par la somme, puis par le facteur multiplicatif 1/2).
Pour résumer : quand on fait la moyenne 2 à 2, le nouvel écart-type σm vaut σ/√2 (on divise par environ 1.414)
Si on réalise à nouveau une moyenne des mesures donc, 4 mesures sur un Sosna 2T ou 2 mesures sur un Sosna 4T, on divise l'écart-type par 2 (car /√2 puis encore par /√2). Avec une moyenne de 16 et un écart-type initial de 4, il passe à 2.
Cela signifie que 95% des mesures seront dans 16 +/- 4 (deux fois σ).

J'ai deux tubes supplémentaires SBM-20, qui sont des équivalents stricts du SBM-20U dont mon Sosna est pourvu. Je vais juste ajouter les résistances et condo HT de découplage, afin d'avoir un montage identique au 4T. Il ne faut surtout pas coupler deux tubes sur la même résistance anodique car avec certains appareils, comme le Pripyat :


Car on perdrait énormément de sensibilité (et de précision) : lorsqu'un tube décharge, l'autre n'est plus opérationnel. Chaque tube doit avoir sa propre résistance anodique.

La modification du circuit :
J'ai voulu une modification entièrement réversible (d'où le rendu final...). Il n'y a pas de perçage ni de changement du circuit de base, juste deux tubes qui viennent se greffer dessus.
Ces derniers sont plaqués avec le boitier, ils ne bougent plus, mais sont cependant maintenus avec un point de colle au cas où.

Comme avec tous les tubes SBM-20 j'ai utilisé des connecteurs de fusibles et soudé dessus les résistances anodiques (2.4M+2.7M en série donc 5.1M), isolées à la gaine thermo.



Rendu final : si je reste dessus, j'envisagerai peut être une modif permanente du circuit pour la rendre invisible.




La diode V1 : j'ai soudé une 1n4148 sur l'emplacement précisé plus haut, afin d'obtenir le diviseur toggle.


Vérification
On vérifie le bon fonctionnement de la modif : le Sosna 2 tubes compte 1024 impulsions lorsque l'on injecte le signal de l'oscillateur (Bouton "Control") lors d'une mesure en mode radiamètre, et 512 avec un Sosna 4 tubes :


Mesures en mode 4 tubes :


J'ai commencé par comparer en mode comptage libre sans blindage, afin de voir si les 4 tubes étaient fonctionnels et calculer les coups par minutes moyens.
On voit, bien que les mesures aient été réalisées avec une journée d'écart (donc potentiellement sujettes à des variations locales de débit), que les tubes présentent bien environ 19 CPM, que ce soit dans la version avec 2 tubes que 4 tubes :



J'ai réalisé 100 mesures consécutives de débit de dose (mode Md avec blindage), qui ont confirmé non seulement le bon fonctionnement de l'appareil, mais aussi sa bien plus grande précision.

Peut être un aléa de ce jour-ci à confirmer, mais l'écart-type a en fait été quasiment divisé par 2 alors que je m'attendais à une division par 1.414. Amha, c'est un effet de la compensation en énergie, qui a une tendance à lisser un peu plus les mesures.
Du coup, les valeurs sont beaucoup plus massées autour de la moyenne, d'environ 16CPM pour ce batch :



On a très peu de valeurs extrêmes, avec un minimum à 11 (8 en 2T et 9 en 2T-Moyenne) et un Maximum à 22 (28 en 2T et 24 en 2T-M)


Les intervalles de confiance sont également largement réduits  : Pour avoir l'intervalle 99.7% des mesures, on passe de :
[3,5   ; 28,5] pour le Sosna 2 Tubes à
[6,6   ; 25,4] pour le Sosna 2 Tubes avec moyenne de deux mesures à
[9,7   ; 22,8] pour le Sosna 4 Tubes





En gros, sur le terrain on obtient des valeurs beaucoup plus fiables avec les 4 tubes. La réputation de cette version est donc méritée, mais son prix moins. Ici vous avez de quoi passer d'une version à l'autre moyennant 50€ avec deux tubes SBM20 achetés au prix fort du moment.

Bons bidouillages à tous !

Hello,

tarsonis a écrit:Salut à tous,
Petite vidéo pour vous présenter le Quartex RD8901, prédécesseur des Radex de chez Quarta, du milieu des années 90.
Nous verrons les différentes versions, leur conception, la prise en main, une partie désossage et quelques conseils pratique d'utilisation qui pourront également s'appliquer aux Radex.

Je vous laisse découvrir à quel prix je l'ai trouvé et, en bonus, deviner ce que pourrait bien être cette poudre radioactive qui était livrée avec

Concernant le Quartex RD8901, il fait une courte apparition dans le dernier opus d'Arte "Faire l'histoire" : L'âge nucléaire, l'espérance et la terreur.

Ce nouveau rendez-vous d'histoire proposé par Patrick Boucheron aborde l'histoire par le prisme des objets.  Chaque semaine, des historiennes et des historiens nous racontent la destinée d'un objet, associant récit et analyse. Tout peut « faire l'histoire » : objets en série, génériques, objets uniques, fétiches, matériaux et documents.

De la découverte des rayons X en 1895 par Wilhelm Röntgen à la catastrophe de Tchernobyl en 1986, en passant par les deux bombes atomiques sur Hiroshima et Nagasaki les 6 et 9 août 1945, le nucléaire a marqué notre histoire moderne, nourrissant fantasme et rejet, peur et espoir. L’historienne Karena Kalmbach raconte comment le nucléaire, militaire ou civil, a ouvert une période d’utopie et de dystopie.  Que ce soit sous le prisme de la foi dans le progrès ou, au contraire, d’une défiance envers ses potentialités apocalyptiques, l’atome se fait le symbole contemporain de l’ambivalente relation entre l’humain, la technologie et l’environnement.

https://www.arte.tv/fr/videos/RC-020782/faire-l-histoire/

On peut le voir à la 13e minute. Il y a une courte mention du forum dans les crédits de fin

Salut à tous !
petit cas pratique des intervalles de confiance face à des objets faiblement radioactifs et l'importance de l'appareil que l'on utilise avec son protocole de mesure.

On m'a fait tester des verres supposés être de l'ouraline car l'appareil du possesseur ne relevait pas de hausse de détection notable.
Ce sont les fameux verres qui deviennent fluorescents sous lumière ultraviolette :


Le phénomène est dû à l’incorporation de sels d'uranium, comme par exemple le diuranate de sodium. Il s'agit ici d'Uranium purifié, donc débarrassé des éléments de la chaine de désintégration, donc ne contenant que de l'uranium (isotopes 238 et 235 principalement).

On avait vu dans le topic Compteur Geiger sur Leboncoin : Review, Recherches et Risque Radiologique que la pastille de calibration au Radium 226 contenait énormément de cochonneries, justement issus de cette chaîne. Mais ici, au moment de la fabrication du sel d'uranium, tout ce qui suit disparaît.

Les descendants reviennent ensuite petit à petit, mais au rythme de désintégration des différents éléments, en partant de l'Uranium 238 :


On voit ici qu'avec l'Uranium 234, il faudra attendre plusieurs centaines de milliers d'années avant de produire la suite.

Pour la chaîne de U235, c'est un peu pareil, on arrive vite sur le Protactinium 231 :



Ce qui fait que, dans la pratique, il y a assez peu de descendants présents dans l'ouraline.
On a donc principalement des émissions alpha/bêta et quelques gamma.


J'ai commencé par un test à la sonde alpha (18504), blindée pour mesurer par la fenêtre mica, ici avec un verre ordinaire.


Comme on pourrait s'y attendre, les éléments sont enchâssés dans une matrice en verre, il n'y a pas d'émission alpha clairement perceptible avec une répétition des mesures du verre suspect :


Le tube oscille entre 3 et 9 CPM, sans différence entre l'échantillon à tester et le témoin (pot pour yaourt en verre transparent), ici en mode dosimètre sur les 23s du Sosna.


Avec mon GMC300E (tube en bas de l'appareil) sur une mesure de 4 minutes (j'explique plus bas pourquoi), je ne note pas de différence exceptionnelle.
Environ 25CPM avec 102 coups :



VS quasi 26CPM (photo pile sur la transition 25-26) avec 111 coups :



J'ai enfin testé avec le Sosna en version 4 tubes SBM-20, avec mesure de contact (sans le blindage au plomb).

Verre témoin :


Échantillon à tester :


On remarque une nette différence même avec une mesure courte de 23s. Les 4 tubes montrent leur sensibilité avec, au passage, un intervalle de confiance beaucoup plus petit où 99,7% des mesures sont dans [9,7   ; 22,8]

Conclusions :

- Le test à la sonde alpha est peu concluant. C'est sans doute dû à la très faible surface de détection corrélée à la faible radioactivité de l'objet : elle est noyée dans le bruit de fond. Un tube avec une plus grande fenêtre de détection améliorerait sans doute les résultats.

- Le test avec le GMC300E est peu concluant, même avec un test long de 4 minutes (j'ai souhaité compenser le mono-tube avec une mesure plus longue, face au Sosna-4 Tubes). A mon avis c'est dû à deux paramètres : il y a une plus grande distance entre l'objet et le tube, il y a une coque en plastique, absorbant les bêta et gamma de faible énergie, sachant que le mien n'a pas le M4011 mais également un SBM20. On a donc ici la mise en évidence de la très grande importance de la distance de détection.

- Le Sosna avec 4 tubes montre sa très grande sensibilité en mesure de contact. D'une part la surface de détection est énorme, presque équivalente à celle de l’objet, mais aussi l'appareil permet des mesures "au plus proche", donc permettant de détecter l'anomalie radioactive en quelques dizaines de secondes. Pas besoin de mesure longue. Attention cependant, comme je le rappelle souvent, au risque de contamination de l'appareil. Ici l'objet ne produit pas de poussières contaminantes. Mais en cas de doute, ne pas oublier de protéger l'appareil avec, au pire, un sachet zip.

Concernant ces verres, ils sont légèrement radioactifs. Il y a très peu d'alphas et l'émission gamma-bêta est relativement faible au point de ne pas montrer de hausse notable de radioactivité à son contact avec des appareils ordinaires. Seul le Sosna "amélioré" le permet, pour ne trouver qu'une mesure doublée par rapport au bruit de fond, sachant que la mesure de contact est la plus majorante.

Il est important de noter que la radioactivité des verres en ouraline est très variable selon l'année de conception et le fabricant. Certains crachent vraiment beaucoup quand d'autres comme ici sont à peine au dessus du bruit de fond.

Enfin, pour l'anecdote, l'ouraline contient de l'uranium purifié, donc débarrassé de ses descendants, ce qui signifie que l'objet est destiné à devenir de plus en plus radioactif avec le temps, mais sur une échelle de plusieurs centaines de milliers d'années

Salut à tous,

tarsonis a écrit:mais finalement, il y a tellement à dire que j'en crée un dédié car, au final, nous verrons que la plupart des Compteurs Geigers/ Dosimètres de cette catégorie (Sosna - Cосна, Bella - Белла , Master - Мастер, par ex) ont quasiment le même fonctionnement, et donc besoin des mêmes compétences et composants pour les remettre en marche.

Du coup on m'a offert un Bella (à gauche), ce qui est l'occasion de comparer le degré de similitude avec le Sosna (à droite).



On notera la différence d'échelle, le Bella est en µSv/h et le Sosna en mR/h; il y a un facteur 10 entre les deux.

Description
L'appareil est un peu plus simple, avec la seule fonction dosimètre, là où le Sosna propose également le comptage libre avec bip sonore toutes les 10 impulsions.
Mais il présente deux fonctionnalités intéressantes en plus :
- la possibilité de couper le son.
- l'appareil boucle tout seul les cycles de mesure : 35s de comptage, maintien du résultat pendant 35s, 35s de comptage, etc. On peut donc le laisser fonctionner et consulter pour monitorer.

Le tube - toujours le SBM-20 est également compensé en énergie, avec une feuille de plomb. Cela donne à l'appareil une bien meilleure représentation du débit de dose réel en évitant la surestimation avec les faibles rayonnements. Pour rappel, la quasi-totalité des GM/dosimètre grand public (incluant les Radex qui atteignent des prix délirants) ne sont pas compensés en énergie, donc dévient lourdement devant le moindre gamma, et d'autant plus s'ils sont mal utilisés (mesures au sol, au contact, etc).

Ouverture et Circuiterie :

On remarque bien évidemment tout ce que l'on connaît : le tube Geiger Muller, le circuit haute tension (transistor/transfo/circuit élévateur) et que l'ensemble est tropicalisé avec un vernis pour le rendre résistant aux conditions climatiques.
La fabrication étant précisée sur la coque en 1991. Le plus "jeune" composant étant daté à au mois d'août, il s'agit sans doute d'une fin d'année.

Utilisation :
Bouton latéral bas 1 : Activer/couper l'appareil
Bouton latéral haut 2 : activer/couper le son
Bouton poussoir supérieur 3 : reset le cycle de comptage ET vérification de la pile avec la LED.





On reconnait l'afficheur ИЖКЦ5-4/8 :



qui est le même que celui ayant servi à la réparation du ИЖКЦ1-4/8 HS de mon SOSNA plus haut.




Fabrication
On trouve pas mal d'infos de production dans le Joint Publications Research Service (service de la CIA) Report de Septembre 1990 : 

Shortage of Dosimeters Reported 90UN2517A Kiev PRAVDA UKRAINY in Russian 7Jul90p4

[Interview with I.I. Velikoivanenko, chief of the production department of the Kiev enterprise of the All-Union Association "Izotop," by V. Zorya: "Chernobyl Problems; They've Stopped Accepting Orders"]

[Text]
We described in detail how to purchase a dosimeter in the interview "Kontroler v...karmane" [A Monitor in...One's Pocket] (21 March).

Following this publication, the Kiev inter-republic enterprise of the all-union association "Izotop," was literally swamped with orders from those wishing to acquire the "Bella" home dosimeter. The number of requests received, it was learned later, was roughly equal to the two-year manufacturing program for this type of instrument.

"Since 1 June," says I.I. Velikoivanenko, chief of the production department of the Kiev enterprise of the All-Union Association "Izotop," "we have been forced to temporarily suspend acceptance of orders for our instruments. First of all I would like to offer apologies in the name of Izotop to those who have sent us letters in recent weeks: they can be taken into consideration only as orders for 1992. But as before, the citizens of 'strict' radiation monitoring, who appealed to us in mid-May, can count upon our swift cooperation. Unfortunately, among those 'first in line,' there are quite a few who did not provide complete information, or it was illegible. We simply cannot fulfill that portion of the orders."

[Zorya] Ivan Ivanovich, clearly such a demand was not anticipated, and it greatly exceeded the supply. Why then is production volume for domestic dosimeters growing so slowly?

[Velikoivanenko] It is growing faster than it seems. Beginning in 1990, hundreds of thousands of instruments will be produced annually in the country. It is another matter that they are not freely sold in the Ukraine, even four years after the Chernobyl disaster.

In my opinion, it was Ukrainian SSR Gossnab that made an error. First of all, in that it has underestimated the demand. Unfortunately, Izotop's report on guaranteed demand for a half-million dosimeters in the republic was not brought to the attention of the Ukrainian SSR Council of Ministers. And secondly, Gossnab overestimated the prospects for and the period of the start of wide-scale production of the instruments in the Ukraine. And when delays arose here, it was decided to request of the center for the initial period only 3,000 Bella indicators. As it turns out, that's a drop in a bucket! They should have asked for at least 20 or 30 thousand... And that is why the basic amount of the instruments produced this year will be realized not at our place, but in neighboring Belorussia, in spite of the fact that they long ago began serial production there of local design.

[Zorya] But what will Izotop's contribution be?

[Velikoivanenko] Our association will assist in production of dosimeters, completing their most important components—the gas-discharge counters. In addition, Izotop will soon be receiving simple warning indicators costing up to 60 rubles from national sources. It is planned to sell these instruments via culinary wares stores in retail trade, and by collective orders (on payment in cash). One can already inspect sample instruments in our show-room (Kiev, 152 Gorkiy St.). We anticipate that they will be of particular interest to the rural residents in the areas which suffered most from the Chernobyl AES disaster. In short, Izotop is fully aware that domestic dosimeters and radioactivity meters will be urgently needed for a long time to come. And the onset of balance between supply and demand in this question can, unfortunately, be expected no earlier than three or four years hence

Schéma,
Il s'agit d'une version un chouïa allégée du Sosna, avec 8 circuits intégrés au lieu de 9, et un comportement très proche.




On a sensiblement les mêmes circuits mais vraisemblablement en version "militarisée"; voir plus haut :

Dans les détails, j'ai l'impression qu'il y a une différence de date de fabrication, mais aussi de destination, j'ai souvent lu que le К561ЛА7 (équivalent CD4011AE) était plutôt une version "militaire/aérospatiale" et le К176ЛА7 (équivalent CD4011E) une version commerciale.

DD1 La double bascule Flip-Flop К561TМ2 (il manque le "2" sur la nomenclature) à la place du К176ТМ2
DD2 Une quadrule porte XOR К561ЛП2 au lieu de К176ЛП2
DD3 Le diviseur de fréquence К561ИЕ16 au lieu du К176ИЕ5, mais en plus limité (/2^14 au lieu de /2^15).

DD4 Une triple porte NAND à trois entrées К561ЛА9 au lieu de К176ЛА7 (quadruple à deux entrées)
DD5 Une quadruple porte NOR К561ЛЕ5.

DD6-9 Les 4 К176ИЕ4 qui pilotent l'afficheur 4 chiffres.

Il y a (encore) une erreur sur l'implantation, avec DD1 dupliqué.


Sur la plaque DD1 est bien en haut à gauche et c'est DD4 qui se trouve à gauche de DD2.

Autonomie :
La consommation gravite autour de 1mA (0,86) sur le bruit de fond; le circuit est bien conçu et régulé.



Les impulsions génèrent des pics transitoires de quelques ms, le compteur monte à 4mA en saturation, principalement à cause du haut parleur.



Cela donne donc grosso modo 500h d'autonomie en continu avec la plupart des piles 9V, une sacrée pâtée à tous les appareils modernes

En bref, l'appareil me semble solide, rustique, très frugal mais néanmoins assez précis pour monitorer son bruit de fond avec la compensation du tube en énergie, bien mieux que les séries Radex ou autres à qui ce dernier point fait vraiment défaut.
Bien que "vintage", il peut avoir sa place dans un équipement si vous le voyez passer d'occaz.