Nuclear Radiation Detector FNIRSI GC-01 – Upgrade

Bei meinen letzten Einkaufstouren auf Aliexpress ist mir immer mal wieder ein FNIRSI GC-01 Nuclear Radiation Detector, sprich Geigerzähler vorgeschlagen worden. Was soll ich sagen, japp hat funktioniert, irgendwann habe ich das Teil tatsächlich einfach für knapp 30€ mit im Einkaufswagen gehabt. Nach ein paar Spielerreien ging mir aber schnell die Batterielebensdauer auf die Nerven, denn das Teil war im grunde immer leer. Da mich, wie immer, brennend interessiert, was denn da überhaupt verbaut ist, habe ich es mir etwas näher angesehen und schnell festgestellt, dass man noch ein paar Veränderungen vornehmen kann. Darum soll es in diesem Beitrag gehen.

Das Gerät kam mit einem J613 Geiger-Müller-Zählrohr. Dieses ist in der Lage Beta- und Gamma-Strahlung zu erfassen. J613 braucht eine Betriebsspannung von 300 bis 400 Volt und ist ganz gut darin auch niedrige Stralungsniveaus zu messen. Die Platine des GC-01 ist recht simpel aufgebaut. Es hat ein kleines PSU, welches vom USB-C Anschluss oder vom 3.7V Akku eine Spannung von ca. 130V AC aufbaut (ich hab den Teil mal mit einer 1 markiert). Dieses fütter dann einen 3-Stage Multiplier (2) und schon kommen die knapp 400V zusammen. Eine kleine CR1220 Knopfzellenbatterie sorgt dafür, dass der Speicher für Uhrzeit und Messwerte gehalten wird. Dann ist da noch ein kleiner CH32F103 (3). Das kann aber auch mal ein ARM MCU sein, kommt auf die Version an. Der eigentliche 3.7V Akku kommt bei mir mit 1100mAh, also knapp 4Wh, was die geringe Laufzeit erklären sollte. Es gibt noch einen kleinen Piezo Tongeber, welcher für die für einen Geigerzähler bekannten Knackgeräusche sorgt, wenn ein Teilchen „gezählt“ wird. Nahe der MCU sind noch vier „Löcher“ in der Platine, welche als JP1 beschriftet sind. Wie sich heraus stellte, ist dieses ein ST-Link Connector und von link nach rechts sind es die Pins +3.3V, SWDIO, SWCLK, GND. Das wird etwas später noch spannend.

Was mir ebenfalls recht schnell aufgefallen ist, ist dass scheinbar nicht jedes Teilchen ein hörbares Knacken auslöst. Zwar findet sich über dem Display noch eine kleine rote LED, welche passen zu den Teilchen aufblinkt aber halt nicht das Knacken. Der Soundgeber scheint auschließlich per Firmware angesteuert zu werden und die Entwickler haben anders entschieden. 😉

Im Internet habe ich ein paar Modifikation per Widerstand, Transistor usw. gesehen um eine Verbindung zwischen LED und Piezo Soundgeber zu löten, damit diese auch immer Geräusche von sich gibt. Ich bin aber bei Firmware hängen geblieben. Zum einen gibt es eine doch leistungsstarke MCU, dann noch eine USB-C Schnittstelle, bei welcher die Datenleitungen bis zur MCU reichen und natürlich noch den ST-Link.

Schalte ich das Gerät aus, schließe es per USB-C an meinen Computer an und schalte es ein taucht ein Laufwerk mit einem leeren Textfile auf. Irgendwas muss da also gehen. Da war nun wieder der Punkt an welchem ich nicht los lassen konnte.

Die CR1220 kam schon etwas verbraucht an und wurde von mir gegen eine frische ersetzt. Für den kleinen 1100mAh Akku hat sich ebenfalls ein günstiger und vor allem ins Gehäuse passender Ersatz mit immerhin 2200mAh gefunden. Dieser sollte die Autonomiezeit fast verdoppeln. Das J613 ist im grunde sehr gut für seinen Zweck, ich hatte da aber noch ein SBM-20 von einem früheren Projekt in meiner Schublade liegen. Das SBM-20 braucht eine Betriebsspannung von 380 bis 450V und hat eine sehr ähnliche Bauform. Ebenfalls erfasst es Beta- und Gamma-Strahlung. Es ist zwar bei geringeren Strahlungen nicht gaaanz so genau wie das J613 und das Fenster für Beta-Strahlung ist etwas kleiner aber hey, dafür ist das Ding fast unkaputtbar und wenn ich der Firmware irgendwie mitteilen kann, was ich da eingebaut habe, dann sollte sich Vieles durch berechnungen in der Firmware doch ausgleichen lassen, oder?

Firmware….
Ein Datalogger wäre toll, damit ich einfach jeden Tag, jede Stunde oder so kurz den aktuellen Messwert wegschreiben kann. Dann könnte ich über einen laaangen Zeitraum eine Kurve zeichnen. Wenn ich dann noch irgendwie den Stromverbrauch beeinflussen könnte, denn das Display muss ja nicht 24/4 leuchten. Vielleicht noch etwas um die normale Hintergrundstrahlung heraus zu filtern?! So Kleinigkeiten welche mir in der Stock Firmware irgendwie fehlen. Aber vielleicht gibt es ja inzwischen ein Update vom Herstellen oder ich kann da was auslesen und selbst schreiben, mal schauen.

Die Recerche hat mich recht schnell zu einem GitHub repro gebracht. Rad Pro, da hat sich schon jemand mit einer alternativen Firmware für verschiedene Geräte beschäftigt. Selbst Dinge über welche ich noch nicht im Ansatz nachgedacht habe, werden dort erfüllt bzw. gelöst. Öhm also was soll ich sagen? Ich hab einfach gemacht, was dort in der sehr überschaubaren Anleitung steht und geht einfach! Naja, fast. der Weg über das USB Laufwerk hat nicht so wirklich funktioniert. Am Ende habe ich einfach kurz eine Stiftleiste für den ST-Link eingelötet und die neue Firmware über diesen Weg in die MCU gedrückt. Was sich für mich auch irgendwie zuverlässiger anfühlte, vielleicht bin ich da aber auch zu oldschool.

Ein paar Bilder vom Gerät mit der neuen Firmware findet ihr unten.

Viel Spaß beim Basteln und wenn ihr Fragen habt, wie immer einfach fragen.