Для сборки выбрал схему С. Ротарь Радиолюбитель 11/91 с.31 (без схемы измерения). Она проста и не содержит дефицитных деталей. Похожая, но более сложная схема индикатора описана в [11].
Вместо динамика можно подключить звуковой пьезоизлучатель типа ЗП (пьезодинамик). Схема подключения показана на рисунке:

Самая главная деталь - счетчик Гейгера-Мюллера типа СБМ-20 или СТС-5. Их можно найти и купить в интернете, цена от 800-1000 руб. Выводы счетчика должны быть хорошо опрессованы и не иметь люфтов, иначе счетчик может оказаться бракованным и не будет работать. Для индикатора подойдут любые счетчики, дающие около 20 импульсов в минуту при естественном радиационном фоне (ЕРФ). Не используйте счетчик СИ3БГ или подобные, они вполовину дешевле, но дают всего 1-2 импульса в минуту. Для нашего индикатора они совсем не подходят.

По габаритам счетчика надо подобрать или купить корпус для индикатора. Я использовал имевшийся в продаже корпус с размерами 155х75х28 мм. По размерам корпуса вырежьте из фольгированного текстолита плату. В корпусе нужно предусмотреть место для батареи типа Крона (9 вольт). В плате сразу же просверлите отверстия под крепежные саморезы.

    Есть много технологий изготовления печатных плат, но простую печатную плату можно изготовить с помощью резака. Сделать его можно из куска ножовочного полотна (подойдет затупившееся или даже сломанное полотно). На наждаке заточите его по форме, показанной на рисунке.

Лучше изготовить сразу два резака - первый с шириной реза 0,5 мм, второй с шириной реза 0,8-1 мм. Для разработки печатной платы вам понадобится лист миллиметровой и лист копировальной бумаги. Желательно использовать бумагу с клетками со стороной 2,5 мм. На миллиметровке начертите прямоугольник по размерам вашей платы. Начинайте компоновать детали, чтобы участки фольги, соединяющие выводы деталей были короче и проще по форме. Изоляцией между проводниками будут бороздки, прорезанные в фольге резаком. Обычные цепи можно изолировать бороздками шириной 0,5 мм. В данной схеме есть высоковольтные цепи (400 Вольт), изолируйте такие участки бороздками шириной 1-1,5 мм. В качестве линейки при прорезании борозд удобно использовать ножовочное полотно.
 

Иногда приходится применять проволочные перемычки для соединения различных участков печатной платы. К моменту разработки печатной платы у вас должны быть припасены все необходимые детали. Преимуществом данной технологии является возможность использовать имеющиеся у вас детали, можно использовать резисторы большей мощности или конденсаторы на большее напряжение. Приведенный рисунок печатной платы можно взять за основу, подкорректировав его с учетом имеющихся деталей. Готовый рисунок печатной платы через копирку переведите на фольгу.

Протрите фольгу спиртом, чтобы рисунок лучше отпечатался. Просверлите отверстия диаметром 0,8 мм под выводы микросхемы. Удобно использовать микродрель на основе двигателя ДПМ-25 с набором цанг. Микродрель можно заказать в Посылторге www.dessy.ru

Ставим сверло в точку сверления, включаем дрель и плавно нажимаем на сверло. Через секунду отверстие будет просверлено. После этого прорезаем бороздки и сверлим остальные отверстия. Когда плата будет готова, зачищаем заусенцы мелкозернистой шкуркой.
Перед монтажом тестером проверьте детали на обрыв и короткое замыкание. Для этого удобно использовать стрелочный прибор, а не цифровой.
Иногда монтируют детали со стороны фольги. Тогда сверлить отверстия не придётся. Плата, изготовленная таким способом [9]:

При изготовлении использовался нож Стенли (два резака, закреплённые на некотором расстоянии друг от друга).

Другой вариант — используйте stripboard ("полосковая" плата). Как её использовать, Simon Monk описал в книге [1], [4]. На ней уже имеются печатные проводники с рядами отверстий. Чтобы разрезать проводник, просто высверливают печатную дорожку в необходимом месте. Для этого сверлом диаметром 3-5 мм вручную делают два - три оборота прямо по центру отверстия. Для соединения дорожек используют проволочные перемычки. Таким образом можно изготовить печатную плату быстро и без особых проблем.

Stripboard (вид сверху)


Stripboard (вид снизу)

Stripboard можно заказать на AliExpress.

Если это ваша первая радиолюбительская конструкция, потренируйтесь вначале на пайке ненужных деталей. Приобретите паяльник мощность 25-40 Вт. Перед использованием жало паяльника надо залудить. Сначала зачистите жало напильником, включите паяльник, после прогрева проведите концом жала по куску канифоли и сразу же после этого по куску припоя. Поверхность жала должна покрыться тонким слоем припоя. Очищаем плату от загрязнений и залуживаем участки около отверстий. Хорошо прогретым паяльником возьмите на жало немного припоя, коснитесь куска канифоли и лудите участок платы.
Перед пайкой деталей залудите выводы. Вывод детали прижмите к куску канифоли, хорошо прогретым паяльником возьмите на жало немного припоя и начинайте водить жалом по выводу детали, поворачивая ее вокруг оси, чтобы облудить со всех сторон. Держите вывод транзистора или диода пинцетом, чтобы предохранить деталь от перегрева и не обжечь пальцы. Секретам радиолюбительской пайки посвящена целая глава в книге "Энциклопедия начинающего радиолюбителя" Никулина С.А. и Повного А.В. Книгу можно скачать в интернете или с Яндекс-диска.

Перед монтажом счетчика рекомендуется проверить его. Можно прочитать об этом в статье Проверка СБМ-20 и СТС-5

Индикатор можно собирать и отлаживать по узлам. Сначала собираем высоковольтный выпрямитель. Запаяйте микросхему К561ЛЕ5, резистор R1 и конденсатор C1, транзистор VT1, диод VD1, катушка L1, конденсатор C2, резистор R2. Конденсатор C2 должен быть высоковольтным на напряжение 630В. Резистор R2 типа МЛТ-0,5 или  МЛТ-1, это обусловлено не током (он в данном случае очень мал), а предельным рабочим напряжением для этих резисторов - 350÷500 Вольт [10]. Можно заменить на два последовательно соединенных резистора МЛТ-0,25 сопротивлением 2,4-2.7 МОм. Остальные резисторы можно взять мощностью 0,125 Вт. Транзистор КТ605 можно заменить на КТ604.
Неиспользуемые выводы КМОП - микросхем нельзя оставлять неподключенными. Их подключают к общему проводу или шине питания в соответствии с логикой работы микросхемы. В данном случае выводы 5,6 К561ЛЕ5 нужно временно подключить к общему проводу, а вывод 4 - к шине питания +9В. Также рекомендуется оберегать выводы таких микросхем от зарядов статического электричества. Снимайте заряд с тела с помощью заземленного браслета или другим способом.

Место пайки надо смочить жидким канифольным флюсом. Флюс можно приготовить самому, растворив кусочки канифоли в спирте. Хорошо прогретым паяльником берем на жало немного припоя и касаемся места пайки, прогревая вывод детали и печатную дорожку. Ждем две-три секунды. Припой растекается и заполняет все пустоты. Пайка должна быть гладкой и матовой. Не тыкайте несколько раз по месту пайки, а просто придавите жало и ждите, когда припой сам растечется. Для прогревания достаточно 2-3 секунд, слишком долго прогревать тоже нельзя (20-30 секунд и больше), может выйти из строя радиодеталь. Если припой на жале в виде кашицы, значит паяльник плохо прогрет. Но и перегретым паяльником тоже нельзя паять, флюс быстро выгорает и ухудшается качество пайки. Очень перегретый паяльник вообще не паяет, а припой сворачивается в шарик. Инструкцию по пайке можно найти в интернете, например здесь.

Самая трудоёмкая работа  - изготовление катушки L1, поэтому проще всего использовать готовую катушку с подходящей индуктивностью (~ 240мГ). Катушка наматывается на двух сложенных вместе кольцах М2000НМ - М3000НМ К20х12х6. Можно использовать кольца с внешним диаметром 20-30 мм. Закруглите надфилем или наждачной бумагой острые кромки колец и обмотайте сердечник фторопластовой лентой или лентой из лакоткани шириной 3-4 мм. Провод наматывают с помощью челнока. Челнок вырежьте из куска текстолита или спаяйте из кусков медного провода. Закруглите кромки челнока, чтобы не повредить провод. Для намотки можно использовать провод ПЭВ или ПЭЛШО. Замерьте среднюю длину витка с учётом неплотности намотки и умножьте на 200 (количество витков), получим длину провода для намотки. Отмеряем провод и наматываем на челнок. При намотке катушки старайтесь укладывать провод виток к витку. Оставьте зазор 2-3 мм между началом и концом обмотки. Витки провода в начале и конце катушки закрепите клеем. Концы провода катушки зачистите, сложите 2-3 раза, скрутите и залудите. 
Готовая катушка крепится к плате винтом М3 с гайкой. Под винт подложите большую картонную или пластмассовую шайбу. Ни в коем случае не крепите катушку медными скобками, припаивая их к плате. Получатся короткозамкнутые витки и катушка работать не будет. Можно закрепить катушку нейлоновыми хомутиками для крепления кабеля.

Собранный высоковольтный выпрямитель необходимо настроить так, чтобы на конденсаторе C2 было напряжение 380-400 В для питания счетчика Гейгера-Мюллера. Настраивают выпрямитель подбором сопротивления резистора R1. На время настройки замените его переменным резистором в пределам 2 Мом. Напряжение большое, а ток очень маленький. Чтобы не шунтировать схему, замер делается через делитель напряжения. Делитель состоит из двух резисторов 9,1 Мом и 1 Мом. Резистор 9,1 Мом можно заменить цепочкой резисторов меньшего сопротивления. Замерять напряжение надо высокоомным вольтметром, например В7-35.
                                 Характеристики прибора В7-35 [5]:
    Напряжение постоянного тока измеряется в пределах от 0,1 мВ до 1 кВ (основная погрешность — ±0,2 %),
       переменного — от 0,1 мВ до 1 кВ (±0,4-3 %).
    Сила постоянного тока — от 0,1 мкА до 10 А (±0,4 %), переменного — от 0,1 мкА до 10 А (±0,6/0,8 %).
    Сопротивление — от 1 Ом до 10 МОм (±0,4/0,7 %).
    Питание В7-35 осуществляется от сети 115, 127 или 220 В (частота 50 или 400 Гц).
       Возможна работа от источников постоянного тока — пяти аккумуляторов НГК1,5-1У1 или двух батарей 3336У.
    Входное сопротивление В7-35 — 10 Мом.
    Потребляемая мощность — 5 ВА (от сети) или 1,5 Вт (от автономного источника).
    Средний срок наработки на отказ — 3 500 ч.
    Масса В7-35 — 2,2 кг.
    Размеры — 227х200х70 мм.
Напряжение, замеренное этим вольтметром на пределе 1000 В, должно быть 36-38 вольт. Напряжение на аноде счетчика Гейгера будет в 10 раз больше, т.е. 360-380 вольт.
Автор статьи на ресурсе [6] пишет, что даже подключение 10 МОм-ного вольтметра приводит к заметному просаживанию напряжения. Он предлагает свой способ измерения напряжения:
"Влияние вольтметра будет незначительно при его сопротивлении около 100 МОм. Такой импровизированный вольтметр можно сделать, подключив 10 МОм-ный вольтметр через последовательно соединенные девять (9) резисторов по 10 МОм. Измеренное напряжение необходимо умножить на 10."
Ещё один способ измерения напряжения описан в [8].
"Следует помнить, что измерить напряжение напрямую обычным мультиметром невозможно. Измерения необходимо проводить с использованием делителя. Для этого последовательно с положительным (красным) щупом мультиметра, имеющего внутреннее сопротивление около 1 МОм включаем резистор на 100 МОм (10 шт. по 10 МОм). Таком образом получаем делитель на 100. Соответственно показания вольтметра будут 4,02...4,05 В, что соответствует 402...405 В в контрольной точке D1 C4." Чтобы правильно оценить результат измерения, надо знать внутреннее сопротивление прибора.
Я использовал дешевый китайский мультиметр DT-830B. По техническим характеристикам он имеет входное сопротивление 10 МОм на всех пределах, но на резисторе делителя 1 Мом показывает всего 20,3 вольта. При этом счетчик Гейгера работает нормально, значит напряжение достаточно для его работы.
Будьте осторожны при настройке. Не касайтесь руками проводов с высоким напряжением — можно получить удар током.

После этого собирают остальную часть схемы. Счетчик Гейгера крепится контактными стойками, которые изготавливают из канцелярской скрепки. Скрепку сгибают кольцом так, чтобы она с натягом надевалась на вывод счетчика. Один из концов скрепки отгибают и, оставив несколько миллиметров в длину, отрезают. Стойки надевают на выводы счетчика, отогнутые концы вставляют в отверстия печатной платы и припаивают. При лужении выводов стоек используйте паяльную кислоту. Для подключения СБМ-20 также подходят гибкие контакты, предназначенные для трубчатых плавких предохранителей диаметром 6,3 мм. Ни в коем случае не припаивайте провода непосредственно к контактам счетчика.

Собранный без ошибок индикатор дальнейшей наладки не требует.

После пайки на плате остаются наплывы канифоли. Их надо удалить. Я это делаю зубной щеткой, смоченной в спирте. Но и после такой очистки на плате остается тонкий налет канифоли, снижающий сопротивление изоляции. Для низковольтных цепей это не имеет значения. У нас же схема имеет высоковольтные цепи, пониженное сопротивление изоляции может ухудшить ее работу. Поэтому протираем плату еще раз ваткой, смоченной в ЧИСТОМ спирте, т.е. без растворенной в нем канифоли.

Индикатор несложен по схеме и работает, но у него есть один недостаток - наряду со щелчками от счетчика может прослушиваться фон от работающего генератора. Для снижения уровня фона параллельно резистору R3 (220K) подключен конденсатор C5 емкостью 1000 -1500 пФ. Он шунтирует помехи на входе микросхемы, снижая уровень фона. Тем самым обеспечивается более четкая работа индикатора. Хочу подчеркнуть важную роль этого конденсатора, в исходной схеме его вообще нет. Подберите его емкость по наименьшему уровню фона и устраивающей вас громкости щелчков в динамике. Я остановился на значении в 1000 пФ. Также для снижения уровня помех можно подобрать емкость конденсатора C4.

Не приклеивайте и не крепите жестко динамик к корпусу. Это увеличивает громкость фона. Лучше всего закрепить динамик не жестко внутри корпуса, а, например, скобками из медного провода. Здесь они будут вполне уместны. При таком способе крепления фон на расстоянии 0,5 м почти не слышен. Если у вас нет динамика, то можно ограничиться только световой индикацией, запаяв вместо динамика резистор 10-50 Ом. При этом можно существенно уменьшить размеры корпуса.

Если вы хотите избавиться от фона, соберите индикатор по другой, более сложной схеме. В ней сигнал от счетчика Гейгера запускает одновибратор, который формирует импульс определенной длительности. Этот импульс включает мультивибратор, который издает короткий звуковой щелчок. В промежутках между щелчками звук отсутствует.

Схема представляет собой гибрид вышеописанной схемы и схемы Куртенко Н.А. Для увеличения громкости я дополнил ее транзисторным каскадом с выходом на динамик. Чтобы батарейка не болталась в корпусе индикатора, оберните ее кусочком поролона или мягкой упаковки толщиной 2-3 мм.

Можно повысить экономичность схемы, если подключить к выходу мультивибратора звуковой пьезоизвещатель ЗП-1 или подобный. В этом случае транзисторный каскад становится ненужным.

Похожая схема простого индикатора на NE555 с пьезоизвещателем описана в [8]. Приведено описание делителя для измерения высокого напряжения.

Вариант конструкции индикатора на плате Stripboard

Макет индикатора, собранный на плате Stripboard

К плате подключены сверхяркий светодиод белого свечения и пьезодинамик ЗП-25.
Размеры платы выбраны для установки в корпус из кабель-канала 40x25. Корпус из кабель-канала описан на [13].

Рекомендую почитать книгу Ю.А. Виноградова "Ионизирующая радиация. Обнаружение, контроль, защита" М., СОЛОН-Р, 2002 224 с. [1]
В ней автор понятным языком рассказывает о радиации. Описаны схемы и конструкции различных индикаторов радиоактивности для изготовления радиолюбителями.
Способ крепления счетчика Гейгера-Мюллера я позаимствовал из этой книги.
Книгу Ю.А. Виноградова в формате djvu можно скачать в каталоге файлов.

В журнале "Радио" №10 за 1992 год (с. 13-16) помещена статья Ю. Виноградова "О любительских дозиметрах", в которой автор делает разбор конструкций любительских дозиметров.
В этом же номере журнала напечатан справочный листок "Счетчики Гейгера" (с. 57-58, окончание). Начало справочного листка в "Радио" №9 за 1992 год (с. 57-58).
Приведены данные о счетчиках Гейгера СБМ9, СБМ10, СБМ11, СБМ12, СБМ19, СБМ20, СБМ21, СБМ30, СБМ31, СБМ32, СБМ32-К, СБТ7, СБТ9, СБТ10А, СБТ11, СИ8Б, СИ13Б, СИ14Б, СИ19Г, СИ20Г, СИ21Г, СИ22Г, СИ23БГ, СИ24БГ, СИ29БГ, СИ34Г, СИ37Г, выпускавшихся отечественной промышленностью.

Последние изменения 15 октября 2024 г.

Использованные ресурсы
1. Simon Monk Electronics Cookbook Practical Electronic Recipes with Arduino and Raspberry Pi O’Reilly Media 2017
2. habr.com/post/398345
3. https://yandex.ru/search/?lr=68&text=Simon%20Monk%20electronics%20stribboard#/videowiz?filmId=11837240199010616822
4. Simon Monk Hacking Electronics: An Illustrated DIY Guide for Makers and Hobbyists McGraw-Hill 2013
5. https://www.etalonpribor.ru/catalog/voltmeter/product/v7-35_voltmetr_tsifrovoy_/?utm_source=yandex&utm_medium=cpc&utm_campaign=Poisk|Prioritetnye_1-chast1&utm_term=%D0%927%2035
6. https://habr.com/ru/post/398345/
7. https://crafting.be/wp-content/uploads/2017/09/Soldering-Is-Easy-RUS-V206RC.pdf
8. http://rfanat.ru/s23/prostoy_radiometr.html
9. Practical Electronics Handbook by Ian Sinclair, John Dunton, Sixth edition 2007, p.505
10. https://eandc.ru/pdf/rezistor/mlt.pdf
11. ж. "Радио" №1 за 2023 год (с. 39-40)
12. https://doza.pro/art/types_of_radiation
13. http://arv.radioliga.com/content/view/221/43/