ガイガーカウンター（２）
４． ＩＮＴ入力 ガイガーカウンター（１）：
ＧＭ管からの信号は鋭いパルス状なので、ＬＮＤ７１２のようにＧＭ管の感度が良く、単位時間当たりのカウント数が多い場合、この数１０ｋＨｚ以上の高速の信号をもれなくカウントするにはデジタル入力では無理で、ＩＮＴ入力（ ・・・ パルス状の変化に反応して割込み関数に飛ぶ機能。 ＩＮＴはタイマーの割込みや他のプログラムよりも優先し、プログラムの途中で飛び、終わったらそこに戻る。 ＰＩＣ１６Ｆ６２８Ａの場合 ６ｐｉｎ）を用いる。
プログラムの形としては、（普通行なわれているように、）割込み関数部分になるべく時間を取られないように、メイン関数で他の関数に飛ぶようにして、ちらつきやカウントのロスを防ぐようにした。また、ＬＣＤ表示のための ｆｏｒ文はやめ、１つずつ表示するようにした。
カウント毎に、圧電サウンダとＬＥＤを駆動するための 交互出力を発生させたが、これにはかなりの時間が取られるので メイン関数に入れた。
いずれにしても、メイン関数と割込み関数との間を行き来する時間がかかるので、このロスが高速測定の限界となる。
（＊ 複数のＩＮＴ入力（他は ＳＷなど）にしたい場合は、ＰＩＣ１６シリーズでは無理で、ＰＩＣ１８シリーズ（PIC18F14K50など）やＡＶＲマイコンなどを用いる。）
高電圧発生用トランスは、１０ｍＨのインダクタ（中央のくびれているもの）にφ．４ホルマル線を５～６Ｔ巻いて作成した。ロシア管などの８００Ｖ仕様には上記の倍圧整流を追加する。 電圧調整は、電源９Ｖで ５００ΩＶＲにより、４５０～６００Ｖを充分カバーできる。（ただし、このインダクタ巻き線法は磁路が閉じていないので 低電圧領域（２００Ｖ前後）で発振するので注意。 スイッチング昇圧（Ｌ＝６８０μＨで２６０～３００Ｖなど）では 後に昇圧回路を付けても条件が厳しく思うように電圧が上がらない。（１０ｍＨインダクタで１ｋＨｚあたりが良いそう） また”写ルンです”トランスは４５０Ｖまで。）
＊ この インダクタに巻き線する方法は、後に コッククロフト・ウォールトンの昇圧整流回路を付けると簡単に数千Ｖまで昇圧するので、手製の”フィルムケース・ガイガー”等を駆動する電源にすることができる。（７倍圧で３５００～５０００Ｖなど）
電源９Ｖの場合、トータル消費電力は、１０ｍＡ前後なので、００６Ｐでも充分実用になる。
測定結果（プラスチックケースを通しての値）は、 Ｂ．Ｇ．： ２２（cpm）、 マントル接触： ４４０（cpm）、 閃ウラン鉱・距離１ｃｍ： ３１００（cpm） となり、１．のプログラムよりも大幅に改善された。 ただし、１秒周期程度の測定値の変動があるので、やはり高圧トランスはしっかりしたものを使用すべきと思われる。５秒程度の平均値をとれば問題なく相対比較ができる。
● ソース：
５． ＩＮＴ入力 ガイガーカウンタ（２）：
複数の ＩＮＴ入力や 多彩な機能を持つ、ＰＩＣ１８シリーズを用いて ガイガーカウンタを作ることにする。（ → ＰＩＣ１８コンパイラ の扱い方については、ＰＩＣ１８電圧計/温度計 参照 ）
ＰＩＣ１８Ｆ２５５０（２８ピン）は、３本のＩＮＴ入力を持ち、割込みの高・低優先の区別ができ、また ＬＣＤにつなぎやすいｐｉｎ構成なので、ＩＮＴ０ をＧＭ管からの入力用（高優先割込み）、タイマー１を時間創生（高優先割込み）、ＩＮＴ１を測定モード切り替えスイッチ入力用（低優先割込み）としてプログラムを構成した。
ただし、パソコンとの通信機能は シリアル、ＵＳＢ共、タイマー１割込みとの相性が悪く、通信バッファにデータを置くための待ち時間（ＴＸＩＦが０になる時のｗｈｉｌｅ中）に 他の割り込みが起こると、タイマーと通信の両方とも停止してしまう。タイマーを全く使わない方法もあるが、ここでは とりあえず、通信無しの単独の装置として作製することにした。（回路図や写真には、ＵＳＢコネクタと電源切り替え部が付いていますが、必ずしも作る必要はありません）
ＵＳＢ－Ｂコネクタからは、パソコンからの５Ｖ電源は取ることができる。 電池電源（９Ｖ）がつながっている時は ＦＥＴのゲートににバイアスがかかるので、ＵＳＢからのバスパワーは止められて 優先して電池から流れ、電池がはずされたときに初めてＵＳＢから電流が流れる。消費電流は １３～１７ｍＡ程度で、パソコンからの電源容量は機種により １００ｍＡ（ＭＡＸ）～５００ｍＡ（ＭＡＸ）なので充分余裕がある。
高圧電源は、５Ｖ入力に対応できるように 倍圧整流とし、少しでも安定化させるため平滑抵抗・コンデンサを入れた。
ＰＩＣ１８は、コンフィグレーションの項目が多いが、必要な項目は少ない。（クロック関係と 起動リセット関係に分けられる） 外部発振子（水晶）で２０ＭＨｚが ＰＬＬで４８ＭＨｚに上がり、ＣＰＵデバイダにより 動作クロックは １２ＭＨｚになる。これによって、一定時間を費やす関数は Ｄｅｌａｙ１ＴＣＹｘ（１２） ＝ １μＳ になる。
ＰＩＣ１８では、高優先・低優先割込みの アドレス（高優先：０ｘ０８－、低優先：０ｘ１８－）は指定しなければならない。
高優先割込み関数 ｈｉｇｈ（名前は何でも良い）に、 ① タイマ１割込み、② ＩＮＴ０割込み、低優先割込み関数 ｌｏｗ に、③ ＩＮＴ１の割込みを入れた。
①では、ストップウォッチの他に、１秒毎に過去１０個分の総和 Ｃ を計算し、また １分毎のカウント数 ＡＡ を記録する。 ②では、ＧＭ管からのパルス入力ごとに割込みし、Ａ、ｂ１、ｃ１ の変数にそれぞれ１を加える。
③ では、低優先で タクトスイッチからの短い信号を受け、３サイクルのスイッチにして 表示内容を、 ｂ１－８（８桁の総カウント数）、ＡＡ（１分ごとに更新する１分間数えたカウント数）、ＣＣ（１秒ごとに更新する１０回平均カウント数、６の倍数になる） と 切り替える。（μＳｖ（マイクロシーベルト） の計算は、線種が α線と、β線・γ線で異なるため、行なっていない）
ＰＩＣ１８Ｆでは、割込みの許可、フラグや、ポートのピンの指定などをすべてビット（～ｂｉｔs．～）で指定する。 タイマーの他に ADコンバータ、シリアルなどのヘッダファイルを呼び出し、それぞれの関数名で動かすことができる。タイマ１では、ヘッダファイルにある ＯｐｅｎＴｉｍｅｒ１で条件を指定する。 ＩＮＴ０、１の割り込みは、ＩＮＴＣＯＮビットで指定する。 それらに加えて 高優先・低優先の２段階に分けるか、許可するかを指定する。 ＰＩＣ１６シリーズと違って、ピンはそのままではアナログになっているので、ＡＤＣＯＮ１の決められた組み合わせによってデジタルにしなければならない。（０ｘＦＦですべてデジタル） 高電圧駆動用パルスを与える ＰＷＭモードは１６Ｆシリーズと同様、ただし 動作クロックが１２ＭＨｚになっているので、Ｔ２ＣＯＮのプリスケーラー（０１で１/４、 ００：１/１、１Ｘ：１/１６）と 数値（上記４．の３倍）で修正する。
● ソース： ＊ タイマ１割り込みの設定に計算ミスがありましたので直しておきました
プラスチックケースを通して測定した結果（ｃｐｍ、測定時間 １分毎の）は、 Ｂ．Ｇ．： ２０～３０、 マントル： ３００～４００、 閃ウラン鉱の小塊： ２０００～２５００ であり、計算に時間が取られるせいか 上記４．に比べ、閃ウラン鉱で３０００ｃｐｍもいかないので、カウント速度が速いと数え落しが出ているようである。（特に、１秒ごとのカウント数の表示は １０００を超えると７００位に激減しているので、変化を見るための ＣＣ の値（１０回平均）は あくまで目安となる。）
ＬＥＤとサウンダの反応は プログラム上遅くできているので、１００ｃｐｍ以上では同じ点滅を繰り返し、放射線が来ているのがわかる程度の機能となる。
高速カウンターにする場合は、デジタル信号に変換して、サイクルカウンターと同様に入力部を工夫する必要がある。（Ｔ０ＣＫＩ入力等）
＊ マイクロシーベルトへの換算は、シールドですべてベータ線、ガンマ線になっていると仮定し、ガイガー管： ＬＮＤ７１２ ですべて数え落とし無く数えたとして、ＬＮＤ７１２のデータシートより、
１（μＳｖ/ｈ） ＝ ３３．３（ｃｐｍ） （１０3 ｃｐｓまでは直線的）
たとえば マントルで ３３３ｃｐｍのとき １０μＳｖ/ｈ となる。それ以上の場合は 大幅に補正しなければならない。（アルファ線の場合は、さらに係数２０を掛けた値になる。）
