Wie de slimme apparaten in en rond z'n huis in samenhang wil controleren en automatiseren komt al snel uit bij een 'home automation' oplossing. Er zijn er op dit moment vijf om uit te kiezen, allemaal met hun eigen voor- en tegens.

Slimme apparaten koppelen, al dan niet via een hub, met het internet en kunnen met een app worden bediend. Ieder merk heeft een eigen 'familie' van apparaten en een app om al die apparaten met elkaar te verbinden. Zo heeft Ikea de Trådfri lijn, een Trådfri hub en een Trådfri app. Philips heeft de Hue lijn, met een Hue hub en een Hue app. Lidl, Action, LifX, NetAtmo, Nest, Ring: alle apparaten hebben hun eigen oplossing. Centraal staat de internetserver van het merk, waarmee de apparaten verbinden. De app maakt verbinding met die server en bedient, via die server, de apparaten bij jou thuis.

De hub is nodig om apparaten die geen eigen wifiverbinding kunnen maken, toch met het internet te verbinden. Veel apparaten maken binnen je huis via zigbee verbinding met de hub, die vervolgens via een netwerkkabel of via wifi verbinding maakt met je internetrouter. Zigbee is, evenals wifi, een IEEE 802 standaard en dat maakt dat zigbee van het ene merk combineert met het andere merk. Apparaten van Hue, Lidl of Trådfri werken intern gelijk en kunnen allemaal op dezelfde hub en met dezelfde app bediend worden. Apparaten die geen hub nodig hebben zijn voorzien van eigen wifi en verbinden direct met je internetrouter.

Het bedienen van je slimme apparaat met een app werkt meestal prima. En met één Ring deurbel-met-camera is het niet nodig om op zoek te gaan naar een 'thuisautomatiseringsoplossing'. Echter, als je je portaallichten na zonsondergang aan wilt doen als de Ring camera beweging heeft gedetecteerd of je wilt dat de verwarming een graadje hoger gaat zodra je kinderen van school komen, dan wordt het tijd voor wat zwaarder geschut.

Thuisautomatiseringsoplossingen, laten we ze TAO's noemen, laten je slimme apparaten 'integreren'. Ze lezen continue de status of toestand van hun sensoren uit en kunnen hiervan grafische meters of grafieken tonen. Zo kun je eenvoudig het aantal bewegingen per dag van je Ring deurbel in kaart brengen, of het energieverbruik dat door je slimme meter wordt gemeten. Je kunt ieder slim apparaat vanuit je TAO bedienen, net zoals je dat met de app kunt die bij je apparaten hoort. Echter, de TAO stelt je in staat om zelf 'bedieningspanelen' te maken met de apparaten van álle merken. Of speciale panelen voor iedere ruimte in je huis.

Waar een TAO echt uitblinkt is het instellen van 'als dit, dan dat' automatiseringen. Dat gaat, afhankelijk van de TAO, met een eenvoudig te bedienen grafische blokkendoos of een combinatie van bediening en scripts. 'Doe de portaalverlichting om 6:30 aan en uit als de zon opkomt', 'Doe de verlichting in de keuken aan om 7:00', 'Doe alle verlichting uit als er niemand meer in huis is' zijn eenvoudig in te stellen automatiseringen. De mogelijkheden zijn eindeloos, met een toename van leefcomfort en afname van energieverbruik,

Er zijn op dit moment vijf veelgebruikte TAO's: Apple HomeKit, Google Home, OpenHAB, Home Assistant en Domoticz. De laatste drie zijn open source, de eerste twee zijn initiatieven van respectievelijk Apple en Google. En hoewel de Apple en Google oplossingen een logische keus lijken voor hen die toch al voorzien zijn van wat Apple of Google apparaten, zijn ze dat in vergelijking met bijvoorbeeld het gratis Home Assistant niet.

Met HomeKit van Apple kunnen gebruikers slimme huishoudelijke apparaten configureren, ermee communiceren en ze kunnen bedienen met Apple-apparaten. Het biedt gebruikers een manier om dergelijke apparaten automatisch te ontdekken en te configureren. Door kamers, items en acties in de HomeKit-service te ontwerpen, kunnen gebruikers automatische acties in huis inschakelen via een eenvoudige spraakopdracht aan Siri of via de Home-app.

Met Google Home worden vergelijkbare mogelijkheden beschikbaar gemaakt. Het aantal apparaten dat met Google Home verbonden kan worden is groter dan bij HomeKit het geval is, hoewel de aantallen elkaar niet echt ontlopen. Google Home wordt het best ondersteund door Google gelieerde apparaten zoals Android en Nest.

Voor beide oplossingen, zowel HomeKit als Home, geldt dat ze vooral rondom de digitale assistent Siri en Assistant zijn opgezet: je kunt met spraakcommando's je apparaten aansturen. De rest van de automatiseringsmogelijkheden staan hier in dienst van de digitale assistent. Beide oplossingen vereisen dat je gebruik maakt van de diensten van het moederbedrijf Apple of Google.

Voor wie niet afhankelijk wil zijn van Apple of Google maar wel alle voordelen van hun TAO's wil kunnen benutten en zelf eigenaar zijn van de gebruiksdata van de slimme apparaten zijn er OpenHAB, Home Assistant en Domoticz, die vaak in één adem genoemd worden met 'Tasmota' en 'ESPhome'. Deze drie open source oplossingen beiden de mogelijkheden om bestaande oplossingen, zoals je Trådfri en Ring apparaten, allemaal via dezelfde centrale bediening te laten lopen.

OpenHAB, Home Assistant en Domiticz doen alle drie precies hetzelfde en combineren ('integreren') alledrie naadloos met HomeKit én Google Home apparaten (en met honderden andere oplossingen). Je gebruikt daarom slechts één van de drie en koppelt alle andere slimme apparaten en/of je HomeKit of Home TAO's hiermee.

OpenHAB bestaat sinds 2010 en is geschreven in Java. Het wordt als compleet besturingssysteem, 'openHABian' uitgeleverd om op een Raspberry Pi geïnstalleerd te worden. Het bevat een eigen webserver voor het tonen van dashboards en het bedienen van de functies.

Domoticz bestaat sinds 2012 en is geschreven in C++. Het maakt gebruik van een SQLite database om gebeurtenissen en meetwaarden in te bewaren. Het bevat een eigen webserver voor het tonen van dashboards en het bedienen van de functies.

Home Assistant bestaat sinds 2013 en is geschreven in Python. Het maakt gebruik van een SQLite database om gebeurtenissen en meetwaarden in te bewaren, maar andere databases, zoals InfluxDB of mySQL, zijn mogelijk. Het wordt als compleet besturingssysteem, 'hass.io' uitgeleverd om op een Raspberry Pi geïnstalleerd te worden. Het bevat een eigen webserver voor het tonen van dashboards en het bedienen van de functies.

In grote lijnen zijn elk van de drie oplossingen vergelijkbaar. Welke te kiezen? Alle drie oplossingen pretenderen hetzelfde. Home Assistant lijkt echter de meeste aantrekkingskracht voor softwareontwikkelaars te hebben, mogelijk door de gekozen programmeertaal: Het is het lievelingetje van de Raspberry Pi community en heeft door de omarming van diverse open standaarden zoals YAML en de integratie van de 'reflash community' van Tasmota en ESPhome een hoog momentum.

Slimme apparaten die per sé willen verbinden met de server van de fabrikant en waarvan de app te wensen overlaat worden door hobbyisten vaak voorzien van nieuwe 'firmware': de besturingssoftware op het apparaat zelf. Het gaat hierbij dan om apparaten die zelf via wifi verbinding maken met het internet en zijn gebaseerd op een Espressif 8266 of 32 microcontroller. De meestgebruikte oplossingen hiervoor zijn Tasmota en ESPhome. En deze oplossingen integreren naadloos met Home Assistant. De extra aandacht die deze relatieve nieuwkomer hiermee krijgt, heeft z'n weerslag op de ondersteuning door softwareontwikkelaars en het product is daarom, zeker afgezet tegen de mogelijkheden van OpenHAB en Domoticz, een beter samenhangende TAO.

Op gebied van fotografie kun je - naast je smartphonecamera - kiezen tussen een compactcamera, een spiegelreflexcamera en een systeemcamera. Alle drie cameratypes hebben ruime variatie in mogelijkheden, kwaliteit en prijs.

Cameratype	Eigenschappen
Compactcamera	Vaste niet-verwisselbare lens met vaste brandpuntsafstand of zoom en vaste focus of automatische scherpstelling
Spiegelreflexcamera	Verwisselbare lenzen, prisma, zoeker, spiegel, handmatige en automatische scherpstelling
Systeemcamera	Verwisselbare lenzen en eigenschappen zoals spiegelreflex maar geen prisma of spiegel

Mijn ouders hadden vroeger een Agfa Paramat compactcamera voorzien van een lens met een vaste focus, die de helft van 35 millimeter film gebruikte en waar vooral op vakantie en in de weekeinden dia's mee werden gemaakt. Thuis werden die dan met een diaprojector op het witte scherm vertoond.

Foto gemaakt met een traditionele 'analoge' 1963 Agfa Paramat halfkleinbeeld compactcamera, diafilm gedigitaliseerd

Ik kreeg een spiegelreflexcamera met verwisselbare lenzen op mijn 13e of 14e, eerst een Praktika MTL 3 uit 1978, later ingewisseld voor een tweedehandse Pentax ME met Sigma zoomlens uit 1980. Ik ben opgegroeid met het 35 millimeter filmconcept, iets wat we toen 'kleinbeeld' noemden. Ik moet er duizenden foto's mee hebben gemaakt, hobbymatig en soms zelfs semi-professioneel, met de jaarlijkse avondvierdaagsen waar ik in opdracht van een plaatselijke fotowinkel steeds twintig filmrolletjes volschoot en de regelmatige bruiloftsreportages waarvoor ik in film en fotoafdrukken werd betaald.

Foto gemaakt met een 'analoge' Asahi Pentax ME spiegelreflexcamera, diafilm gedigitaliseerd

Ik heb per eerste gelegenheid de analoge film uitgezwaaid en ben overgestapt op een digitale camera. In de beginjaren was dat op sommige fronten een forse stap achteruit. Mijn eerste digitale camera was een Olympus Camedia C-820L uit 1997, met een resolutie van 0,81 megapixels op een filmbreedte van 4,8 millimeter (1/3") en een ingebouwde autofocus lens. Dat waren hele aardige fotootjes, als je ze bekeek op de televisies en computerschermen van die tijd, maar niet geschikt om af te drukken.

Foto gemaakt met een 1997 Olympus Camedia C-820L compactcamera

Sony bracht in 1999 de Cyber-shot DSC-F505 op de markt, een zilverkleurig compactcamera met een enorme Carl Zeiss zoomlens 'aangebouwd'. Met een sensor van 6,4 millimeter (1/2") en 2,02 megapixels waren afbeeldingen met een resolutie tot 1200 x 1600 pixels mogelijk in een indrukwekkend goede kwaliteit. Ik heb tussen oktober 1999 en september 2000 zo'n 550 foto's met dit geleende toestel gemaakt. Terugkijkend naar dit toestel denk ik dat Sony zijn tijd ver vooruit was.

Foto gemaakt met een 1999 Sony Cyber-shot DSC-F505 compactcamera

Een handzame stap vooruit, maar een kwalitatief stapje achteruit, was de Canon Digital IXUS V waarmee ik tussen augustus 2001 en februari 2004 2.044 foto's maakte. De kleinere sensor van 5,3 millimeter (1/2.7") was goed voor dezelfde 2 megapixel foto's als Sony's F505 maar de zoomlens van de IXUS had een kleiner bereik. De resultaten waren echter heel aardig en lieten zich op de traditionele 10x15 formaten prima lieten afdrukken.

Foto gemaakt met een 2001 Canon Digital IXUS V compactcamera

In de loop der tijd werd de digitale techniek allengs beter en in 2004 kocht ik een spiegelloze FujiFilm FinePix S7000 met niet-verwisselbare zoomlens, met een resolutie van 6,3 megapixels en een sensorgrootte van 7,6 millimeter (1/1.7"). De kwaliteit van deze foto's was voldoende voor afdrukken op een A5'je, mede door de wat vreemde vorm van de beeldelementen op de FujiFilm sensor die een hogere resolutie pretendeerde. Ik heb er tussen februari 2004 en januari 2009 3.133 foto's mee gemaakt.

Foto gemaakt met een 2004 FujiFilm FinePix S7000 compactcamera

Een betere kwaliteit camera was de Canon PowerShot G10 met een vergelijkbare niet-verwisselbare zoomlens als de S7000, maar in een kleiner formaat en een hogere resolutie van 14,7 megapixels. De sensor was nog steeds 7,6 millimeter breed (1/1.7"). Ik heb met dit toestel tussen januari 2009 en april 2015 8.849 foto's gemaakt en sommige daarvan succesvol op een A4'tje afgedrukt.

Foto gemaakt met een 2009 Canon PowerShot G10 compactcamera

Mijn eerste digitale spiegelreflex was een Canon 60D uit 2010. Ik heb er in de periode maart 2012 tot juni 2018 6.093 foto's mee gemaakt. Met een sensorgrootte van 22,3 millimeter ('APS-C') en een beeldresolutie van 18 megapixels was dit toestel geschikt om foto's op postergrootte (A0) af te drukken. Het toestel leverde fantastische beelden af, maar was zwaar, log en duur en de lawaaierige spiegel en sluiter hadden een beperkte levensduur. Het toestel kon kon ook slechts matig video maken, iets wat vaker een eis begon te worden.

Foto gemaakt met een 2010 Canon EOS 60D spiegelreflexcamera

Een vliegend fototoestel mag natuurlijk niet ontbreken in je gereedschapskist en ik maak dan ook sinds een aantal jaren gebruik van een DJI Spark drone, voorzien van een zelfstabiliserende ophanging voor de camera met een sensorbreedte van 6,2 millimeter (1/2,3") met 12 megapixels. Luchtfoto's zien er erg mooi uit, zeker op heldere dagen.

Foto gemaakt met een 2017 DJI Spark dronecamera

Door de opkomst van de beeldkwaliteit van de altijd-aanwezige iPhone heb ik een aantal jaren zonder 'echt' fototoestel doorgebracht. De ingebouwde camera's van de iPhone, zeker de meer recente generaties, zijn fantastisch en middels wat handige softwaretruuks lijken foto's soms net afkomstig van een camera met een grote sensor en een lichtsterke lens.

Foto gemaakt met een 2020 Apple iPhone 11 Pro smartphonecamera

Maar hoewel de beeldkwaliteit van de foto's van mijn huidige iPhone 11 Pro meer dan voldoende is (en de filmmogelijkheden zelfs fantastisch), heb ik met enig regelmaat toch de behoefte om zorgvuldig composities te fotograferen waarbij een specifieke lens, instellingsmogelijkheden en een grote sensor belangrijk zijn. Voor deze specifieke gevallen was mijn Canon G10 uitermate geschikt, op het niet kunnen wisselen van de lens na.

Een nieuwe ontwikkeling is om zoeker, prisma en spiegel van een spiegelreflexcamera op te offeren maar de verwisselbare lenzen te behouden. Het beste van twee werelden, zo lijkt: de kwaliteit en mogelijkheden van een high-end spiegelreflex in de behuizing van een compactcamera. Systeemcamera's worden ze genoemd. De ontbrekende bedieningselementen worden met softwarefuncties ingevuld. Zo heeft Sony een Alpha-reeks van toestellen waarbij de semi-professionele spiegelreflexcamera's zoals de A77 en A77 II steeds een volledig gelijkwaardig systeemcamera-alternatief hebben, resp. A5000 en A5100.

Sony's A77 II spiegelreflexcamera naast de Sony A5100 systeemcamera, beide uit 2014

	Sony A77 II	Sony A5100
Type	Spiegelcamera	Systeemcamera
Introductiejaar	2014	2014
Beeldsensor	25,4 mm CMOS	25,4 mm CMOS
Beeldpunten	24,3 megapixels	24,3 megapixels
Lensvatting	A-mount	E-mount
Doorzichtige spiegel en prisma	Ja	Nee
Elektronische viewfinder	Ja	Nee
Elektronische beeldstabilisatie	Ja	Nee
Optische beeldstabilisatie	Nee	Ja
Scherpstellingspunten	79	179
Sluiterbewegingen per seconde	12	6
Sluitertijd maximaal	1/8000	1/4000
Veel knoppen	Ja	Nee
Scherpstelling via LCD	Nee	Ja
Microfooningang	Ja	Nee
Flitsschoen	Ja	Nee
Regenwater-dicht	Ja	Nee
Gewicht	647 g	283 g

Een Sony Alpha ILCE-5100 ('A5100') systeemcamera met - verwisselbare - 16-50 (24-75 millimeter) zoomlens

De foto's die je met een systeemcamera maakt die dezelfde ensor en lenzen heeft als een spiegelreflexcamera onderscheiden zich dan ook niet, hetgeen precies is wat je wilt.

Foto gemaakt met een 2014 Sony Alpha ILCE-5100 systeemcamera

Hoe is zo'n systeemcamera dan in het gebruik, in vergelijking met een spiegelreflex- en compactcamera's? Een aantal zaken vallen op. Mijn favoriete digitale camera's waren zonder twijfel de Canon G10 en Canon 60D. Wat afmetingen betreft is de Sony Alpha A5100 met een 24-75 mm zoomlens kleiner en lichter dan beide. De Sony A5100 maakt handig gebruik van het display om met één drukknop en een draaischijf in fracties van een seconde sluitertijd, ISO en diafragma in te stellen. En het grote display toont niet alleen het te fotograferen object, maar zoomt ook in op het focusgebied, laat een impressie van de te maken foto zien en informeert over de instellingen.

Mijn geschiedenis in digitale camera's, boven: Olympus Camedia C-820L (1997), Sony Cyber-shot DSC-F505 (1999), Canon Digital IXUS V (2001); onder: FujiFilm FinePix S7000 (2004), Canon PowerShot G10 (2009), Canon EOS 60D (2010), Sony Alpha ILCE-5100 ('A5100') (2014)

Camera	Jaar	Type	Sensorgrootte	Crop	Beeldpunten	Lens (@35 mm)
Olympus Camedia C-820L	1997	Compact	1/3" (4,8 x 3,6 mm)	7,2	0,81 M	36 mm F/2,8
Sony Cyber-shot DSC-F505	1999	Compact	1/2" (6,4 x 4,8 mm)	5,4	2,02 M	38-190 mm F/2,8-3,3
Canon Digital IXUS V	2001	Compact	1/2.7" (5.33 x 4 mm)	6,5	2,02 M	35-70 mm F/2,8-4
FujiFilm FinePix S7000	2004	Compact	1/1.7" (7,6 x 5,7 mm)	4,6	6,3 M	35 - 210 mm F/2,8-3,1
Canon PowerShot G10	2009	Compact	1/1.7" (7,6 x 5,7 mm)	4,6	14,7 M	28-140 mm F/2,8-4,5
Canon EOS 60D	2010	Spiegelreflex	APS-C (22,3 x 14,9 mm)	1,6	18 M	29-217 F/3,5-5,6
Sony Alpha ILCE-5100	2014	Systeem	APS-C (23,5 x 15,6 mm)	1,5	24,3 M	24-75 F/3,5-5,6 83-315 mm F/4,5-6,3

Aan de achterkant valt bij de A5100 het grote beeldscherm op, iets minder hoog maar iets breder dan dat van de Canon G10. Het menusysteem is iets slimmer opgebouwd dan bij de G10 zodat alle opties altijd in beeld zijn.

Menusysteem Sony A5100 (links) in vergelijking met dat van de Canon G10 (rechts)

Voor wie kwaliteitsfoto's nodig heeft en de tijd uit wil trekken om handmatig opnameinstellingen te maken maar geen behoefte heeft aan zoeker, prisma en spiegel lijkt de Sony Alpha A5100 een uitkomst die het beste van beide werelden - compactcamera en spiegelreflexcamera - combineert. De nieuwe Sony E-lensvatting is ook voor de fullframe high-end camera's zoals de Alpha A9 geadopteerd zodat de beschikbaarheid van extra lenzen van verschillende merken en met uiteenlopende mogelijkheden gegarandeerd is. Voor wie liever een zoeker heeft, GPS en een ingang voor een externe microfoon is de A6000 met verder vergelijkbare cameraspecificaties een optie.

De SOEKS 112 is een Geiger-Müller dosimeter in een handzame verpakking die niet heel veel groter is dan de Russische SBM20 telbuis waar het apparaat omheen gebouwd is. De keus voor deze telbuis is positief opvallend: er zijn veel kleinere op de markt, maar de SBM20 is de meest gerespecteerde. De stroomverzorging met twee knoopcellenvan het type LR44 is evenzeer bijzonder, gezien het feit dat de telbuis 290 volt hoogspanning nodig heeft om z'n werk te doen.

De SBM20

Een Geiger-Müller telbuis is een cylinder gevuld met een gasmengsel met een lage druk van ongeveer 0,1 atmosfeer. De cylinder bevat twee elektrodes, waartussen een spanning van enkele honderden volts wordt aangebracht. De wanden van de cylinder zijn van metaal, of gemetaliseerd glas. Ioniserende straling zorgt voor een gasontlading in de telbuis, die resulteert in een klik! van de geigerteller waar de buis in is gemonteerd. Nergens in de wereld worden zoveel geigertellers gemaakt als in de voormalige Sovjetunie. De SBM20 telbuis is dan ook van Russische makelij. Veel van deze telbuizen zijn afkomstig uit militaire voorraden en hebben productiedata tussen 1947 en 1991, de periode van De Koude Oorlog. De SBM-20 is een degelijke telbuis die gevoelig is voor alfa-, beta- en gammastraling. De aanbevolen werkspanning is 290 volt en levert dan 20 CPM ('ontladingen per minuut') in een neutrale omgeving op.

Volgens de specificaties heeft de SOEKS 112 een SBM20-1 telbuis. Dat is een variant op de SBM20 die iets korter is en asymetrisch is van vorm. De feitelijke telbuis is hetzelfde; alleen de donkerrode kunststof aansluiting is bij de SBM-1 aan één kant niet gemonteerd.

De omrekening van 'ontladingen per minuut' (CPM) naar een dosis in µSv/h gaat rechttoe-rechtaan met een omrekenfactor die voor iedere telbuis verschillend is, maar een eenvoudige deling betreft, zoals 'gedeeld door 150'.

Evolutie in hoogspanningscircuits

Mijn eerste kennismaking met geigertellers was de Velleman K2645 kit uit 1997: een bouwpakket van een geigerteller met een miniatuur telbuis en een piezo pieper. De 9 volt batterij liet de schakeling maandenlang piepen en het luide signaal zorgde er meestal voor dat de batterij eerder losgekoppeld was dan hij leeg was.

Een Eagle LT44 transformator werd aan de secundaire kant gevoed met een puls vanuit de pulsgenerator die was opgebouwd rondom de CD40106 (Schmidt-trigger inverters) en CD4093 (Schmidt-trigger NAND-poorten) IC's en de twee transistoren T1 en T2 die beurtelings ten opzichte van de nul geleidden, waardoor aan de primaire kant een wisselspanning ontstond van ongeveer 150 volt. Deze werd vervolgens twee keer verdubbeld met een tweevoudig uitgevoerde Cockcroft-Walton spanningsverdubbelaar, bestaande uit 8 condensatoren en diodes, tot een spanning van ongeveer 600 volt. Met een enkelzijdige gelijkrichting en een buffercondenstator ontstond een gelijkspanning voldoende groot voor de telbuis.

In modernere schakelingen is de transformator vervangen door een enkele spoel en wordt de spanning omhooggezwiept tot een pulserende gelijkspanning. De buffering hiervan is ook eenvoudiger van opzet. De stroomopname van het hoogspanningsdeel van de schakeling is evenredig met het aantal 'klikken' dat de telbuis geeft: iedere ontlading heeft een kleine stroomopname tot gevolg. De feitelijke voedingsspaning is daarbij nog niet eens van zo'n grote invloed. Veel schakelingen maken gebruik van een 9 volt batterij, maar ook 3,7 volt Li-Ion accu's worden gebruikt en, in het geval van de SOEKS 112, 3 volt aan knoopcellen.

• 

• 

SOEKS 112 interne opbouw

De SOEKS 112 heeft een printplaat die niet veel groter is dan de telbuis. Op de printplaat zien we de batterijaansluitingen, een LC-display, twee drukknoppen en een handvol SMD-onderdelen.

• A spotter's guide to the SBM-20 geiger counter tube
• Omrekentabel CPM naar µSv/h plus real-life betekenis van de gemeten waarden
• SOEKS 112 Portable dosimeter manual

Radiactiviteit is ioniserende straling dat door een materiaal wordt uitgezonden. Het kan gaan om natuurlijk radiactief verval, straling afkomstig van materialen uit de ruimte, bodem of bouwmaterialen. Radioactviteit is ook het gevolg van kernsplijting in kerncentrales en de hierbij gebruikte materialen en afvalstoffen. De hoeveelheid gemeten radioactiviteit kan veranderen bij atmosferische omstandigheden, transport van radioactief materiaal of ongevallen bij kerncentrales. De menselijke zintuigen nemen geen radioactiviteit waar; om ioniserende straling te meten is een meetapparaat nodig dat is voorzien van een Geiger-Müller type telbuis.

De hoeveelheid ioniserende straling wordt gemeten met een stralingsdetector. In deze stralingsdetector zit een buis gevuld met een gas, de zogenaamde Geiger-Müller telbuis. De buis heeft een anode en kathode, waarop een hoge spanning is aangebracht. Als straling door de buis passeert zal het gas even geïoniseerd worden en zal er korte tijd een elektrisch stroompje lopen. Dit stroompje kan worden gebruikt om een luidspreker aan te sturen ("klik!") of als basis voor een telschakeling gebruikt worden. Zo'n telschakeling kan bestaan uit een display, of een datalogger waarmee de hoeveelheid gemeten radioactiviteit voor langere tijd kan worden verzameld.

De gebruikte GM-telbuis is bepalend voor de gevoeligheid voor ioniserende straling. Er zijn verschillende soorten GM-telbuizen op de markt, die allemaal op een andere manier reageren op radioactiviteit. De ene buis is gevoeliger voor lagere hoeveelheden straling, de andere buis juist voor grotere hoeveelheden. De ene buis is kritisch over de aangeboden anode-kathodespanning, de andere veel minder. De ene verzadigt sneller dan de andere. Een heel aardig boek dat de volledige theorie over Geiger-Müller-telbuizen combineert met verschillende gebruiksvoorbeelden is Geigerzähler van Klaus Wilk, dat in 1983 bij Franzis' verscheen. Hoewel het boek niet gemakkelijk in de boekhandel is te krijgen, is het de moeite om ervoor op jacht te gaan. Ik maak er gebruik van sinds mijn eerste geigerteller, de Velleman K2645.

Bij de GMC-300E Plus is de keus voor de telbuis gevallen op een M4011 GM-telbuis van moderne Chinese makelij. De GMC-300E Plus komt in een vrolijk gekleurde verpakking en vormt daarmee een vriendelijke kennismaking met het meten van radioactiviteit. Voor een prijs van iets over de 80 euro kun je niet echt een buil vallen aan het apparaat, dat in verschillende vergelijkende warenonderzoeken prima resultaten opleverde.

De metingen van de GMC-300E Plus zijn gebaseerd op de gasontladingen van de M4011 Geiger-Müller telbuis. Deze M4011 staat bekend om zijn gevoeligheid zowel voor radioactiviteit als zichtbaar licht. De buis moet daarom tegen daglicht beschermd worden om valse metingen te voorkomen. Een klein circuit, dat bestaat uit transistor V6, spoel L1, diode D4 en condensator C1, zorgt voor de buisspanning van ongeveer 400 volt. De hiervoor benodigde hoogfrequent klokpuls is afkomstig uit de microcontroller U9. Op de printplaat zijn verder de volgende geïntegreerde circuits te herkennen:

• U2/U3 LM393 Low Offset Voltage Dual Comparators
• U4 Winbond W25Q16DV 3V 16M-bit Serial Flash Memory with dual and quad SPI
• U5 Dallas Semiconductor DS1302 Trickle-Charge Timekeeping Chip
• U6 Spanningsregulator
• U7 Li-Ion laadcircuit
• U8 WCH CH340C USB Convertor
• U9 STC15F2K60S2 Intel 8051-compatible microcontroller

U2 en U3 lijken gebruikt te worden om de telpulsen van de GM-buis te ontstoren en te bufferen. Dat voelt een beetje overdreven, over-engineered, maar zal de kwaliteit van de telling ten goede komen. De printplaat lijkt zowel geschikt te zijn voor het gebruik van Li-Ion accu's alsook vaste batterijen, getuige zowel U6 als U7. Met U7 zou een spanning van 9 volt teruggebracht kunnen worden tot 3,3 volt. Het ontbreken van een hoogfrequentgenerator is interessant en de voor de hoogspanning benodigde frequentie zal in software opgewekt moeten worden. Om de hoogspanning in software aan te kunnen sturen heeft ook wel wat.

De GMC-300E Plus is voorzien van een monochroom grafisch display en vier drukknoppen die op de behuizing onder het display zijn gemonteerd. De software toont de actuele meetwaarden (telpulsen per seconde) op het scherm. De GMC-300E Plus toont het aantal telpulsen als CPM, counts per minute. Omdat het aantal pulsen per soort telbuis verschilt, rekent de GMC-300E Plus deze pulsen via een omrekenfactor om naar μSv/h, mRem/h en MeV. Een alarmniveau voor wanneer de gemeten waarde een bepaalde instelbare drempel overschrijdt is instelbaar voor CPM, μSv/h en mRem/h. Naast de gemeten waarde kan ook een maximum (pulsen per minuut), gemiddelde of totaal (dosimeter) worden weergegeven. De gemeten waarden kunnen ook in een eenvoudige grafiek met een tijdschaal van 60 seconden op het display worden getoond. Maar dat is een functie die beter met de bewaarde gegevens van de datalogger kan worden uitgevoerd.

De datalogger bewaart gegevens iedere seconde, minuut of uur. Per gegeven wordt datum en tijd vastgelegd. Het 64K EEPROM geheugen wordt als ringbuffer toegepast, zodat aan het eind van het geheugen de begindata wordt overschreven. Op zich is deze keus wel prima, meestal ben je meer geïnteresseerd in recente data dan in oudere data. Het is echter iets om rekening mee te houden als je langdurige metingen wilt doen: een meting per uur is dan aan te bevelen.

Radioactive straling is voor veel mensen een huiverig begrip, dat geassocieerd wordt met kerncentrales en kanker. Het is belangrijk je te realiseren dat:

• Er alfa-, beta- en gammastraling is. Alfastraling wordt gemakkelijk tegengehouden, bijvoorbeeld door papier. Betastraling wordt tegengehouden door metaal, bijvoorbeeld aluminiumfolie. Gammastraling wordt slechts door dikke lagen beton tegengehouden. Bij alle vormen van straling geldt dat de intensiviteit kwadratisch afneemt met de afstand tot de bron;
• De hoeveelheid straling die een bron afgeeft wordt uitgedrukt in becquerel (Bq);
• De hoeveelheid straling waaraan een mens in een bepaalde periode is blootgesteld wordt uitgedrukt in sieverts (Sv);
• De omrekening van Bq naar Sv afhankelijk is van afstand, afscherming, soort straling en manier van blootstelling;
• Stralingsziekte pas kan plaatsvinden bij een dosis van een paar sievert (dus een paar duizend millisievert);
• Radioactieve straling in de natuur voorkomt in hoeveelheden waar het menselijk lichaam aan gewend is en in Nederland ongeveer 2,5 mSv/jaar (2,5 millisievert per jaar) is;
• Radioactiviteit door de lucht kan worden getransporteerd in de vorm van een stofwolk (de Tjernobyl kernramp werd in 1986 ontdekt doordat Zweedse onderzoekers een radioactieve wolk ontdekten);
• Indien radioactiviteit in stof en water snel voldoende kan worden verdund (bijvoorbeeld in de zee, of doordat een stofwolk over zee wordt getransporteerd en in een regenbui terecht komt) dit automatisch tot reductie tot veilige hoeveelheden leidt.

In de basis is de GMC-300E Plus een geigerteller: de pulsen van de M4011 telbuis worden opgeteld en gedeeld door het aantal minuten dat werd gemeten en levert dan een waarde in CPM. Een vaste omrekeningsfactor voor de telbuis levert de dosiswaarde in mSv/h op. De gemeten waarden worden op een display getoond en afgeleide functies zoals instelbaar alarm, dataopslag en historgram maken het geheel af. Spannend is dat allemaal niet, maar de GMC-300E levert een keurig pakket af dat voor verschillende doeleinden kan worden ingezet. Wat natuurlijk de vraag oproept wat die doeleinden zoal kunnen zijn.

Radioactiviteit en radioactieve straling is altijd om ons heen. Het niveau daarvan ligt ruim binnen 'natuurlijke' normen. Maar soms komt daar verandering in. Een ongeluk in een kerncentrale bijvoorbeeld, die de vraag oproept of de straling om ons heen is toegenomen. Of een vreemd antiek voorwerp waarvan je je afvraagt of het van radioactieve materialen is gemaakt. Beide situaties vragen om een meetinstrument waarmee je radioactiviteit kunt meten. De GMC-300E Plus is dan een handig apparaat.

Verdere informatie:

• GQ Electronics website
• Pocket Geiger Unit (Tom Napier, Nuts & Volts January 2004)
• Handleiding GMC-300E Plus
• Straling en radioactiviteit uitgelegd (RIVM)
• Vergelijking van Geige-Müller telbuizen op DIYGeiger
• Circuit Description op DIYGeiger
• Beschrijving van het seriële protocol van de datalogger
• Algemene werking van Geiger-Müller tellers
• M4011 GM-telbuis in GMC-300E Plus vervangen door SBM-20
• Python software voor het uitlezen en tonen van de datalogger-gegevens

'C.H.I.P.' is een mini computerbordje dat in oktober in productie gaat. C.H.I.P. is wat vorm en functie betreft vergelijkbaar met een Raspberry Pi, het heeft bijvoorbeeld ook een Linux besturingssysteem. Wat prijs (9 dollar) en hardware betreft lijkt het bordje wat meer voor makers te zijn bedoeld, zoals bijvoorbeeld een Arduino MKR1000.

De add-on met beeldscherm en toetsenbord levert een handzame Linux terminal op. Het geheel spreekt tot de verbeelding en de eerste projecten zijn al onderweg. Zoals een 'live Pokémon tracking device'.

De servers van Niantic, de makers van de Pokémon Go app, hebben de beschikking over een API die bevraagd kan worden over de aanwezigheid van Pokémons in de buurt. Een handig scriptje kan die informatie op een Google maps kaart tonen en dat is precies wat er is gebeurd.