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コガモ検出器 Compact Gamma-ray Monitor (Cogamo) は、シチズンサイエンス「雷雲プロジェクト」に向けて開発された、持ち運びできるサイズの環境放射線モニタです。このページでは、その使い方を説明します。Cogamo は GPS により時刻・位置を取得しながら、CsI シンチレータによる放射線信号を記録します。
コガモの仕様
諸元
- 駆動電圧: 100 V 商用電圧供給で、内部回路は 5V駆動
- 消費電力 1.1 W (消費電流 220 mA @ 液晶バックライト・オン)
- 消費電力 0.95 W (消費電流 190 mA @ 液晶バックライト・オフ)
- （ref) 5V 消費電流値の詳細
- Sakura IO 付き: 通常 280 mA, 送信時一瞬 500 mA
- Sakura IO 無し: 通常 200mA
- 液晶バックライト ON時: +50mA
- RGB LED ON時: +100mA
- 10,000 mAh バッテリーで、SakuraIO無しだと50時間動作
- バッテリー仕様（搭載版のみ）
- リチウムイオンバッテリー10,000mAh搭載
- 充電しながらの動作も可能
- AC 100 Vで充電中し動作中に電源が切れても、一瞬 off になったあと、再び on になる
- 液晶バックライト・オフ時には連続10時間作動、オン時は、9時間作動
- シンチレータ： CsI(Tl) 5x5x15 cm3
- 光検出器 浜松フォトニクス MPPC S13360-6050VE
- 液晶画面: 1.8 インチカラー液晶（カウント数、スペクトル、GPS表示)
- GPS搭載
- GPS モジュール (みちびき、BeiDou, Galileo 対応, 窓から2 mほどう屋内でも受信可能で、+/-2m の精度まで)
- GPSサブメータ級即位補強サービス対応、L1S受信可。受信状態がいい場合で、誤差2m程度
- Sakura IO モジュールによる HK データのサーバーへの自動送信機能
- データ保存
- マイクロSDカードスロットを搭載し、ルートに置かれたconfig.csvの設定に従って、スペクトルをCSVファイルで、一定間隔(一秒単位で指定)で記録可能
- SanDisk 高耐久 ドライブレコーダー アクションカメラ対応 microSDXC 128GB SDSQQNR-128G を採用。
- 1時間のevent data は 15 MB、これは 128 GB なので、ちょうど356日=1年ほど持つことになる。
- USBシリアル経由で、コマンドにより、スペクトルを転送可能
- 環境センサーBME280搭載。温度、気圧、湿度、照度を測定可能
- タカチ防水ケース(NK903Y) 全体のサイズ 23(幅)x18(奥)x10(高さ) cm3 (アルミケースに封入)
- 防水ボックス全体の重量 4 kg
- RGB-LED での展示
各部の名称
使い方
1. 立ち上げ
GPSを繋ぐ（繋がなくても動作します, 詳細は末尾）。電源スイッチをonにする。
2. 画面操作
- 赤スイッチで画面(5種類)の切り替えが可能。
- 2分以上画面操作がない場合は、省電力のため、液晶のバックライトが自動的にoffになる
- DIPスイッチNo.1をonにすると、バックライトは点灯したままになる。
2-1. 移動平均線スペクトル画面
- 移動平均スペクトル(黄色)が表示される
- 表示の軸
- X軸の単位 : MeV
- Total Ch : 1秒ごとの全チャンネルのカウントレート CPS (count per secound)値
- Total Ch Av : Mov. Ave. Timeで設定される時定数の全ちゃんねるの移動平均CPS値
- ボタン操作
- 橙スイッチ：直線・Log表示切り替え
- 黄スイッチ：Y軸の倍率切り替え(1,2,5,10,20,50,100倍)
- 緑スイッチを押しながら橙スイッチ：移動平均の時定数の切り替え(1,3,10,30秒)
- 緑スイッチを押しながら黄スイッチ：X軸倍率切り替え(1,2,4,8倍)
2-2. 積算スペクトル画面
- 積算スペクトル(緑)が表示される。
- 表示の軸
- X軸の単位 : MeV
- Total Ch : 1秒ごとの全チャンネルのCPS値、
- Total Ch Ave I : 全チャンネルの積算カウントを積算時間Integ.Timeで割ったCPS値
- ボタン操作
- 橙スイッチ：直線・Log表示切り替え
- 黄スイッチ：Y軸の倍率切り替え(1,2,5,10,20,50,100倍)
- 緑スイッチを押しながら赤スイッチ：積算時間クリア
- 緑スイッチを押しながら黄スイッチ：X軸倍率切り替え(1,2,4,8倍)
- 橙スイッチ長押し(2秒以上)：手動でスペクトルをSDに記録。
2-3. エリア別カウント画面
- 設定ファイルconfig.csvで設定した各エリアのCPS値を表示する。エリアとはエネルギー範囲で区切ったデータのこと。
- これらの移動平均の時定数はconfig.csvのTIMECONSの値。
- ALL Mv.Av：全てのチャンネルのCPS値(時定数はconfig.csvのTIMECONS)
- ALL：全てのチャンネルのCPS値(時定数は1秒)
2-4. GPS状態(オプション)、環境センサー画面
- GPSの状態と各センサーの値を表示する。
- GPS
- 上から、日時、位置特定品質、緯度、経度。位置特定品質(status)は
- Invalid : 位置を特定できない
- GPS fix : 標準測位
- DGPS fix : 干渉測位
- センサー:
- 上から、温度、気圧、相対湿度、照度。
2-5. 設定ファイル表示画面
- Config.csvの中身。
- 下の段はチャンネルからエネルギーKeVに変換する式を示している。
3. GPSの接続の仕方と確認
3-1 GSP ケーブルの接続
コガモ本体とGPSアンテナを接続する。GPSアンテナを空が見える位置に設置する。
3-2 GPS捕捉の確認
赤スイッチを押して④GPS状態(オプション)、環境センサー画面を表示させる。
画面のLng. Lat. の部分に緯度経度が表示されたら完了。（GPSアンテナを空が見える位置に置いてから表示が出るまでに、数十秒から数分かかります。）
4. その他の有用情報
- Sakura IO は、基板上のDIPスイッチの2番をONにして、再起動すると オフになります。
- スペクトルが表示されている画面で黒か青を長押しするとLEDのOn/Offを切り替えられます。
- ノイズ対策で、ID 31, 35, 51, 58 で 3300 uF を付けています。
microSD データのフォーマット
Cogamo Data format and analysis python codes を参照してください。日本語版はいずれつくるかもしれません。
config の設定
デフォルトのエネルギー帯域は、
- area 1: <0.5 MeV
- area 2: 0.5-1 MeV
- area 3: 1-2 MeV
- area 4: 2-3 MeV
- area 5: 3-8 MeV
- area 6: >8 MeV
動画
関連ページ
- Cogamo Data format and analysis python codes
- コガモの QL データサーバー （チーム内のみ）
- アラート報告(tac_maker)
- 雷雲プロジェクト一般向けサイト
金沢での雷雲・雷放射線との比較に関する情報
- 北陸電力LLS
- 気象庁のCバンドレーダー解析雨量に北陸電力が運用しているLLSの雷データを重ね合わせたものが表示。5分毎の更新で最大12時間まで遡れる。
- Yahoo! 雨雲レーダー
- 前からあったYahoo!の雨雲レーダーにフランクリン・ジャパンのJLDNのデータを重ねて表示できる。レーダー画像は気象庁の高解像度降水ナウキャスト (気象庁Cバンド+国交省Xバンド) のデータを使用。
- フランクリン・ジャパン Twitter
- 雷が北陸地方で発生するとTwitterに投稿される。雷が頻発すると10分に1回の更新になります。Twittrなので過去データも遡れる。
- Blitzortung
- 世界中で展開されている雷観測ネットワークBlitzortungのリアルタイム観測結果。現状、観測精度・捕捉率はJLDNほどではないかもしれない。リアルタイムで見ることが利点ですが、過去データを参照するためにはコントリビューターになる必要がある。
- XRAIN
- 国土交通省のXRAINの雨量データのリアルタイム情報。更新間隔は1分。他のサイトで雷の発生を確認したら、その積乱雲を細かく見るのに向いている。プレイバックも可能で、DIASが必要。
- 気象庁・高層天気図
- 実況天気図や高層天気図(500 hPa面など)は気象庁のHPからダウンロードできる。
- ウェザーニュースの有料サービス
改訂履歴
- 2023/8/8 hackmd に移植 (T. Enoto)
- 2021/7/12 word 版作成 (M.Tsurumi)
