Radioaktivitātes skaitītājs (IoT) un ekosistēmas uzraudzība: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Statuss: nepublicēts

C-GM programmaparatūras pēdējais atjauninājums 2019. gada 10. jūnijā ar jaunu 1.3 versiju A-GM lietojumprogrammas pēdējais atjauninājums 2019. gada 25. novembrī ar jauno 1.3 versiju

Šis D. I. Y zemo izmaksu (50 ASV dolāri/43 €) C-GM Counter projekts nodrošina aparatūru un programmaparatūru, lai izveidotu Geigera-Millera skaitītāja ierīci jeb G. M. skaitītājs nepārtrauktai radioaktivitātes līmeņa mērīšanai. Tā pamatā ir Arduino Nano, 20 rakstzīmju x 4 līniju LCD displejs, W5100 Ethernet karte, 400 V barošanas avots un ļoti maz apkārt esošo komponentu. Komponentu skaits ir samazināts līdz minimumam, lai to būtu vieglāk salikt un samazināt izmaksas.

• C-GM skaitītājs var darboties kā atsevišķs radioaktivitātes skaitītājs
• vai lai nodrošinātu ilgstošu radioaktivitātes monitoringu, C-GM skaitītāju var izmantot kopā ar A-GM Manager (turpinājumā), kas ir atvērtā pirmkoda tīmekļa lietojumprogramma, kas darbojas SOHO serverī (piemēram, QNAP pārdod Small Office Home Office serverus)). A-GM vadītājs var arī publicēt C-GM skaitītāja pasākumus visā pasaulē koplietotajā kartē, ko pārvalda GMC MAP. Visbeidzot, ir arī Node-RED versija C-GM skaitītāja integrēšanai ar Node-RED, piemēram, QNAP IoT sistēma.

Skatiet arī W-GM skaitītāju, pārnēsājamu ar akumulatoru darbināmu Wifi versiju (22 USD/27 €), kuras pamatā ir ESP32 Heltec, kas ir saderīga ar pašreizējo ekosistēmu.

SVARĪGI (elektriskās strāvas trieciena risks)

Ierīcei ir nepieciešams 400 voltu barošanas avots. Neskatoties uz to, ka pašreizējais piegādes apjoms paliks ļoti zems, es neiesaku cilvēkiem, kuri nav pieraduši strādāt ar elektroniku un elektrību, mēģināt izveidot šo ierīci, bet gan izvēlēties komerciālu produktu (skatiet pieejamos saderīgos produktus sadaļā Ekosistēma).

1. solis: Ekosistēma

Jums var būt interesē TIKAI izveidot C-GM skaitītāju. Protams tu vari!

Bet jūs, iespējams, arī esat gatavs īstenot savu vietējo radioaktivitātes mērīšanas punktu un izsekot līmeņa izmaiņām laika gaitā. To var izdarīt, izmantojot mūsu iepriekš minēto ekosistēmu.

Tiem, kam ir grūtības ar aparatūras izveidi, es atradu skaitītājus no GQ Electronics LLC ©, piemēram, GMC-320V5, kas ir saderīgs ar mūsu A-GM menedžeri (man nav ne interešu, ne kontaktu ar šo uzņēmumu, tāpēc nejautājiet man vairāk par to produkti).

PIEZĪME: Visaptveroša dokumentācija, kas attiecas gan uz C-GM skaitītāja ierīci, gan uz A-GM pārvaldnieku, ir pieejama PDF formātā, lai palīdzētu jums izveidot ierīci un ieviest ekosistēmu.

Visu informāciju, kas nepieciešama C-GM Counter ierīces aparatūras un programmaparatūras salikšanai, var atrast un lejupielādēt no SourceForge.

2. darbība: C-GM skaitītāja ierīce

IESPĒJAS

• Radiācijas noteikšana: beta, gamma, rentgena starojums
• ĢM caurule: STS-5 (CTC-5) / SBM-20 (400 V darba spriegums)
• Valodu atbalsts: tikai angļu valodā
• Maksimālā vērtība 65 535 MPT / 425 µSv / h (teorētiski)

• Displeja vērtības:

  • Pašreizējā MPT
  • Pašreizējais µSv/h
  • Maksimums µSv/h kopš palaišanas
  • Vidēji µSv/h kopš palaišanas
  • Kopš palaišanas pagājis laiks
  • Līmenis joslu diagrammā

  • Modinātājs

    • Lietotāja definēts slieksnis
    • Trauksmes ziņojumi LCD ekrānā
    • Mirgo LCD fona apgaismojums

  • LED zibspuldze katram beta/gamma starojuma impulsam

    • LED mirgo katru sekundi, ja ĢM caurule ir detektīvs
    • Gaismas diode joprojām deg, ja tīkla savienojums neizdodas
  • Audio skaņa
    • Pīkstiens par katru beta/gamma starojuma impulsu
    • Skaņas signāls

  • Ierīces vadība no:

    • Ierīces iekšējā izvēlne
    • USB (nepieciešama seriāla konsole, piemēram, Termite) vai Ethernet (izmantojot tīmekļa pārlūkprogrammu)
  • Tīkla savienojums, izmantojot DHCP
  • Atbalsts A-GM Manager tīmekļa saskarnei

  • Lietotāja definēti parametri (no izvēlnes vai izmantojot tīmekļa saskarni)

    • ĢM caurules konversijas koeficients (MPT uz µSv/h)
    • Trauksmes slieksnis MPT
    • Signāls ieslēgts vai izslēgts
    • Displeja taimauts
    • Iespējot tīklu saziņai ar A-GM pārvaldnieku
    • A-GM servera IP definīcija (izmantojot USB vai A-GM pārvaldnieku)
    • Iekšējais H. V. voltmetra kalibrēšana (izmantojot USB vai A-GM pārvaldnieku)
    • Parametrus var neatgriezeniski saglabāt EEPROM

3. darbība: izveidojiet C-GM skaitītāju

Īss apraksts

Sīkāku informāciju skatiet PDF failā

Aparatūra

C-GM skaitītāja aparatūras montāža ir veikta pēc iespējas vienkāršākā, izmantojot minimālos komponentus, kas pieejami pašiem (piemēram, Amazon vai eBay), un minimālu elektroinstalāciju. Nav speciālas iespiedshēmas plates (PCB), bet tā vietā ir lēta vienas sejas punktu plāksne (aka Perfboard) ar lodēšanas spilventiņu katram caurumam (Veroboard).

• GM 5.6MΩ rezistors tiek pārdots tieši uz RCA ligzdas.
• Ethernet plate ir savienota ar Arduino Nano, izmantojot 2x5 savienotāju.
• Ethernet paneļa savienotāja tapas iet caur Perforboard, lai nodrošinātu tā fiksāciju.
• Arduino Nano ir metināts uz Perfboard.
• C1 kapacitāte (10nF/2kV) ir metināta uz izejas savienotāja H. V. modulis.
• H. V. aizmugurē ir siksnas stieples metināšana. modulis starp ieeju un izeju GND.
• R6 rezistors (47KΩ) tiek metināts tieši uz gaismas diodes zemējuma tapas.
• W5100 Ethernet modulis RST nav pievienots Arduino RST. W5100 moduļa tapas RST tapā ir rezistors un kapacitāte. Ja ir izveidots savienojums ar Arduino RST, tas neļauj lejupielādēt jaunu programmaparatūru Arduino. Trūkums ir nepieciešamība izslēgt barošanu, lai atiestatītu Ethernet.

PROGRAMMATŪRA

C-GM skaitītāja ierīces programmēšanu var veikt, izmantojot C-GM skaitītāja ierīces HEX failu.

Jums būs nepieciešama utilīta UpLoader, piemēram, Xloader (autora vietne pašlaik ir slēgta, kopija ir pieejama šeit) vai ArduinoSketchUploader (apkopojami C# avoti). Citas alternatīvas var būt pieejamas Arduino vietnē.

• CGM_vx.x.x.hex Izmantojiet šo failu, lai saglabātu sava Arduino Nano sāknēšanas ielādētāju.
• CGM_v1.x.x.x_bootloader.hex Izmantojiet šo failu, lai aktivizētu C-GM programmaparatūru un tās sāknēšanas ielādētāju.

---

JAUNS v1.3: Lai atspējotu tīklu, sāknēšanas laikā nospiediet pogu (līdz ieiešanai izvēlnē, pēc tam izejiet no izvēlnes). Lai izvairītos no nepārtrauktas bloķēšanas tīkla savienojuma atkārtotu mēģinājumu dēļ, kas neļauj iekļūt jaunu tīkla parametru iestatīšanas izvēlnē (esmu pārsteigts, ka līdz šim neviens nav ziņojis, ka to uztrauc!)

4. solis: C-GM skaitītāja izmantošana

Īss apraksts

Lai iegūtu sīkāku informāciju, lūdzu, izlasiet PDF failu

C-GM skaitītāja ierīce saskaita starojuma impulsu skaitu (MPT) vienas minūtes laikā (maiņas logs) un pārvērš šo skaitli mikro Ziverta stundā (µSv/h) vērtībā, izmantojot G. M. caurules konversijas koeficients.

• Palaišanas laikā ekrānā tiek parādīta C-GM skaitītāja ierīces programmaparatūras versija un autortiesības.
• Aptuveni 5 sekundes pēc ieslēgšanas šļakatu ekrāns aizveras un skaitītājs sāk starojuma mērīšanu.

Lietotāja interfeiss tika padarīts ļoti vienkāršs, un ierīces ekrānu un izvēlnes kontrolei ir tikai viens slēdzis.

Atkarībā no pogas nospiešanas ilguma ir iespējamas divas darbības.

1. Īsa nospiešana = SELECT Lietotājs nospiež pogu mazāk nekā pussekundi.
2. Ilgi nospiežot = NEXT Lietotājs nospied pogu ilgāk par pussekundi.

Lai ieietu izvēlnē vai apstiprinātu izvēlnes ierakstu, nospiediet vienu reizi ilgi. Lai modinātu displeju, pārejiet uz nākamo ekrānu vai izvēlnes ierakstu, veiciet vienu īsu nospiešanu.

Ir 5 informācijas ekrāni:

1-RADIĀCIJAS EKRĀNS Noklusējuma informācijas ekrāns parāda pašreizējās starojuma vērtības, piemēram, pašreizējo µSV/h mērījumu, maksimālo µSV/h vērtību kopš ieslēgšanas, pašreizējo MPT vērtību un vidējo µSV/h kopš ieslēgšanas. Ziņojumi tiek parādīti apakšējā rindā.

2 - DOSIMETER SCREEN

Šajā ekrānā tiek parādītas vērtības kopš ieslēgšanas, ieskaitot pagājušo laiku, kopējo skaitu un ekvivalento devu, kas izteikta gan mikro-Sievert, gan mikro-Rem.

3 - GM TUBE SCREEN

Parādiet ĢM caurules konversijas koeficientu MPT uz µSv/h, pašreizējo augstsprieguma vērtību (nolasīts no iekšējā voltmetra) un trauksmes slieksni (MPT).

4 - TĪKLA Ekrāns

Parādiet ierīces (izstrādātāja) IP adresi (piešķir DHCP pakalpojums) un A-GM attālā servera (Svr) IP adresi.

5 - KREDĪTU Ekrāns

Parādiet programmaparatūras versiju un datumu, kā arī autortiesības.

KONFIGURĀCIJAS IZVĒLNE

Ierīces konfigurēšanai ir 7 izvēlņu ekrāni. Daži parametri ir jāiestata, izmantojot sakaru portus (sērijas vai tīkla).

5. solis: Vispārējās ekosistēmas ieviešana

Īss apraksts

Lai iegūtu sīkāku informāciju, lūdzu, izlasiet PDF failu

A-GM projekta mērķis ir nodrošināt ilgstošu nepārtrauktu radioaktivitātes līmeņa mērīšanu. Tas ietver atvērtā pirmkoda tīmekļa lietojumprogrammu (A-GM Manager), kas darbojas SOHO serverī (piemēram, NAS no QNAP maza biroja mājas biroja serveriem), kas savienota ar Geigera-Millera radioaktivitātes skaitītāja ierīci, piemēram, C-GM skaitītājiem vai saderīgiem skaitītājiem no GQ Elektronika LLC.

Apkopojot visu sistēmu:

• A-GM vadītājs Tīmekļa lietojumprogramma, kas nepārtraukti uzrauga un saglabā vietējā serverī no Geigera-Millera skaitītājiem iegūtos Beta/Gamma starojuma līmeņus. Datus var novirzīt uz vietni GMC. MAP, lai koplietotu datus visā pasaulē, izmantojot lietotāja kontu.
• C-GM skaitītājs Atvērtā pirmkoda aparatūra un programmaparatūra Ethernet G. M. skaitītājs, ko izstrādājis un nodrošinājis Ad’Novea®, kas darbojas kopā ar A-GM Manager.
• GMC-320 ierīce GMC-320/5xx/6xx ierīces pārdod uzņēmums GQ Electronics LLC ©, un tās ļauj novirzīt pasākumus uz GMC. MAP vietni tieši no ierīces, izmantojot WiFi savienojumu. A-GM Manager atbalsta šīs ierīces, lai reģistrētu radiācijas pasākumus jūsu serverī un nodrošinātu novirzīšanu uz GMC. MAP vietni.

IESPĒJAS

• Valodu atbalsts angļu, franču, japāņu, krievu un ķīniešu valodās
• Atbalsts C-GM skaitītājiem un GQ Electronics LLC Geiger-Muller skaitītājam vai saderīgām ierīcēm
• Pārraugiet radioaktivitāti lietotāja noteiktā saglabāšanas periodā (ne vairāk kā 90 dienas) vai reizi mēnesī (skat. Attēlu)
• Ja līmenis pārsniedz lietotāja noteikto slieksni; e -pasta ziņojumi tiek nosūtīti līdz 5 e -pasta adresēm.
• Parādīt pašreizējo starojuma līmeni µSv/h un maksimālo līmeni saglabāšanas periodā (ierakstīšana)
• Zīmējuma izsekošana ar tālummaiņas un panoramēšanas funkcijām (1 stunda, 6 stundas, 24 stundas, 1 nedēļa un 4 nedēļas)
• Saglabāšanas perioda žurnālu var lejupielādēt un ikmēneša datus, ja tie ir pieejami
• Lejupielāde un konfigurācija ir aizsargāta ar pieteikumvārdu un paroli
• GM caurules atteices noteikšana un e-pasta nosūtīšana administratoram
• Datu novirzīšana uz GMC. MAP vietni (nepieciešams lietotāja konts vietnē gmcmap)
• Atbalsts galddatoriem, planšetdatoriem un viedtālruņu ekrāniem.

LEJUPIELĀDĒT

Zemāk esošo ZIP var iegūt jūsu SOHO servera tīmekļa direktorijā. QNAP NAS īpašniekiem ir pieejama QPKG pakotne no SourceForge.

Jaunāko VERSIJU 1.3 var lejupielādēt no SourceForge

6. darbība: IoT integrācija

Īss apraksts

QNAP IoT videi ir pieejama pilnīgi neatkarīga Node-RED ierobežota A-GM versija. Tā ir atšķirīga un ierobežota A-GM Manager lietojumprogramma, kuru var izmantot tikai uzraudzībai.

Tā kā C-GM skaitītājs spēj sniegt mērījumu datus JSON formātā, tas ir vienkāršs IoT integrācijas kandidāts. Daži SOHO/NAS pakalpojumu sniedzēji, piemēram, QNAP, savās iekārtās dara pieejamus IoT ietvarus IoT ierīcēm, kas atbalsta JSON datu formātu.

Šeit ir pievienots pieejams NodeRED fails, ko esmu izstrādājis integrēšanai QNAP IOT sistēmā. Tas ļauj piekļūt C-GM Counter datiem no jebkura datora vai mobilajām ierīcēm.