Radioaktivitetsteller (IoT) og miljøovervåking: 6 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Status: Ikke publisert

C-GM firmware siste oppdatering 10. juni 2019 med ny 1.3-versjon A-GM-applikasjon siste oppdatering 25. november 2019 med ny 1.3-versjon

Dette D. I. Y lave kostnaden (50 $/43 €) C-GM Counter-prosjektet gir maskinvare og fastvare for å bygge en Geiger-Müller-tellerenhet aka G. M. teller for kontinuerlig måling av radioaktivitetsnivået. Den er basert på en Arduino Nano, en 20 tegn x 4 linjer LCD -skjerm, et W5100 Ethernet -kort, en 400V strømforsyning og svært få komponenter rundt. Antall komponenter har blitt holdt på et minimum for enkel montering og reduksjon av kostnadene.

• C-GM-telleren kan kjøres som en frittstående radioaktivitetsteller
• eller for å sikre langsiktig radioaktivitetsovervåking, kan C-GM-telleren brukes i forbindelse med A-GM Manager (i oppfølgeren) som er en åpen kildekode-webapplikasjon som kjører på en SOHO-server (f.eks. QNAP selger Small Office Home Office-servere). A-GM Manager kan også publisere C-GM Counter-tiltakene på det verdensomspennende delte kartet som administreres av GMC MAP. Til slutt er det også en Node-RED-versjon for integrering av C-GM Counter med Node-RED, for eksempel QNAP IoT-rammeverket.

Se også W-GM Counter, en bærbar batteridrevet Wifi-versjon (22 $/27 €) basert på ESP32 Heltec kompatibel med det nåværende Eco-System.

VIKTIG (risiko for elektriske støt)

Enheten krever en 400 volt strømforsyning. Til tross for at den leverte strømmen vil forbli veldig lav, fraråder jeg folk som ikke er vant til å håndtere elektronikk og elektrisitet å prøve å bygge denne enheten, men å velge et kommersielt produkt i stedet (se tilgjengelige kompatible produkter i Eco-system-delen).

Trinn 1: Øko-systemet

Du kan BARE være interessert i å bygge C-GM-telleren. Selvfølgelig kan du!

Men du kan også være villig til å implementere det lokale målepunktet for radioaktivitet og sporing av utviklingen over tid. Dette kan gjøres ved hjelp av vårt Eco-system ovenfor.

For de som har problemer med å bygge maskinvare, fant jeg tellere fra GQ Electronics LLC © som GMC-320V5 som er kompatibel med vår A-GM Manager (jeg har verken interesser eller kontakter med dette selskapet, så ikke spør meg mer om deres Produkter).

MERK: Omfattende dokumentasjon om både C-GM Counter-enheten og A-GM Manager er tilgjengelig i PDF-format for å veilede deg på tvers av enhetsbygging og implementering av økosystem.

Alle opplysninger som kreves for å montere maskinvaren og fastvaren til C-GM Counter-enheten kan bli funnet og lastet ned fra SourceForge.

Trinn 2: C-GM-tellerenheten

FUNKSJONER

• Strålingsdeteksjon: beta, gamma, røntgen
• GM-rør: STS-5 (CTC-5) / SBM-20 (400 V driftsspenning)
• Språkstøtte: Bare engelsk
• Maksimal verdi 65 535 CPM / 425 µSv / t (teoretisk)

• Visningsverdier:

  • Gjeldende CPM
  • Gjeldende µSv/t
  • Maksimalt µSv/t siden oppstart
  • Gjennomsnittlig µSv/t siden oppstart
  • Forløpt tid siden oppstart
  • Nivå på stolpediagram

  • Alarm

    • Brukerdefinert terskel
    • Alarmmeldinger på LCD
    • LCD -bakgrunnsbelysning blinker

  • LED -blits for hver beta-/gammastrålingspuls

    • LED blinker hvert sekund hvis GM -rør er detektiv
    • LED lyser fortsatt når nettverkstilkoblingen mislykkes

  • Lydlyd

    • Pip for hver beta-/gammastrålingspuls
    • Hørbar lydalarm

  • Enhetskontroll fra:

    • Enhetens interne meny
    • USB (krever en seriell konsoll som Termite) eller Ethernet (ved hjelp av en nettleser)
  • Nettverkstilkobling ved hjelp av DHCP
  • Støtte for A-GM Manager webgrensesnitt

  • Brukerdefinerte parametere (fra Meny eller via webgrensesnitt)

    • GM -rørs konverteringsfaktor (CPM til µSv/t)
    • Alarmgrense i CPM
    • Summer på eller av
    • Vis timeout
    • Aktiver nettverk for kommunikasjon til A-GM Manager
    • A-GM server IP-definisjon (via USB eller A-GM Manager)
    • Intern H. V. voltmeter kalibrering (via USB eller A-GM Manager)
    • Parametere kan lagres permanent i EEPROM

Trinn 3: Bygg C-GM-telleren

Kort beskrivelse

Se PDF -filen for detaljer

MASKINVARE

Monteringen av C-GM-motemaskinvaren har blitt gjort den enkleste som mulig ved å bruke minimumskomponenter tilgjengelig fra meg selv (f.eks. Amazon eller eBay) og et minimum av ledninger. Det er ikke noe dedikert kretskort (PCB), men i stedet et rimelig prikkbrett med ett ansikt (aka Perfboard) med loddetinn for hvert hull (Veroboard).

• GM 5.6MΩ motstanden selges direkte på RCA -kontakten.
• Ethernet -kortet er koblet til Arduino Nano ved hjelp av en 2x5 -kontakt.
• Ethernet -kortkontaktpinner passerer gjennom perforbrettet for å sikre at det fester seg.
• Arduino Nano er sveiset på Perfboard.
• C1 -kapasitansen (10nF/2kV) er sveiset på utgangskontakten på baksiden av H. V. modul.
• Det er en stroppssveis på baksiden av H. V. modul mellom inngang og utgang GND.
• R6 -motstanden (47KΩ) er sveiset direkte på jordpinnen til LED -en.
• W5100 Ethernet -modulen RST er ikke koblet til Arduino RST. På RST -pinnen til modulpinnen W5100 er det en motstand og kapasitans. Hvis den er koblet til Arduino RST, forhindrer dette nedlasting av ny fastvare i Arduino. Ulempen er behovet for å slå av strømforsyningen for å tilbakestille Ethernet.

PROGRAMVARE

C-GM Counter Device-programmeringen kan utføres ved hjelp av C-GM Counter-enhetens HEX-fil.

Du trenger et UpLoader -verktøy, for eksempel Xloader (Forfatterens nettsted er nå stengt, en kopi er tilgjengelig her) eller ArduinoSketchUploader (C# -kilder som skal kompileres). Andre alternativer kan være tilgjengelige fra Arduino nettsted.

• CGM_vx.x.x.hex Bruk denne filen til å beholde den opprinnelige oppstartslasteren til Arduino Nano.
• CGM_v1.x.x.x_bootloader.hex Bruk denne filen til å blinke C-GM-fastvaren og oppstartslasteren.

---

NY v1.3: For å deaktivere nettverk, fortsett å trykke på knappen mens du starter (til du går inn i menyen, og deretter forlater menyen). Dette unngår å bli kontinuerlig blokkert på grunn av forsøk på nettverkstilkoblinger som forhindrer at du går inn i menyen for å angi nye nettverksparametere (jeg er overrasket over at ingen rapporterer å bry seg om dette så langt!)

Trinn 4: Bruke C-GM-telleren

Kort beskrivelse

Les PDF -filen for detaljer

C-GM Counter-enheten teller antall strålingspulser (CPM) over en ett-minutters periode (skiftende vindu), og konverterer denne tellingen til en mikro Sievert per time (µSv/t) verdi ved hjelp av G. M. konverteringsfaktor for rør.

• Ved oppstart viser sprutskjermen versjonen og opphavsretten til fastvare for C-GM-tellerenheten.
• Omtrent 5 sekunder etter oppstart, stenges sprutskjermen og telleren starter strålingsmåling.

Brukergrensesnittet ble gjort veldig enkelt, og det er bare en takkebryter for kontroll av enhetsskjermene og menyen.

I henhold til varigheten av knappetrykket er det to mulige handlinger.

1. Kort trykk = VELG Bruker trykk på knappen mindre enn et halvt sekund.
2. Langt trykk = NESTE Bruker trykk på knappen mer enn et halvt sekund.

For å gå inn i menyen eller bekrefte en menyoppføring, gjør du et langt trykk. For å vekke skjermen, gå til neste skjerm eller menyoppføring, gjør ett kort trykk.

Det er 5 informasjonsskjermbilder:

1-STRÅLINGSSKJERM Standardinformasjonsskjermen viser gjeldende strålingsverdier, for eksempel gjeldende µSV/t-mål, maksimal µSV/t-verdi siden oppstart, gjeldende CPM-verdi og gjennomsnittlig µSV/t siden oppstart. Meldinger vises på bunnlinjen.

2 - DOSIMETER -SKJERM

Denne skjermen viser verdier siden oppstart inkludert forløpt tid, totalt antall tellinger og ekvivalent dose uttrykt både i micro-Sievert og micro-Rem.

3 - GM TUBE SCREEN

Vis GM -rørets konverteringsfaktor CPM til µSv/t, gjeldende høyspenningsverdi (les fra internt voltmeter) og alarmgrensen (i CPM).

4 - NETTVERKSSKJERM

Vis enhetens (Dev) IP-adresse (tildelt av DHCP-tjenesten) og A-GM ekstern server (Svr) IP-adresse.

5 - KREDITSSKJERM

Vis fastvareversjon og dato samt opphavsrettene.

KONFIGURASJONSMENY

Det er 7 menyskjermer for konfigurering av enheten. Noen parametere må angis ved hjelp av kommunikasjonsportene (seriell eller nettverk).

Trinn 5: Implementering av det samlede økosystemet

Kort beskrivelse

Les PDF -filen for detaljer

A-GM-prosjektet har som mål å gi en langsiktig kontinuerlig måling av radioaktivitetsnivået. Den inkluderer en åpen kildekode-webapplikasjon (A-GM Manager) som kjører på en SOHO-server (f.eks. NAS fra QNAP for Small Office Home Office-servere) koblet til en Geiger-Muller radioaktivitetsteller som C-GM-tellere eller kompatible tellere fra GQ Electronics LLC.

For å oppsummere det overordnede systemet:

• A-GM Manager Nettapplikasjonen som kontinuerlig overvåker og lagrer Beta/Gamma-strålingsnivåer hentet fra Geiger-Muller-tellere på en lokal server. Data kan omdirigeres til GMC. MAP -nettstedet for verdensomspennende datadeling med en brukerkonto.
• C-GM Counter En åpen kildekode-maskinvare og fastvare for Ethernet G. M. teller utviklet og levert av Ad’Novea® som kjører med A-GM Manager.
• GMC-320-enhet GMC-320/5xx/6xx-enheter selges av GQ Electronics LLC © og tillater omdirigering av tiltak til GMC. MAP-nettstedet direkte fra enheten ved hjelp av en WiFi-tilkobling. A-GM Manager støtter disse enhetene for å logge strålingstiltakene på serveren din og sikre omdirigering til GMC. MAP-nettstedet.

FUNKSJONER

• Språkstøtte for engelsk, fransk, japansk, russisk og kinesisk
• Støtte for C-GM-tellere og GQ Electronics LLC Geiger-Muller-teller eller kompatible enheter
• Overvåk radioaktivitet over en brukerdefinert oppbevaringsperiode (maks 90 dager) eller månedlig (se bilde)
• Skulle nivået overskride den brukerdefinerte terskelen; e -post sendes opptil 5 e -postadresser.
• Vis gjeldende strålingsnivå i µSv/t og maksimumsnivå over oppbevaringsperioden (opptak)
• Plottspor med zoom og panorering (1 time, 6 timer, 24 timer, 1 uke og 4 uker)
• Logg over oppbevaringsperioden kan lastes ned og månedlige data når den er tilgjengelig
• Nedlasting og konfigurasjon beskyttet med pålogging og passord
• Finner GM-rørfeil og sender e-post til administratoren
• Omdirigering av data til GMC. MAP -nettstedet (krever en brukerkonto på gmcmap)
• Støtte for stasjonære datamaskiner, nettbrett og smarttelefonskjermer.

NEDLASTING

ZIP -en nedenfor kan hentes ut i webkatalogen på din SOHO -server. For QNAP NAS -eiere er det en QPKG -pakke tilgjengelig fra SourceForge.

Siste VERSJON 1.3 kan lastes ned fra SourceForge

Trinn 6: IoT -integrasjonen

Kort beskrivelse

En helt uavhengig Node-RED begrenset versjon av A-GM er tilgjengelig for QNAP IoT-miljø. Det er en annen og begrenset A-GM Manager-applikasjon som bare kan brukes til overvåking.

Fordi C-GM Counter kan levere måledata i et JSON-format, er det en enkel kandidat for IoT-integrasjon. Noen SOHO/NAS -leverandører, for eksempel QNAP, gjør IoT -rammer tilgjengelig på maskinene sine for IoT -enheter som støtter JSON -dataformatet.

Her er vedlagt en NodeRED -fil tilgjengelig som jeg har utviklet for integrering i QNAP IOT -rammeverket. Det gjør det mulig å få tilgang til C-GM Counter-data fra hvilken som helst datamaskin eller mobilenhet.