Brojač radioaktivnosti (IoT) i ekosistem za nadgledanje: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Status: Neobjavljeno

Posljednje ažuriranje firmvera C-GM 10. juna 2019. sa novom 1.3 verzijom A-GM aplikacija posljednje ažuriranje 25. novembra 2019. sa novom 1.3 verzijom

Ovaj D. I. Y jeftin (50 $/43 €) projekt C-GM Counter pruža hardver i firmver za izgradnju Geiger-Müllerovog brojača zvanog G. M. brojač za kontinuirano mjerenje nivoa radioaktivnosti. Zasnovan je na Arduino Nano -u, LCD ekranu od 20 karaktera x 4 linije, W5100 Ethernet kartici, napajanju od 400 V i vrlo malo komponenti. Broj komponenti sveden je na minimum radi lakšeg sastavljanja i smanjenja troškova.

• Brojač C-GM može raditi kao samostalni brojač radioaktivnosti
• ili za osiguranje dugoročnog praćenja radioaktivnosti, brojač C-GM može se koristiti zajedno sa A-GM Manager-om (u nastavku) koji je web aplikacija otvorenog koda koja radi na SOHO serveru (npr. QNAP prodaje servere male kancelarije za kućnu kancelariju). A-GM Manager je također u mogućnosti objaviti mjere C-GM Counter na globalnoj zajedničkoj karti kojom upravlja GMC MAP. Konačno, postoji i Node-RED verzija za integraciju C-GM brojača sa Node-RED-om, poput QNAP IoT okvira.

Pogledajte i W-GM brojač, prenosivu Wi-Fi verziju (22 USD/27 €) zasnovanu na ESP32 Heltec kompatibilnu sa trenutnim eko-sistemom.

VAŽNO (opasnost od strujnog udara)

Uređaju je potrebno napajanje od 400 volti. Uprkos tome što će trenutna isporuka ostati veoma niska, obeshrabrujem ljude koji nisu navikli da se bave elektronikom i električnom energijom da pokušaju da naprave ovaj uređaj, već da umjesto toga izaberu komercijalni proizvod (pogledajte dostupne kompatibilne proizvode u odjeljku Eko-sistem).

Korak 1: Eko-sistem

Možda ćete biti zainteresirani samo za izradu C-GM brojača. Naravno da možete!

Ali možda ćete također biti voljni implementirati svoju mjernu tačku mjerenja radioaktivnosti i evoluciju razine traga tokom vremena. To se može učiniti pomoću našeg gore navedenog Eko-sistema.

Za one koji imaju poteškoća u izgradnji hardvera pronašao sam brojače iz GQ Electronics LLC ©, poput GMC-320V5 koji je kompatibilan s našim A-GM menadžerom (nemam interesa niti kontakte s ovom kompanijom, pa me ne pitajte više o njihovom proizvodi).

NAPOMENA: Sveobuhvatna dokumentacija o uređaju C-GM Counter i A-GM Manager-u dostupna je u PDF formatu koja će vas voditi kroz izgradnju uređaja i implementaciju eko-sistema.

Svi podaci potrebni za sastavljanje hardvera i firmvera uređaja C-GM Counter mogu se pronaći i preuzeti sa SourceForgea.

Korak 2: Uređaj za brojač C-GM

OSOBINE

• Detekcija zračenja: beta, gama, rendgen
• GM cijev: STS-5 (CTC-5) / SBM-20 (radni napon 400 V)
• Jezička podrška: samo engleski
• Maksimalna vrijednost 65 535 CPM / 425 µSv / h (teoretski)

• Vrijednosti prikaza:

  • Trenutni CPM
  • Struja µSv/h
  • Maksimalno µSv/h od pokretanja
  • Prosječno µSv/h od pokretanja
  • Proteklo vrijeme od pokretanja
  • Nivo na trakastom grafikonu

  • Alarm

    • Korisnički definirani prag
    • Alarmne poruke na LCD -u
    • LCD pozadinsko osvetljenje treperi
  • LED blic za svaki impuls beta/gama zračenja
    • LED treperi svake sekunde ako je GM cijev detektivska
    • LED lampica i dalje svijetli kada mrežna veza ne uspije

  • Audio zvuk

    • Zvučni signal za svaki impuls beta/gama zračenja
    • Zvučni alarm

  • Upravljanje uređajem iz:

    • Interni meni uređaja
    • USB (potrebna je serijska konzola kao što je Termite) ili Ethernet (pomoću web preglednika)
  • Mrežna veza pomoću DHCP -a
  • Podrška za A-GM Manager web sučelje

  • Korisnički definirani parametri (iz izbornika ili putem web sučelja)

    • Faktor konverzije GM cijevi (CPM u µSv/h)
    • Alarmni prag u CPM -u
    • Zvučni signal uključen ili isključen
    • Prikaz vremenskog ograničenja
    • Omogućite mrežu za komunikaciju s A-GM Manager-om
    • IP definicija servera A-GM (putem USB-a ili A-GM menadžera)
    • Interni H. V. kalibracija voltmetra (putem USB-a ili A-GM Manager-a)
    • Parametri se mogu trajno spremiti u EEPROM

Korak 3: Izgradnja brojača C-GM

Kratki opis

Za detalje pogledajte PDF datoteku

HARDVER

Sastavljanje hardvera C-GM brojača učinjeno je najjednostavnijim uz korištenje minimalnih komponenti dostupnih od samih sebe (npr. Amazon ili eBay) i minimalnog ožičenja. Ne postoji namjenska štampana ploča (PCB), već umjesto toga jeftina ploča sa jednom tačkom (poznata i kao Perfboard) sa podlogom za lemljenje za svaku rupu (Veroboard).

• GM 5.6MΩ otpornik prodaje se direktno na RCA utičnici.
• Ethernet ploča je spojena na Arduino Nano pomoću 2x5 konektora.
• Igle konektora Ethernet ploče prolaze kroz Perforboard kako bi se osiguralo njegovo učvršćivanje.
• Arduino Nano zavaren je na Perfboard -u.
• C1 kapacitet (10nF/2kV) zavaren je na izlaznom priključku na stražnjoj strani H. V. modul.
• Na stražnjoj strani H. V. -a nalazi se zavarena trakasta žica. modul između ulaznog i izlaznog GND.
• Otpornik R6 (47KΩ) zavaren je direktno na uzemljenje LED diode.
• W5100 Ethernet modul RST nije spojen na Arduino RST. Na RST pinu pina modula W5100 nalazi se otpornik i kapacitet. Ako je spojen na Arduino RST, to sprječava preuzimanje novog firmvera na Arduinu. Nedostatak je potreba za isključivanjem napajanja za resetiranje Etherneta.

SOFTVER

Programiranje C-GM Counter uređaja može se izvršiti pomoću HEX datoteke C-GM Counter uređaja.

Trebat će vam uslužni program UpLoader, poput Xloader -a (web stranica autora trenutno je zatvorena, kopija je dostupna ovdje) ili ArduinoSketchUploader (C# izvori za sastavljanje). Druge alternative mogu biti dostupne na web stranici Arduino.

• CGM_vx.x.x.hex Koristite ovu datoteku da zadržite izvorni boot-loader vašeg Arduino Nano.
• CGM_v1.x.x.x_bootloader.hex Koristite ovu datoteku za flešovanje C-GM firmvera i njegovog pokretačkog programa.

---

NOVO v1.3: Da biste onemogućili mrežu, držite pritisnuto dugme tijekom pokretanja (dok ne uđete u meni, a zatim napustite izbornik). Time se izbjegava neprekidno blokiranje zbog pokušaja mrežne veze koja sprječava ulazak u izbornik za postavljanje novih mrežnih parametara (iznenađen sam da se nitko nije prijavio da se dosad zasmetao s ovim!)

Korak 4: Upotreba C-GM brojača

Kratki opis

Za detalje pročitajte PDF

Uređaj C-GM Counter broji broj impulsa zračenja (CPM) tokom perioda od jedne minute (promjenjivi prozor) i pretvara taj broj u mikro Sievert-ovu vrijednost na sat (µSv/h) koristeći G. M. faktor konverzije cijevi.

• Prilikom pokretanja, početni ekran prikazuje verziju i autorska prava firmvera uređaja za brojač C-GM.
• Otprilike 5 sekundi nakon uključivanja, ekran za zatvaranje se zatvara i brojač započinje mjerenje zračenja.

Korisničko sučelje je vrlo jednostavno i postoji samo jedan prekidač za kontrolu ekrana i menija uređaja.

Ovisno o trajanju pritiska tipke, postoje dvije moguće radnje.

1. Kratki pritisak = ODABERI Korisnik pritisne dugme manje od pola sekunde.
2. Dug pritisak = SLJEDEĆI Korisnik pritisne dugme duže od pola sekunde.

Da biste ušli u meni ili potvrdili unos menija, pritisnite jedan dug taster. Da biste se probudili, pređite na sledeći ekran ili unos menija, pritisnite jedan kratki pritisak.

Postoji 5 ekrana sa informacijama:

1-EKRAN ZRACENJA Zaslon sa zadanim informacijama prikazuje trenutne vrijednosti zračenja, kao što je trenutna mjera µSV/h, maksimalna vrijednost µSV/h od uključivanja, trenutna vrijednost CPM-a i prosječna µSV/h od uključivanja. Poruke se prikazuju u donjem redu.

2 - EKRAN DOSIMETRA

Ovaj ekran prikazuje vrijednosti od uključivanja, uključujući proteklo vrijeme, ukupan broj odbrojavanja i ekvivalentnu dozu izraženu u mikro-Sievertu i mikro-Remu.

3 - GM CIJEVNI EKRAN

Prikažite faktor konverzije GM cijevi CPM na µSv/h, trenutnu vrijednost visokog napona (očitano s unutrašnjeg voltmetra) i prag alarma (u CPM).

4 - EKRAN MREŽE

Prikažite IP adresu uređaja (Dev) (dodjeljuje DHCP usluga) i IP adresu udaljenog servera A-GM (Svr).

5 - EKRAN KREDITA

Prikažite verziju i datum firmvera, kao i autorska prava.

IZBORNIK KONFIGURACIJE

Postoji 7 izbornika za konfiguriranje uređaja. Neki parametri moraju se postaviti pomoću komunikacijskih portova (serijski ili mrežni).

Korak 5: Implementacija cjelokupnog eko-sistema

Kratki opis

Za detalje pročitajte PDF

Projekat A-GM ima za cilj pružanje dugoročnog kontinuiranog mjerenja nivoa radioaktivnosti. Uključuje web aplikaciju otvorenog koda (A-GM Manager) koja radi na SOHO serveru (npr. NAS iz QNAP-a za servere male kancelarije u kućnoj kancelariji) povezan sa Geiger-Mullerovim uređajem za brojanje radioaktivnosti, kao što suC-GM brojači ili kompatibilni brojači iz GQ-a Electronics LLC.

Da rezimiramo cjelokupni sistem:

• A-GM Manager Web aplikacija koja kontinuirano prati i pohranjuje nivoe beta/gama zračenja stečene sa Geiger-Mullerovih brojača na lokalnom serveru. Podaci se mogu preusmjeriti na web stranicu GMC. MAP radi razmjene podataka širom svijeta pomoću korisničkog računa.
• C-GM brojač Hardver i firmver otvorenog koda za Ethernet G. M. brojač koji je razvio i omogućio Ad’Novea® sa A-GM Manager-om.
• Uređaj GMC-320 Uređaje GMC-320/5xx/6xx prodaje GQ Electronics LLC © i omogućavaju preusmjeravanje mjera na web stranicu GMC. MAP izravno s uređaja putem WiFi veze. A-GM Manager podržava ove uređaje za bilježenje mjera zračenja na vašem poslužitelju i osiguravanje preusmjeravanja na web stranicu GMC. MAP.

OSOBINE

• Jezička podrška za engleski, francuski, japanski, ruski i kineski
• Podrška za C-GM brojače i GQ Electronics LLC Geiger-Muller brojače ili kompatibilne uređaje
• Pratite radioaktivnost tokom korisnički definiranog perioda zadržavanja (maksimalno 90 dana) ili mjesečno (vidi sliku)
• Ako nivo pređe korisnički definirani prag; e -poruke se šalju na najviše 5 adresa e -pošte.
• Prikaz trenutnog nivoa zračenja u µSv/h i maksimalnog nivoa tokom perioda zadržavanja (snimanje)
• Iscrtavanje traga sa funkcijama zumiranja i pomicanja (1 sat, 6 sati, 24 sata, 1 sedmica i 4 sedmice)
• Dnevnik o periodu čuvanja može se preuzeti i mjesečni podaci kada su dostupni
• Preuzimanje i konfiguracija zaštićeni prijavom i lozinkom
• Otkrivanje kvara GM cijevi i slanje e-pošte administratoru
• Preusmjeravanje podataka na web stranicu GMC. MAP (potreban korisnički račun na gmcmap)
• Podrška za desktop računare, tablete i ekrane pametnih telefona.

SKINUTI

ZIP ispod se može izdvojiti u web imenik vašeg SOHO servera. Za vlasnike QNAP NAS -a, dostupan je QPKG paket iz SourceForge -a.

Najnoviju VERZIJU 1.3 možete preuzeti sa SourceForge -a

Korak 6: IoT integracija

Kratki opis

Potpuno nezavisna Node-RED ograničena verzija A-GM-a dostupna je za QNAP IoT okruženje. To je drugačija i ograničena aplikacija A-GM Manager koja se može koristiti samo za praćenje.

Budući da C-GM brojač može pružiti mjerne podatke u JSON formatu, lak je kandidat za integraciju IoT-a. Neki SOHO/NAS provajderi, poput QNAP -a, stavljaju na raspolaganje IoT okvire na svojim mašinama za IoT uređaje koji podržavaju JSON format podataka.

Ovdje je priložena dostupna NodeRED datoteka koju sam razvio za integraciju u QNAP IOT okvir. Omogućava pristup podacima brojača C-GM sa bilo kojeg računara ili mobilnog uređaja.