Radioaktiwiteitsteller (IoT) en moniterings-ekostelsel: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Status: Ongepubliseer

C-GM firmware laaste opdatering op 10 Junie 2019 met nuwe 1.3 weergawe A-GM aansoek laaste opdatering op 25 November 2019 met nuwe 1.3 weergawe

Hierdie lae koste (50 $/43 €) van die C-GM Counter-projek bied hardeware en firmware vir die bou van 'n Geiger-Müller-toonbank, ook bekend as G. M. toonbank vir deurlopende meting van die radioaktiwiteitsvlak. Dit is gebaseer op 'n Arduino Nano, 'n 20 karakters x 4 reëls LCD -skerm, 'n W5100 Ethernet -kaart, 'n 400V -kragtoevoer en baie min komponente. Die aantal komponente is tot die minimum beperk om die koste maklik te monteer en te verminder.

• Die C-GM Counter kan as 'n selfstandige radioaktiwiteitsteller gebruik word
• of om langtermyn-radioaktiwiteitsmonitering te verseker, kan die C-GM-teller gebruik word in samewerking met A-GM Manager (in die vervolg), 'n oopbron-webtoepassing wat op 'n SOHO-bediener werk (bv. QNAP verkoop Small Office Home Office-bedieners). A-GM-bestuurder kan ook die C-GM-teenmaatreëls publiseer op die wêreldwye gedeelde kaart wat deur GMC MAP bestuur word. Laastens is daar ook 'n Node-RED-weergawe vir die integrasie van die C-GM Counter met Node-RED, soos die QNAP IoT-raamwerk.

Sien ook die W-GM Counter, 'n draagbare Wi-Fi-weergawe (22 $/27 €) gebaseer op ESP32 Heltec wat versoenbaar is met die huidige Eco-System.

BELANGRIK (risiko vir elektriese skokke)

Die toestel benodig 'n 400 Volt -kragtoevoer. Ondanks die feit dat die huidige baie laag bly, raai ek mense aan wat nie gewoond is aan elektronika en elektrisiteit nie, maar probeer om 'n kommersiële produk te kies (sien beskikbare versoenbare produkte in die afdeling Ekosisteem).

Stap 1: Die ekosisteem

U mag SLEGS geïnteresseerd wees om die C-GM-toonbank te bou. Natuurlik kan jy!

Maar u kan ook bereid wees om u plaaslike meetpunt vir radioaktiwiteit en die evolusie van die spoorvlak oor tyd te implementeer. Dit kan gedoen word met behulp van ons Eco-stelsel hierbo.

Vir diegene wat probleme ondervind om hardeware te bou, het ek toonbanke van GQ Electronics LLC © gevind, soos die GMC-320V5 wat verenigbaar is met ons A-GM-bestuurder (ek het geen belange of kontakte met hierdie onderneming nie, moenie my meer vra oor hul produkte).

OPMERKING: Omvattende dokumentasies rakende beide die C-GM Counter-toestel en die A-GM-bestuurder is beskikbaar in PDF-formaat om u te help met die bou van toestelle en die implementering van die ekostelsel.

Alle inligting wat benodig word vir die samestelling van die hardeware en firmware van die C-GM Counter-toestel kan gevind word en van SourceForge afgelaai word.

Stap 2: Die C-GM-toonbank

KENMERKE

• Stralingsopsporing: beta, gamma, X-straal
• GM buis: STS-5 (CTC-5) / SBM-20 (400 V werkspanning)
• Taalondersteuning: slegs Engels
• Maksimum waarde 65 535 CPM / 425 µSv / h (teoreties)

• Vertoon waardes:

  • Huidige CPM
  • Huidige µSv/h
  • Maksimum µSv/h sedert die aanvang
  • Gemiddelde µSv/h sedert aanvang
  • Verloop van tyd sedert die aanvang
  • Vlak op staafgrafiek

  • Alarm

    • Deur gebruiker gedefinieerde drempel
    • Alarmboodskappe op LCD
    • LCD -agtergrond flikker

  • LED -flits vir elke beta/gammastralingspuls

    • LED knip elke sekonde as GM buis speurder is
    • LED is steeds aan as die netwerkverbinding misluk

  • Klank klank

    • Piep vir elke beta-/gammastralingspuls
    • Hoorbare klankalarm

  • Toestelbeheer vanaf:

    • Toestel se interne spyskaart
    • USB (benodig 'n seriële konsole soos Termite) of Ethernet (met behulp van 'n webblaaier)
  • Netwerkverbinding met behulp van DHCP
  • Ondersteuning vir A-GM Manager webkoppelvlak

  • Deur die gebruiker gedefinieerde parameters (vanaf die spyskaart of via die webkoppelvlak)

    • GM -buis -omskakelingsfaktor (CPM na µSv/h)
    • Alarmdrempel in CPM
    • Gonser aan of af
    • Vertoon tydsduur
    • Aktiveer netwerk vir kommunikasie met A-GM-bestuurder
    • A-GM-bediener se IP-definisie (via USB- of A-GM-bestuurder)
    • Interne H. V. kalibrasie van voltmeter (deur USB- of A-GM-bestuurder)
    • Parameters kan permanent in EEPROM gestoor word

Stap 3: Bou die C-GM-toonbank

Kort beskrywing

Sien die PDF -lêer vir meer inligting

HARDWARE

Die samestelling van die C-GM-toonbank-hardeware is die eenvoudigste moontlik gemaak met die minimum komponente wat beskikbaar is (bv. Amazon of eBay) en die minimum bedrading. Daar is geen spesiale printplaat (PCB) nie, maar eerder 'n goedkoop enkelbord (ook bekend as Perfboard) met soldeerplaat vir elke gat (Veroboard).

• Die GM 5.6MΩ -weerstand word direk op die RCA -aansluiting verkoop.
• Die Ethernet -bord is met 'n 2x5 -aansluiting aan die Arduino Nano gekoppel.
• Ethernet -kaartverbindingspenne gaan deur die Perforboard om die bevestiging daarvan te verseker.
• Die Arduino Nano word op die Perfboard gesweis.
• Die C1 -kapasitansie (10nF/2kV) word op die uitsetaansluiting aan die agterkant van die H. V. gelas. module.
• Daar is 'n banddraad aan die agterkant van die H. V. module tussen die invoer en uitvoer GND.
• Die R6 -weerstand (47KΩ) word direk op die grondpen van die LED gesweis.
• Die W5100 Ethernet -module RST is nie aan die Arduino RST gekoppel nie. Op die RST -pen van die W5100 -modulepen is daar 'n weerstand en kapasitansie. As dit aan die Arduino RST gekoppel is, voorkom dit dat nuwe firmware in die Arduino afgelaai word. Die nadeel is die noodsaaklikheid om die kragtoevoer vir die herinstelling van die Ethernet af te skakel.

SAGTEWARE

Die programmering van die C-GM Counter Device kan gedoen word met behulp van die C-GM Counter device HEX-lêer.

U benodig 'n UpLoader -program soos Xloader (die outeur se webwerf is tans gesluit, 'n kopie is hier beskikbaar) of ArduinoSketchUploader (C# -bronne wat opgestel moet word). Ander alternatiewe is moontlik beskikbaar op die Arduino -webwerf.

• CGM_vx.x.x.hex Gebruik hierdie lêer om die oorspronklike opstartlaaier van u Arduino Nano te bewaar.
• CGM_v1.x.x.x_bootloader.hex Gebruik hierdie lêer om die C-GM-firmware en sy selflaaiprogram te flits.

---

NUWE v1.3: Om die netwerk uit te skakel, moet u die knoppie ingedruk hou terwyl u begin (totdat u die spyskaart betree en die spyskaart verlaat). Dit word vermy om deurlopend geblokkeer te word weens pogings tot netwerkverbindings wat verhoed dat u die spyskaart betree vir die instelling van nuwe netwerkparameters (ek is verbaas dat niemand rapporteer dat hulle tot dusver moeite het nie!)

Stap 4: Gebruik die C-GM-teller

Kort beskrywing

Lees die PDF vir meer inligting

Die C-GM Counter-toestel tel die aantal stralingspulse (CPM) oor 'n periode van een minuut (skuifvenster), en skakel hierdie telling om in 'n mikro-Sievert per uur (µSv/h) waarde met behulp van die G. M. buis omskakelingsfaktor.

• By die aanvang van die skerm verskyn die weergawe en kopiereg van die firmware van die C-GM-toonbank.
• Ongeveer 5 sekondes na die aanvang sluit die spatskerm en die toonbank begin met die bestraling.

Die gebruikerskoppelvlak is baie eenvoudig gemaak, en daar is slegs een skakelaar vir die beheer van die skerms en die spyskaart van die toestel.

Afhangende van die duur van die druk op die knoppie, is daar twee moontlike aksies.

1. Kort druk = SELECT Gebruiker druk die knoppie minder as 'n halwe sekonde.
2. Lang druk = VOLGENDE Gebruiker druk meer as 'n halwe sekonde op die knoppie.

Druk een keer om die spyskaart in te voer of om 'n spyskaartinskrywing te bekragtig.

Daar is 5 inligtingskerms:

1-STRALINGSKERM Die standaardinligtingskerm vertoon die huidige stralingswaardes, soos die huidige µSV/h-maat, die maksimum µSV/h-waarde sedert opstart, die huidige CPM-waarde en die gemiddelde µSV/h sedert opstart. Boodskappe word op die onderste lyn vertoon.

2 - DOSIMETER SKERM

Hierdie skerm vertoon waardes sedert opstart, insluitend die verstreke tyd, die totale aantal tellings en die ekwivalente dosis, uitgedruk in mikro-Sievert en mikro-Rem.

3 - GM -buisskerm

Toon die GM -buis se omskakelingsfaktor CPM na µSv/h, die huidige hoogspanningswaarde (gelees van interne voltmeter) en die alarmdrempel (in CPM).

4 - NETWERKSKERM

Wys die IP-adres van die toestel (Dev) (toegeken deur die DHCP-diens) en die A-GM-afstandbediener (Svr) IP-adres.

5 - KREDIETSKERM

Wys die firmware -weergawe en datum sowel as die outeursreg.

KONFIGURASIEMENU

Daar is 7 spyskaarte vir die opstel van die toestel. Sommige parameters moet ingestel word met behulp van die kommunikasiepoort (Serial of netwerk).

Stap 5: Implementering van die algehele ekostelsel

Kort beskrywing

Lees die PDF vir meer inligting

Die A-GM-projek is daarop gemik om 'n deurlopende meting van die radioaktiwiteitsvlak op lang termyn te bied. Dit bevat 'n oopbron-webtoepassing (A-GM Manager) wat op 'n SOHO-bediener werk (bv. NAS vanaf QNAP vir Small Office Home Office-bedieners) wat gekoppel is aan 'n Geiger-Muller-radioaktiwiteitsteller, soos C-GM-tellers of versoenbare tellers van GQ Electronics LLC.

Om die algehele stelsel op te som:

• A-GM Bestuurder Die webtoepassing wat die beta-/gammastralingsvlakke wat deur Geiger-Muller-tellers verkry is, voortdurend op 'n plaaslike bediener monitor en stoor. Data kan na die GMC. MAP -webwerf herlei word vir wêreldwye data -deel met behulp van 'n gebruikersrekening.
• C-GM Counter 'n Open-source hardeware en firmware vir die Ethernet G. M. toonbank ontwikkel en verskaf deur Ad’Novea® wat saam met die A-GM-bestuurder werk.
• GMC-320-toestel GMC-320/5xx/6xx-toestelle word verkoop deur GQ Electronics LLC © en laat die maatreëls direk na die GMC. MAP-webwerf direk vanaf die toestel via 'n WiFi-verbinding toe. A-GM-bestuurder ondersteun hierdie toestelle om die bestralingsmaatreëls op u bediener aan te meld en om na die GMC. MAP-webwerf te herlei.

KENMERKE

• Taalondersteuning vir Engels, Frans, Japannees, Russies en Chinees
• Ondersteuning vir C-GM-tellers en GIG Electronics LLC Geiger-Muller-toonbank of versoenbare toestelle
• Monitor radioaktiwiteit oor 'n gebruiker-gedefinieerde bewaarperiode (maksimum 90 dae) of maandeliks (sien prent)
• Sou die vlak die deur die gebruiker gedefinieerde drempel oorskry; e -posse word tot 5 e -posadresse gestuur.
• Toon huidige stralingsvlak in µSv/h en maksimum vlak gedurende die retensietydperk (opname)
• Plotopsporing met zoom- en panfunksies (1 uur, 6 uur, 24 uur, 1 week en 4 weke)
• Logboek oor die bewaarperiode kan afgelaai word en maandelikse data, indien beskikbaar
• Aflaai en konfigurasie beskerm met aanmelding en wagwoord
• Opsporing van mislukking van GM-buis en stuur e-pos aan die administrateur
• Herlei data na GMC. MAP -webwerf (vereis 'n gebruikersrekening by gmcmap)
• Ondersteuning vir tafelrekenaars, tablette en slimfoonskerms.

AFLAAI

Die onderstaande zip kan in die webgids van u SOHO -bediener onttrek word. Vir eienaars van QNAP NAS is daar 'n QPKG -pakket beskikbaar by SourceForge.

Laaste VERSIE 1.3 kan afgelaai word vanaf SourceForge

Stap 6: Die IoT -integrasie

Kort beskrywing

'N Volledig onafhanklike Node-RED beperkte weergawe van A-GM is beskikbaar vir die QNAP IoT-omgewing. Dit is 'n ander en beperkte A-GM Manager-toepassing wat slegs vir monitering gebruik kan word.

Omdat die C-GM Counter meetdata in 'n JSON-formaat kan verskaf, is dit 'n maklike kandidaat vir IoT-integrasie. Sommige SOHO/NAS -verskaffers, soos QNAP, stel IoT -raamwerke op hul masjiene beskikbaar vir IoT -toestelle wat die JSON -dataformaat ondersteun.

Hier is 'n NodeRED -lêer beskikbaar wat ek ontwikkel het vir integrasie in die QNAP IOT -raamwerk. Dit maak dit moontlik om toegang te verkry tot C-GM Counter-data vanaf enige rekenaar of mobiele toestel.