Брояч на радиоактивност (IoT) и екосистема за наблюдение: 6 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Състояние: Непубликувано

Последната актуализация на фърмуера на C-GM на 10 юни 2019 г. с нова версия 1.3 A-GM приложение Последна актуализация на 25 ноември 2019 г. с нова версия 1.3

Този D. I. Y евтин проект (50 $/43 €) C-GM Counter осигурява хардуер и фърмуер за изграждане на брояч Geiger-Müller, известен още като G. M. брояч за непрекъснато измерване на нивото на радиоактивност. Той се основава на Arduino Nano, 20 символа x 4 реда LCD дисплей, W5100 Ethernet карта, 400V захранване и много малко компоненти наоколо. Броят на компонентите е сведен до минимум за лесно сглобяване и намаляване на разходите.

• Броячът C-GM може да работи като самостоятелен брояч за радиоактивност
• или за осигуряване на дългосрочен мониторинг на радиоактивността, броячът C-GM може да се използва заедно с A-GM Manager (в продължението), което е уеб приложение с отворен код, работещо на сървър SOHO (напр. QNAP продава сървъри за малък офис за домашен офис). A-GM Manager също е в състояние да публикува мерките за C-GM Counter на общата световна карта, управлявана от GMC MAP. И накрая, има и версия на Node-RED за интегриране на брояча C-GM с Node-RED, като например рамката на QNAP IoT.

Вижте също W-GM Counter, преносима Wi-Fi версия на батерия (22 $/27 €), базирана на ESP32 Heltec, съвместима с настоящата екосистема.

ВАЖНО (риск от токов удар)

Устройството изисква захранване от 400 волта. Въпреки че текущата доставка ще остане много ниска, аз обезсърчавам хората, които не са свикнали да се занимават с електроника и електричество, да се опитат да създадат това устройство, а да изберат вместо това търговски продукт (вижте наличните съвместими продукти в раздела Екосистема).

Стъпка 1: Екосистемата

Може да се интересувате САМО от изграждането на брояча C-GM. Разбира се можете да!

Но може също така да сте готови да внедрите локалната си точка за измерване на радиоактивността и еволюцията на нивото на следите с течение на времето. Това може да стане с помощта на нашата екосистема по-горе.

За тези, които имат затруднения при изграждането на хардуер, намерих броячи от GQ Electronics LLC © като GMC-320V5, който е съвместим с нашия A-GM Manager (нямам нито интереси, нито контакти с тази компания, така че не ме питайте повече за тях продукти).

ЗАБЕЛЕЖКА: Изчерпателна документация относно устройството C-GM Counter и A-GM Manager са налични в PDF формат, за да ви насочат към изграждането на устройства и внедряването на екосистемата.

Цялата информация, необходима за сглобяването на хардуера и фърмуера на устройството C-GM Counter, може да бъде намерена и изтеглена от SourceForge.

Стъпка 2: Устройството за брояч C-GM

ХАРАКТЕРИСТИКА

• Радиационно откриване: бета, гама, рентген
• GM тръба: STS-5 (CTC-5) / SBM-20 (работно напрежение 400 V)
• Езикова поддръжка: Само на английски
• Максимална стойност 65 535 CPM / 425 µSv / h (теоретично)

• Показани стойности:

  • Текуща CPM
  • Ток µSv/h
  • Максимум µSv/h от стартирането
  • Средно µSv/h от стартирането
  • Изминало време от стартирането
  • Ниво на лентовата диаграма

  • Аларма

    • Потребителски праг
    • Алармени съобщения на LCD
    • LCD подсветката мига

  • LED светкавица за всеки импулс на бета/гама лъчение

    • LED мига всяка секунда, ако GM тръбата е детективска
    • Светодиодът продължава да свети, когато мрежовата връзка се провали

  • Аудио звук

    • Звуков сигнал за всеки импулс на бета/гама радиация
    • Звукова аларма

  • Управление на устройството от:

    • Вътрешно меню на устройството
    • USB (изисква серийна конзола като Termite) или Ethernet (използвайки уеб браузър)
  • Мрежова връзка с помощта на DHCP
  • Поддръжка за уеб интерфейс на A-GM Manager

  • Дефинирани от потребителя параметри (от меню или чрез уеб интерфейс)

    • Коефициент на конверсия на GM тръба (CPM до µSv/h)
    • Аларменият праг в CPM
    • Звуков сигнал включен или изключен
    • Показване на изчакване
    • Активирайте мрежата за комуникация с A-GM Manager
    • Дефиниция на IP на A-GM сървър (чрез USB или A-GM Manager)
    • Вътрешен H. V. калибриране на волтметър (чрез USB или A-GM Manager)
    • Параметрите могат да бъдат запазени за постоянно в EEPROM

Стъпка 3: Изграждане на брояча C-GM

Кратко описание

Вижте PDF файла за подробности

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Сглобяването на хардуера на брояча C-GM е направено възможно най-опростено, като се използват минимални налични компоненти от себе си (например Amazon или eBay) и минимумът на окабеляване. Няма специална печатна платка (PCB), а вместо това евтина платка с единична точка (известна още като Perfboard) с подложка за запояване за всеки отвор (Veroboard).

• Резисторът GM 5.6MΩ се продава директно на гнездото RCA.
• Ethernet платката е свързана към Arduino Nano чрез конектор 2x5.
• Щифтовете на конектора за Ethernet платка преминават през Perforboard, за да се осигури фиксирането му.
• Arduino Nano е заварен върху Perfboard.
• Капацитетът C1 (10nF/2kV) е заварен към изходния конектор на гърба на H. V. модул.
• На гърба на H. V. модул между входа и изхода GND.
• Резисторът R6 (47KΩ) е заварен директно върху заземяващия щифт на светодиода.
• W5100 Ethernet модулът RST не е свързан към Arduino RST. На щифта RST на щифта на модула W5100 има резистор и капацитет. Ако е свързан с Arduino RST, това предотвратява изтеглянето на нов фърмуер в Arduino. Недостатъкът е необходимостта от изключване на захранването за нулиране на Ethernet.

СОФТУЕР

Програмирането на C-GM Counter Device може да се извърши с помощта на HEX файла на C-GM Counter устройството.

Ще ви е необходима помощна програма UpLoader, като Xloader (уебсайтът на автора е затворен, копие е налично тук) или ArduinoSketchUploader (източници на C#, които трябва да бъдат компилирани). Други алтернативи могат да бъдат достъпни от уебсайта на Arduino.

• CGM_vx.x.x.hex Използвайте този файл, за да запазите родния зареждащ механизъм на вашия Arduino Nano.
• CGM_v1.x.x.x_bootloader.hex Използвайте този файл, за да мигате фърмуера на C-GM и неговото зареждащо устройство.

---

НОВО v1.3: За да деактивирате мрежата, продължете да натискате бутона по време на зареждане (до влизане в менюто, след това напуснете менюто). Това избягва непрекъснатото блокиране поради повторни опити за мрежова връзка, което предотвратява влизането в менюто за задаване на нови мрежови параметри (изненадан съм, че никой не съобщава, че засега се притеснява с това!)

Стъпка 4: Използване на брояча C-GM

Кратко описание

Моля, прочетете PDF за подробности

Устройството C-GM Counter отчита броя на радиационните импулси (CPM) за период от една минута (променлив прозорец) и преобразува този брой в микросиверт на час (µSv/h), като използва G. M. коефициент на конверсия на тръбата.

• При стартиране началният екран показва версията и авторските права на фърмуера на устройството за брояч C-GM.
• Около 5 секунди след включването, екранът за затваряне се затваря и броячът започва измерването на радиацията.

Потребителският интерфейс беше много прост и има само един превключвател за управление на екраните и менюто на устройството.

Според продължителността на натискането на бутона има две възможни действия.

1. Кратко натискане = SELECT Потребител натиска бутона по -малко от половин секунда.
2. Продължително натискане = СЛЕДВАЩИ Потребителят натиска бутона повече от половин секунда.

За да влезете в менюто или да потвърдите запис в меню, натиснете едно дълго.

Има 5 информационни екрана:

1-ЕКРАН НА РАДИАЦИЯТА Информационният екран по подразбиране показва текущите стойности на излъчване, като текущата мярка μSV/h, максималната µSV/h стойност след включване, текущата CPM стойност и средната µSV/h след включване. Съобщенията се показват в долния ред.

2 - ЕКРАН ДОЗИМЕТР

Този екран показва стойности след включване, включително изминалото време, общия брой отчитания и еквивалентната доза, изразена както в микро-Sievert, така и в микро-Rem.

3 - ЕКРАН НА ТРУБА GM

Покажете коефициента на преобразуване на GM тръбата CPM на µSv/h, текущата стойност на високо напрежение (отчетено от вътрешния волтметър) и прага на алармата (в CPM).

4 - МРЕЖЕН ЕКРАН

Показва IP адреса на устройството (Dev) (разпределен от DHCP услугата) и IP адреса на отдалечения сървър на A-GM (Svr).

5 - ЕКРАН НА КРЕДИТИТЕ

Показване на версията и датата на фърмуера, както и авторските права.

КОНФИГУРАЦИОННО МЕНЮ

Има 7 екрана с менюта за конфигуриране на устройството. Някои параметри трябва да бъдат зададени с помощта на комуникационните портове (сериен или мрежов).

Стъпка 5: Прилагане на цялостната екосистема

Кратко описание

Моля, прочетете PDF за подробности

Проектът A-GM има за цел да осигури дългосрочно непрекъснато измерване на нивото на радиоактивност. Той включва уеб приложение с отворен код (A-GM Manager), работещо на SOHO сървър (напр. NAS от QNAP за сървъри за малък офис в домашния офис), свързано към устройство за измерване на радиоактивност на Гайгер-Мюлер, като например броячи C-GM или съвместими броячи от GQ Electronics LLC.

За да обобщим цялостната система:

• A-GM Manager Уеб приложението, което непрекъснато следи и съхранява нивата на бета/гама радиация, получени от броячите на Geiger-Muller на локален сървър. Данните могат да бъдат пренасочени към уебсайта на GMC. MAP за споделяне на данни в световен мащаб с помощта на потребителски акаунт.
• C-GM Counter Отворен код хардуер и фърмуер за Ethernet G. M. брояч, разработен и предоставен от Ad’Novea®, работещ с A-GM Manager.
• Устройство GMC-320 Устройствата GMC-320/5xx/6xx се продават от GQ Electronics LLC © и позволяват пренасочване на мерки към уебсайта на GMC. MAP директно от устройството, използвайки WiFi връзка. A-GM Manager поддържа тези устройства за регистриране на радиационните мерки на вашия сървър и осигуряване на пренасочване към уебсайта на GMC. MAP.

ХАРАКТЕРИСТИКА

• Езикова поддръжка за английски, френски, японски, руски и китайски
• Поддръжка за броячи C-GM и GQ Electronics LLC брояч Geiger-Muller или съвместими устройства
• Наблюдавайте радиоактивността през определен от потребителя период на задържане (максимум 90 дни) или месечно (вижте снимката)
• Ако нивото надвишава дефинирания от потребителя праг; имейлите се изпращат до 5 имейл адреса.
• Показва текущото ниво на радиация в µSv/h и максималното ниво през периода на задържане (запис)
• Начертаване на график с функции за мащабиране и панорамиране (1 час, 6 часа, 24 часа, 1 седмица и 4 седмици)
• Регистрацията за периода на съхранение може да бъде изтеглена и месечни данни, когато са налични
• Изтеглянето и конфигурирането са защитени с вход и парола
• Откриване на повреда на GM тръбата и изпращане на имейл до администратора
• Пренасочване на данни към уебсайт на GMC. MAP (изисква се потребителски акаунт в gmcmap)
• Поддръжка за настолни компютри, таблети и екрани на смартфони.

ИЗТЕГЛИ

ZIP по -долу може да бъде извлечен в уеб директорията на вашия SOHO сървър. За собствениците на QNAP NAS има пакет QPKG, достъпен от SourceForge.

Най -новата версия 1.3 може да бъде изтеглена от SourceForge

Стъпка 6: Интеграция на IoT

Кратко описание

Напълно независима ограничена версия на Node-RED на A-GM е достъпна за QNAP IoT среда. Това е различно и ограничено приложение за A-GM Manager, което може да се използва само за наблюдение.

Тъй като C-GM Counter може да предоставя измервателни данни във формат JSON, това е лесен кандидат за интеграция на IoT. Някои доставчици на SOHO/NAS като QNAP предоставят на своите машини IoT рамки за IoT устройства, поддържащи формата за данни JSON.

Тук е приложен наличен NodeRED файл, който съм разработил за интегриране в рамката на QNAP IOT. Позволява достъп до данните на брояча C-GM от всеки компютър или мобилно устройство.