Radioaktivitetstæller (IoT) og Monitoring Eco-system: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Status: Ikke offentliggjort

C-GM firmware sidste opdatering den 10. juni 2019 med ny 1.3 version A-GM applikation sidste opdatering den 25. november 2019 med ny 1.3 version

Dette D. I. Y lave omkostninger (50 $/43 €) C-GM Counter-projekt leverer hardware og firmware til at bygge en Geiger-Müller-tællerenhed, også kaldet G. M. tæller til kontinuerlig måling af radioaktivitetsniveauet. Det er baseret på en Arduino Nano, et 20 tegn x 4 linjer LCD -display, et W5100 Ethernet -kort, en 400V strømforsyning og meget få komponenter rundt. Antallet af komponenter er blevet holdt på et minimum for let montering og reducering af omkostningerne.

• C-GM-tælleren kan køre som en selvstændig radioaktivitetstæller
• eller for at sikre langsigtet radioaktivitetsovervågning, kan C-GM-tælleren bruges i forbindelse med A-GM Manager (i efterfølgeren), der er en open-source webapplikation, der kører på en SOHO-server (f.eks. QNAP sælger Small Office Home Office-servere). A-GM Manager er også i stand til at offentliggøre C-GM-modforanstaltningerne på det globale kort, der administreres af GMC MAP. Endelig er der også en Node-RED-version til integration af C-GM-tælleren med Node-RED, f.eks. QNAP IoT-rammer.

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

VIGTIGT (risiko for elektriske stød)

Enheden kræver en 400 volt strømforsyning. På trods af at den leverede strøm forbliver meget lav, fraråder jeg folk, der ikke er vant til at beskæftige sig med elektronik og elektricitet, til at prøve at bygge denne enhed, men i stedet vælge et kommercielt produkt (se tilgængelige kompatible produkter i afsnittet Øko-system).

Trin 1: Økosystemet

Du kan KUN være interesseret i at bygge C-GM-tælleren. Selvfølgelig kan du!

Men du kan også være villig til at implementere dit lokale målepunkt for radioaktivitet og sporets udvikling over tid. Dette kan gøres ved hjælp af vores Eco-system ovenfor.

For dem, der har svært ved at bygge hardware, fandt jeg tællere fra GQ Electronics LLC © som GMC-320V5, der er kompatibel med vores A-GM Manager (jeg har hverken interesser eller kontakter med dette firma, så spørg mig ikke mere om deres Produkter).

BEMÆRK: Omfattende dokumentationer vedrørende både C-GM Counter-enheden og A-GM Manager er tilgængelige i PDF-format til at guide dig på tværs af enhedsopbygning og implementering af økosystem.

Alle oplysninger, der kræves for at samle C-GM Counter-enhedens hardware og firmware, kan findes og downloades fra SourceForge.

Trin 2: C-GM-tællerenheden

FUNKTIONER

• Strålingsdetektering: beta, gamma, røntgen
• GM-rør: STS-5 (CTC-5) / SBM-20 (400 V driftsspænding)
• Sprogstøtte: Kun engelsk
• Maksimal værdi 65535 CPM / 425 µSv / h (teoretisk)

• Visningsværdier:

  • Nuværende CPM
  • Strøm µSv/t
  • Maksimum µSv/t siden opstart
  • Gennemsnitlig µSv/t siden opstart
  • Forløbet tid siden opstart
  • Niveau på søjlediagram

  • Alarm

    • Brugerdefineret tærskel
    • Alarmmeddelelser på LCD
    • LCD -baggrundslys blinker

  • LED -blitz for hver beta-/gammastrålingspuls

    • LED blinker hvert sekund, hvis GM -rør er detektiv
    • LED lyser stadig, når netværksforbindelsen mislykkes

  • Lydlyd

    • Bip for hver beta/gammastrålingspuls
    • Hørbar lydalarm

  • Enhedskontrol fra:

    • Enhedens interne menu
    • USB (kræver en seriel konsol som f.eks. Termite) eller Ethernet (ved hjælp af en webbrowser)
  • Netværksforbindelse ved hjælp af DHCP
  • Understøttelse af A-GM Manager webgrænseflade

  • Brugerdefinerede parametre (fra menu eller via webgrænseflade)

    • GM -rørkonverteringsfaktor (CPM til µSv/h)
    • Alarmgrænse i CPM
    • Summer til eller fra
    • Vis timeout
    • Aktiver netværk til kommunikation til A-GM Manager
    • A-GM server IP definition (via USB eller A-GM Manager)
    • Intern H. V. voltmeter kalibrering (via USB eller A-GM Manager)
    • Parametre kan gemmes permanent i EEPROM

Trin 3: Opbygning af C-GM-tælleren

Kort beskrivelse

Se PDF -filen for detaljer

HARDWARE

Samlingen af C-GM tællerhardware er blevet gjort den enkleste som muligt ved hjælp af minimumskomponenter, der er tilgængelige fra mig selv (f.eks. Amazon eller eBay) og et minimum af ledninger. Der er ikke noget dedikeret printkort (PCB), men derimod et billigt prikbræt med et enkelt ansigt (også kaldet Perfboard) med loddepude til hvert hul (Veroboard).

• GM 5.6MΩ modstanden sælges direkte på RCA -stikket.
• Ethernet -kortet er forbundet til Arduino Nano ved hjælp af et 2x5 -stik.
• Ethernet -kortstikpinde passerer gennem Perforboardet for at sikre dets fiksering.
• Arduino Nano er svejset på Perfboard.
• C1 -kapacitansen (10nF/2kV) er svejset på udgangsstikket på bagsiden af H. V. modul.
• Der er en remtrådsvejsning på bagsiden af H. V. modul mellem input og output GND.
• R6 -modstanden (47KΩ) er svejset direkte på jordstiftet på LED'en.
• W5100 Ethernet -modul RST er ikke tilsluttet Arduino RST. På RST -stiften på W5100 -modulstiften er der en modstand og kapacitans. Hvis den er forbundet til Arduino RST, forhindrer dette download af ny firmware i Arduino. Ulempen er behovet for at slukke for strømforsyningen til nulstilling af Ethernet.

SOFTWARE

C-GM Counter Device-programmeringen kan udføres ved hjælp af C-GM Counter-enhedens HEX-fil.

Du skal bruge et UpLoader -værktøj, f.eks. Xloader (Forfatterens websted er for øjeblikket lukket, en kopi er tilgængelig her) eller ArduinoSketchUploader (C# -kilder, der skal kompileres). Andre alternativer kan være tilgængelige fra Arduino -webstedet.

• CGM_vx.x.x.hex Brug denne fil til at beholde den oprindelige boot-loader til din Arduino Nano.
• CGM_v1.x.x.x_bootloader.hex Brug denne fil til at blinke C-GM-firmwaren og dens boot-loader.

---

NY v1.3: For at deaktivere netværket skal du blive ved med at trykke på knappen under opstart (indtil du går ind i menuen, og derefter forlade menuen). Dette undgår at blive blokeret kontinuerligt på grund af netværksforbindelsesforsøg, der forhindrer adgang til menuen for indstilling af nye netværksparametre (jeg er overrasket over, at ingen rapporterer at have generet af dette indtil videre!)

Trin 4: Brug af C-GM-tælleren

Kort beskrivelse

Læs PDF'en for detaljer

C-GM-tællerenheden tæller antallet af strålingsimpulser (CPM) over en periode på et minut (skiftende vindue), og konverter dette tal til en mikro Sievert pr. Time (µSv/h) værdi ved hjælp af G. M. røromregningsfaktor.

• Ved opstart viser stænkskærmen versionen og ophavsrettighederne til C-GM-tællerenhedens firmware.
• Ca. 5 sekunder efter opstart lukker stænkskærmen, og tælleren starter strålingsmålingen.

Brugergrænsefladen blev gjort meget enkel, og der er kun en klemmekontakt til styring af enhedens skærme og menu.

I henhold til varigheden af knappetrykket er der to mulige handlinger.

1. Kort tryk = VÆLG Bruger tryk på knappen mindre end et halvt sekund.
2. Langt tryk = NÆSTE Bruger tryk på knappen mere end et halvt sekund.

For at ENTER menuen eller validere en menupost, skal du trykke et langt tryk. For at VÆKNE displayet, skal du springe til næste skærm eller menuindgang, foretage et kort tryk.

Der er 5 informationsskærme:

1-STRÅLINGSSKÆRM Standardinformationsskærmen viser de aktuelle strålingsværdier, f.eks. Det aktuelle µSV/t-mål, den maksimale µSV/t-værdi siden opstart, den aktuelle CPM-værdi og den gennemsnitlige µSV/t siden opstart. Meddelelser vises på bundlinjen.

2 - DOSIMETER SKÆRM

Denne skærm viser værdier siden opstart inklusive den forløbne tid, det samlede antal tællinger og den tilsvarende dosis udtrykt både i micro-Sievert og micro-Rem.

3 - GM TUBE SCREEN

Vis GM -rørets konverteringsfaktor CPM til µSv/h, den aktuelle højspændingsværdi (læst fra det interne voltmeter) og alarmgrænsen (i CPM).

4 - NETVÆRKSSKÆRM

Vis enhedens (Dev) IP-adresse (tildelt af DHCP-tjenesten) og A-GM-fjernserverens (Svr) IP-adresse.

5 - KREDITSKÆRM

Vis firmwareversion og dato samt ophavsrettigheder.

KONFIGURATIONSMENU

Der er 7 menuer skærme til konfiguration af enheden. Nogle parametre skal indstilles ved hjælp af kommunikationsporte (seriel eller netværk).

Trin 5: Implementering af det samlede økosystem

Kort beskrivelse

Læs PDF'en for detaljer

A-GM-projektet har til formål at levere en langsigtet kontinuerlig måling af radioaktivitetsniveauet. Det inkluderer en open source-webapplikation (A-GM Manager), der kører på en SOHO-server (f.eks. NAS fra QNAP til Small Office Home Office-servere), der er forbundet til en Geiger-Muller-radioaktivitetstæller, f.eks. C-GM-tællere eller kompatible tællere fra GQ Electronics LLC.

For at opsummere det overordnede system:

• A-GM Manager Webapplikationen, der løbende overvåger og gemmer beta-/gammastrålingsniveauerne hentet fra Geiger-Muller-tællere på en lokal server. Data kan omdirigeres til GMC. MAP -webstedet til verdensomspændende datadeling ved hjælp af en brugerkonto.
• C-GM Counter En open-source hardware og firmware til Ethernet G. M. tæller udviklet og leveret af Ad’Novea®, der kører med A-GM Manager.
• GMC-320-enhed GMC-320/5xx/6xx-enheder sælges af GQ Electronics LLC © og tillader omdirigering af foranstaltninger til GMC. MAP-webstedet direkte fra enheden ved hjælp af en WiFi-forbindelse. A-GM Manager understøtter disse enheder til registrering af strålingsforanstaltninger på din server og sikring af omdirigering til GMC. MAP-webstedet.

FUNKTIONER

• Sprogstøtte til engelsk, fransk, japansk, russisk og kinesisk
• Understøttelse af C-GM-tællere og GQ Electronics LLC Geiger-Muller-tæller eller kompatible enheder
• Overvåg radioaktivitet over en brugerdefineret opbevaringsperiode (maks. 90 dage) eller månedligt (se billede)
• Hvis niveauet overstiger den brugerdefinerede tærskel; e -mails sendes op til 5 e -mail -adresser.
• Vis det aktuelle strålingsniveau i µSv/h og maksimalt niveau over opbevaringsperioden (optagelse)
• Plotspor med zoom- og panoreringsfunktioner (1 time, 6 timer, 24 timer, 1 uge og 4 uger)
• Log over opbevaringsperioden kan downloades og månedlige data, når de er tilgængelige
• Download og konfiguration beskyttet med login og adgangskode
• Registrering af GM-rørfejl og sende e-mail til administratoren
• Omdirigering af data til GMC. MAP -webstedet (krævede en brugerkonto på gmcmap)
• Understøttelse af stationære computere, tablets og smartphones skærme.

HENT

ZIP'et herunder kan udtrækkes til webkataloget på din SOHO -server. For QNAP NAS -ejere er der en QPKG -pakke tilgængelig fra SourceForge.

Seneste VERSION 1.3 kan downloades fra SourceForge

Trin 6: IoT -integrationen

Kort beskrivelse

En helt uafhængig Node-RED begrænset version af A-GM er tilgængelig til QNAP IoT-miljø. Det er en anden og begrænset A-GM Manager-applikation, der kun kan bruges til overvågning.

Fordi C-GM Counter er i stand til at levere måledata i et JSON-format, er det en let kandidat til IoT-integration. Nogle SOHO/NAS -udbydere, f.eks. QNAP, stiller IoT -rammer til rådighed på deres maskiner til IoT -enheder, der understøtter JSON -dataformatet.

Her er vedhæftet en NodeRED -fil tilgængelig, som jeg har udviklet til integration i QNAP IOT -rammerne. Det gør det muligt at få adgang til C-GM Counter-data fra enhver computer eller mobilenhed.