Števec radioaktivnosti (IoT) in nadzorni ekosistem: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Stanje: Neobjavljeno

Zadnja posodobitev vdelane programske opreme C-GM 10. junija 2019 z novo različico 1.3 A-GM aplikacija Zadnja posodobitev 25. novembra 2019 z novo različico 1.3

Ta nizkocenovni projekt D. I. Y (50 $/43 €) C-GM Counter zagotavlja strojno in vdelano programsko opremo za izdelavo številske naprave Geiger-Müller, imenovane G. M. števec za neprekinjeno merjenje ravni radioaktivnosti. Temelji na Arduino Nano, 20 -mestnem x 4 -vrstnem LCD zaslonu, ethernetni kartici W5100, napajalniku 400 V in zelo malo komponent. Zaradi enostavne montaže in znižanja stroškov je bilo število komponent minimalno.

• Števec C-GM lahko deluje kot samostojen števec radioaktivnosti
• ali za zagotavljanje dolgoročnega spremljanja radioaktivnosti se lahko števec C-GM uporablja skupaj z upraviteljem A-GM (v nadaljevanju), ki je odprtokodna spletna aplikacija, ki se izvaja na strežniku SOHO (npr. QNAP prodaja strežnike za majhno pisarno v domači pisarni)). Upravitelj A-GM lahko objavi tudi ukrepe proti C-GM na svetovnem skupnem zemljevidu, ki ga upravlja GMC MAP. Končno obstaja tudi različica Node-RED za integracijo števca C-GM z Node-RED, kot je ogrodje QNAP IoT.

Glejte tudi W-GM Counter, prenosno različico Wi-Fi na baterijski pogon (22 USD/27 €), ki temelji na ESP32 Heltec in je združljiva s trenutnim ekosistemom.

POMEMBNO (nevarnost električnega udara)

Naprava potrebuje napajanje 400 voltov. Kljub temu, da bo trenutna dobava še vedno zelo nizka, odsvetujem ljudi, ki niso navajeni ukvarjati se z elektroniko in elektriko, da poskušajo zgraditi to napravo, ampak raje izberejo komercialni izdelek (glejte razpoložljive združljive izdelke v razdelku Ekosistem).

1. korak: Ekosistem

Morda vas bo zanimalo SAMO izdelava števca C-GM. Seveda lahko!

Morda pa boste sčasoma pripravljeni izvajati tudi lokalno merilno točko radioaktivnosti in razvoj ravni sledi. To lahko storite z zgornjim ekosistemom.

Za tiste, ki imajo težave pri izdelavi strojne opreme, sem našel števce podjetja GQ Electronics LLC ©, kot je GMC-320V5, ki je združljiv z našim upraviteljem A-GM (s tem podjetjem nimam niti interesov niti stikov, zato me ne sprašujte več o njihovih izdelki).

OPOMBA: Obsežna dokumentacija o napravi števec C-GM in upravitelju A-GM je na voljo v formatu PDF, ki vas vodi skozi gradnjo naprav in implementacijo ekosistema.

Vse informacije, potrebne za sestavljanje strojne in vdelane programske opreme naprave C-GM Counter, najdete in naložite iz SourceForge.

2. korak: Naprava za števec C-GM

LASTNOSTI

• Odkrivanje sevanja: beta, gama, rentgen
• GM cev: STS-5 (CTC-5) / SBM-20 (400 V delovna napetost)
• Jezikovna podpora: samo v angleščini
• Največja vrednost 65 535 CPM / 425 µSv / h (teoretično)

• Prikazne vrednosti:

  • Trenutni CPM
  • Tok µSv/h
  • Največ µSv/h od zagona
  • Povprečno µSv/h od zagona
  • Pretekel čas od zagona
  • Raven na stolpčnem grafu

  • Alarm

    • Uporabniško določen prag
    • Alarmna sporočila na LCD -prikazovalniku
    • Utripa osvetlitev zaslona LCD
  • LED bliskavica za vsak impulz beta/gama sevanja
    • LED utripa vsako sekundo, če je cev GM detektivska
    • LED še vedno sveti, ko omrežna povezava ne uspe

  • Zvočni zvok

    • Pišite za vsak impulz beta/gama sevanja
    • Zvočni zvočni alarm

  • Nadzor naprave iz:

    • Notranji meni naprave
    • USB (zahteva serijsko konzolo, kot je Termite) ali Ethernet (z uporabo spletnega brskalnika)
  • Omrežna povezava z uporabo DHCP
  • Podpora za spletni vmesnik A-GM Manager

  • Uporabniško določeni parametri (iz menija ali prek spletnega vmesnika)

    • Faktor pretvorbe GM cevi (CPM v µSv/h)
    • Alarmni prag v CPM
    • Zvočni signal vklopljen ali izklopljen
    • Prikaz časovne omejitve
    • Omogočite omrežje za komunikacijo z upraviteljem A-GM
    • Opredelitev IP strežnika A-GM (prek USB-ja ali upravitelja A-GM)
    • Notranji H. V. kalibracija voltmetra (preko USB ali A-GM Manager)
    • Parametre lahko trajno shranite v EEPROM

3. korak: Izdelava števca C-GM

Kratek opis

Za podrobnosti si oglejte datoteko PDF

HARDWARE

Sestavljanje strojne opreme števca C-GM je bilo najenostavnejše z uporabo minimalnih komponent, ki so na voljo same (npr. Amazon ali eBay), in najmanj ožičenja. Ni namenskega tiskanega vezja (PCB), ampak je namesto tega poceni enojna plošča (imenovana Perfboard) s spajkalno blazinico za vsako luknjo (Veroboard).

• Upor GM 5.6MΩ se prodaja neposredno na vtičnici RCA.
• Ethernetna plošča je priključena na Arduino Nano s priključkom 2x5.
• Zatiči priključka Ethernet plošče prehajajo skozi Perforboard, da se zagotovi njegova pritrditev.
• Arduino Nano je varjen na plošči Perfboard.
• Kapaciteta C1 (10nF/2kV) je varjena na izhodnem priključku na hrbtni strani vtičnice. modul.
• Na hrbtni strani H. V. modul med vhodom in izhodom GND.
• Upor R6 (47KΩ) je privarjen neposredno na ozemljitveni zatič LED.
• Ethernetni modul W5100 RST ni priključen na Arduino RST. Na zatiču RST modula W5100 je upor in kapacitivnost. Če je povezan z Arduino RST, to preprečuje prenos nove vdelane programske opreme v Arduino. Pomanjkljivost je potreba po izklopu napajanja za ponastavitev Etherneta.

PROGRAMSKA OPREMA

Programiranje števca C-GM lahko izvedete s pomočjo datoteke HEX naprave C-GM Counter.

Potrebovali boste pripomoček UpLoader, kot je Xloader (spletno mesto avtorja je trenutno zaprto, kopija je na voljo tukaj) ali ArduinoSketchUploader (vire C# je treba zbrati). Druge možnosti so na voljo na spletnem mestu Arduino.

• CGM_vx.x.x.hex S to datoteko ohranite domači zagonski nalagalnik vašega Arduino Nano.
• CGM_v1.x.x.x_bootloader.hex Uporabite to datoteko za utripanje vdelane programske opreme C-GM in njenega zagonskega nalagalnika.

---

NOVO v1.3: Če želite onemogočiti omrežje, med zagonom pritiskajte gumb (dokler ne vstopite v meni, nato zapustite meni). S tem se izognete neprekinjenemu blokiranju zaradi ponovnih poskusov omrežne povezave, ki preprečuje vstop v meni za nastavitev novih omrežnih parametrov (presenečen sem, da nihče ne poroča, da bi se zaenkrat ukvarjal s tem!)

4. korak: Uporaba števca C-GM

Kratek opis

Za podrobnosti preberite PDF

Naprava C-GM Counter šteje število sevalnih impulzov (CPM) v enominutnem obdobju (premik okna) in to število pretvori v vrednost mikro Sieverta na uro (µSv/h) z uporabo G. M. faktor pretvorbe cevi.

• Na zagonskem zaslonu se prikažejo različica in avtorske pravice strojno-programske opreme števca C-GM.
• Približno 5 sekund po vklopu se zaskočni zaslon zapre in števec začne meriti sevanje.

Uporabniški vmesnik je bil zelo preprost in obstaja samo eno stikalo za nadzor zaslonov in menija naprave.

Glede na trajanje pritiska na gumb sta možna dva dejanja.

1. Kratek pritisk = IZBERI Uporabnik pritisne gumb manj kot pol sekunde.
2. Dolg pritisk = NAPREJ Uporabnik pritisne gumb več kot pol sekunde.

Če želite vstopiti v meni ali potrditi vnos v meniju, pritisnite in pritisnite eno uro.

Obstaja 5 zaslonov z informacijami:

1-ZASLON ZRAČEVANJA Privzeti informacijski zaslon prikazuje trenutne vrednosti sevanja, kot so trenutna meritev µSV/h, največja vrednost µSV/h od vklopa, trenutna vrednost CPM in povprečna µSV/h od vklopa. Sporočila so prikazana v spodnji vrstici.

2 - ZASLON DOSIMETRA

Na tem zaslonu so prikazane vrednosti od vklopa, vključno s pretečenim časom, skupnim štetjem in enakovrednim odmerkom, izraženim v mikro-Sievertu in mikro-Remu.

3 - ZASLON GM TUBE

Prikažite faktor pretvorbe cevi GM za CPM na µSv/h, trenutno visokonapetostno vrednost (odčitano z notranjega voltmetra) in alarmni prag (v CPM).

4 - MREŽNI EKRAN

Prikažite IP naslov naprave (Dev) (dodeljen s storitvijo DHCP) in IP naslov oddaljenega strežnika A-GM (Svr).

5 - ZASLON KREDITOV

Prikažite različico in datum vdelane programske opreme ter avtorske pravice.

KONFIGURACIJSKI MENI

Obstaja 7 zaslonskih menijev za konfiguracijo naprave. Nekatere parametre je treba nastaviti s komunikacijskimi vrati (serijsko ali omrežno).

5. korak: Izvajanje splošnega ekosistema

Kratek opis

Za podrobnosti preberite PDF

Namen projekta A-GM je zagotoviti dolgoročno neprekinjeno merjenje ravni radioaktivnosti. Vključuje odprtokodno spletno aplikacijo (A-GM Manager), ki se izvaja na strežniku SOHO (npr. NAS iz QNAP za strežnike za majhno pisarno v domači pisarni), povezano z napravo za merjenje radioaktivnosti Geiger-Muller, kot so števci C-GM ali združljivi števci iz GQ Electronics LLC.

Če povzamemo celoten sistem:

• A-GM Manager Spletna aplikacija, ki stalno spremlja in shranjuje ravni sevanja beta/gama, pridobljene iz Geiger-Mullerjevih števcev na lokalnem strežniku. Podatke je mogoče preusmeriti na spletno mesto GMC. MAP za skupno rabo podatkov po vsem svetu z uporabniškim računom.
• C-GM Counter Odprtokodna strojna in vdelana programska oprema za Ethernet G. M. števec, ki ga je razvil in zagotovil Ad’Novea® z A-GM Managerjem.
• Naprava GMC-320 Naprave GMC-320/5xx/6xx prodaja podjetje GQ Electronics LLC © in omogočajo preusmeritev ukrepov na spletno mesto GMC. MAP neposredno iz naprave prek povezave WiFi. A-GM Manager podpira te naprave za beleženje meritev sevanja na vašem strežniku in zagotavlja preusmeritev na spletno mesto GMC. MAP.

LASTNOSTI

• Jezikovna podpora za angleščino, francoščino, japonščino, ruščino in kitajščino
• Podpora za števce C-GM in števec Giger-Muller ali združljive naprave GQ Electronics LLC
• Spremljajte radioaktivnost v uporabniško določenem obdobju hrambe (največ 90 dni) ali mesečno (glejte sliko)
• Če raven preseže prag, ki ga določi uporabnik; e -poštna sporočila se pošljejo na največ 5 e -poštnih naslovov.
• Prikaz trenutne ravni sevanja v µSv/h in najvišje ravni v obdobju zadrževanja (snemanje)
• Izris zemljevida s funkcijami povečave in pomikanja (1 ura, 6 ur, 24 ur, 1 teden in 4 tedne)
• Dnevnik med obdobjem hrambe je mogoče prenesti in mesečne podatke, če so na voljo
• Prenos in konfiguracija sta zaščitena z prijavo in geslom
• Odkrivanje okvare GM cevi in pošiljanje elektronske pošte administratorju
• Preusmeritev podatkov na spletno mesto GMC. MAP (potreben je uporabniški račun na gmcmap)
• Podpora za namizne računalnike, tablične računalnike in zaslone pametnih telefonov.

PRENESI

Spodnji ZIP lahko izvlečete v spletni imenik vašega strežnika SOHO. Za lastnike NAS QNAP je na voljo paket QPKG iz SourceForge.

Najnovejšo različico 1.3 lahko prenesete iz SourceForge

6. korak: Integracija interneta stvari

Kratek opis

Za okolje QNAP IoT je na voljo popolnoma neodvisna omejena različica N-RED A-GM. To je drugačna in omejena aplikacija A-GM Manager, ki jo je mogoče uporabiti samo za spremljanje.

Ker števec C-GM lahko posreduje merilne podatke v formatu JSON, je enostaven kandidat za integracijo interneta stvari. Nekateri ponudniki SOHO/NAS, kot je QNAP, na svojih strojih ponujajo ogrodja IoT za naprave IoT, ki podpirajo podatkovni format JSON.

Tukaj je priložena datoteka NodeRED, ki sem jo razvil za integracijo v okvir QNAP IOT. Omogoča dostop do podatkov števca C-GM iz katerega koli računalnika ali mobilne naprave.