Radioaktivitetsräknare (IoT) och övervakningsekosystem: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Status: Ej publicerad

C-GM firmware senaste uppdatering den 10 juni 2019 med ny 1.3-version A-GM-applikation senaste uppdatering den 25 november 2019 med ny 1.3-version

Detta D. I. Y låga kostnad (50 $/43 €) C-GM Counter-projekt tillhandahåller hårdvara och fast programvara för att bygga en Geiger-Müller-räknarenhet aka G. M. räknare för kontinuerlig mätning av radioaktivitetsnivån. Den är baserad på en Arduino Nano, en 20 tecken x 4 rader LCD -skärm, ett W5100 Ethernet -kort, en 400V strömförsörjning och mycket få komponenter runt. Antalet komponenter har hållits till ett minimum för enkel montering och minskning av kostnaden.

• C-GM-räknaren kan köras som en fristående radioaktivitetsräknare
• eller för att säkerställa långsiktig radioaktivitetsövervakning kan C-GM-räknaren användas i samarbete med A-GM Manager (i uppföljaren) som är en open-source webbapplikation som körs på en SOHO-server (t.ex. QNAP säljer Small Office Home Office-servrar). A-GM Manager kan också publicera C-GM Counter-åtgärder på den globala delade kartan som hanteras av GMC MAP. Slutligen finns det också en Node-RED-version för integration av C-GM-räknaren med Node-RED, till exempel QNAP IoT-ramverket.

Se även W-GM Counter, en bärbar batteridriven Wifi-version (22 $/27 €) baserad på ESP32 Heltec kompatibel med det nuvarande ekosystemet.

VIKTIGT (risk för elektriska stötar)

Enheten kräver en 400 volt strömförsörjning. Trots att den nuvarande levererade kommer att förbli mycket låg, avråder jag från att människor som inte är vana att hantera elektronik och el försöker bygga denna enhet utan att välja en kommersiell produkt istället (se tillgängliga kompatibla produkter i avsnittet Ekosystem).

Steg 1: Ekosystemet

Du kan BARA vara intresserad av att bygga C-GM-räknaren. Såklart du kan!

Men du kan också vara villig att implementera din lokala radioaktivitetsmätpunkt och spårnivåns utveckling över tiden. Detta kan göras med vårt ekosystem ovan.

För dem som har svårt att bygga hårdvara hittade jag räknare från GQ Electronics LLC © som GMC-320V5 som är kompatibel med vår A-GM Manager (jag har varken intressen eller kontakter med detta företag så fråga mig inte mer om deras Produkter).

OBS! Omfattande dokumentation om både C-GM Counter-enheten och A-GM Manager finns i PDF-format för att vägleda dig kring enhetsbyggande och implementering av ekosystem.

All information som krävs för att montera C-GM Counter-enhetens hårdvara och firmware kan hittas och laddas ner från SourceForge.

Steg 2: C-GM-räknarenheten

FUNKTIONER

• Strålningsdetektering: beta, gamma, röntgen
• GM-rör: STS-5 (CTC-5) / SBM-20 (400 V driftspänning)
• Språkstöd: endast engelska
• Maxvärde 65535 CPM / 425 µSv / h (teoretiskt)

• Visningsvärden:

  • Nuvarande CPM
  • Ström µSv/h
  • Maximalt µSv/h sedan start
  • Genomsnittligt µSv/h sedan start
  • Förfluten tid sedan start
  • Nivå på stapeldiagram

  • Larm

    • Användardefinierat tröskelvärde
    • Larmmeddelanden på LCD
    • LCD -bakgrundsbelysning blinkar

  • LED -blixt för varje beta/gammastrålningspuls

    • Lysdioden blinkar varje sekund om GM -röret är detektivt
    • Lysdioden lyser fortfarande när nätverksanslutningen misslyckas

  • Ljud ljud

    • Ljudsignal för varje beta-/gammastrålningspuls
    • Ljudlarm

  • Enhetskontroll från:

    • Enhetens interna meny
    • USB (kräver en seriekonsol som Termite) eller Ethernet (med en webbläsare)
  • Nätverksanslutning med DHCP
  • Stöd för A-GM Manager webbgränssnitt

  • Användardefinierade parametrar (från Meny eller via webbgränssnitt)

    • GM -rörets omvandlingsfaktor (CPM till µSv/h)
    • Larmtröskel i CPM
    • Summer till eller från
    • Display timeout
    • Aktivera nätverk för kommunikation till A-GM Manager
    • A-GM-server IP-definition (via USB eller A-GM Manager)
    • Intern H. V. kalibrering av voltmeter (via USB eller A-GM Manager)
    • Parametrar kan sparas permanent i EEPROM

Steg 3: Bygga C-GM-räknaren

Kort beskrivning

Se PDF -filen för mer information

HÅRDVARA

Monteringen av C-GM-räknemaskinvaran har gjorts enklast som möjligt med hjälp av minimikomponenter tillgängliga från mig själv (t.ex. Amazon eller eBay) och minimalt med kabeldragning. Det finns inget dedikerat kretskort (PCB) utan istället ett billigt kort med en enda yta (aka Perfboard) med lödkudde för varje hål (Veroboard).

• GM 5.6MΩ -motståndet säljs direkt på RCA -uttaget.
• Ethernet -kortet är anslutet till Arduino Nano med en 2x5 -kontakt.
• Ethernet -kortkontaktstiften passerar genom perforboard för att säkerställa att det fixeras.
• Arduino Nano är svetsad på Perfboard.
• C1 -kapacitansen (10nF/2kV) är svetsad på utgångskontakten på baksidan av H. V. modul.
• Det finns en remtrådssvets på baksidan av H. V. modul mellan ingång och utgång GND.
• R6 -motståndet (47KΩ) svetsas direkt på jordstiftet på lysdioden.
• W5100 Ethernet -modulen RST är inte ansluten till Arduino RST. På RST -stiftet på W5100 -modulstiftet finns ett motstånd och kapacitans. Om den är ansluten till Arduino RST förhindrar detta nedladdning av ny firmware i Arduino. Nackdelen är behovet av att stänga av strömförsörjningen för att återställa Ethernet.

PROGRAMVARA

C-GM Counter Device-programmeringen kan göras med hjälp av C-GM Counter-enhetens HEX-fil.

Du behöver ett UpLoader -verktyg som Xloader (författarens webbplats är för närvarande stängd, en kopia finns tillgänglig här) eller ArduinoSketchUploader (C# -källor som ska sammanställas). Andra alternativ kan vara tillgängliga från Arduinos webbplats.

• CGM_vx.x.x.hex Använd den här filen för att behålla den inbyggda startladdaren för din Arduino Nano.
• CGM_v1.x.x.x_bootloader.hex Använd den här filen för att flasha C-GM-firmware och dess startladdare.

---

NY v1.3: För att inaktivera nätverk, fortsätt att trycka på knappen medan du startar (tills du går in i menyn och lämnar sedan menyn). Detta undviker att blockeras kontinuerligt på grund av nätverksanslutningsförsök som förhindrar att gå in i menyn för att ställa in nya nätverksparametrar (jag är förvånad över att ingen rapporterar att han har stör sig på detta än så länge!)

Steg 4: Använda C-GM-räknaren

Kort beskrivning

Läs PDF -filen för mer information

C-GM-räknarenheten räknar antalet strålningspulser (CPM) över en period på en minut (växlingsfönster) och omvandlar denna räkning till ett mikro Sievert per timme (µSv/h) värde med hjälp av G. M. röromvandlingsfaktor.

• Vid start visar splash-skärmen versionen och upphovsrätten för C-GM-räknarenhetens firmware.
• Cirka 5 sekunder efter uppstarten stängs stänkskärmen och räknaren startar strålningsmätningen.

Användargränssnittet gjordes mycket enkelt och det finns bara en tack -switch för att styra enhetens skärmar och meny.

Beroende på knapptryckningens längd finns det två möjliga åtgärder.

1. Kort tryckning = VÄLJ Användare tryck på knappen mindre än en halv sekund.
2. Långt tryck = NÄSTA Användare trycker på knappen mer än en halv sekund.

För att gå in i menyn eller bekräfta en menypost gör du ett långt tryck. För att väcka displayen hoppar du till nästa skärm eller menypost, gör ett kort tryck.

Det finns 5 informationsskärmar:

1-STRålningsskärm Standardinformationsskärmen visar de aktuella strålningsvärdena som det aktuella µSV/h-mätet, det maximala µSV/h-värdet sedan uppstart, det aktuella CPM-värdet och det genomsnittliga µSV/h sedan uppstart. Meddelanden visas på nedersta raden.

2 - DOSIMETER -SKÄRM

Denna skärm visar värden sedan uppstart inklusive den förflutna tiden, det totala antalet räkningar och motsvarande dos uttryckt både i micro-Sievert och micro-Rem.

3 - GM TUBE SCREEN

Visa GM -rörets omvandlingsfaktor CPM till µSv/h, det aktuella högspänningsvärdet (avläst från intern voltmeter) och larmtröskeln (i CPM).

4 - NÄTVERKSSKÄRM

Visa enhetens (Dev) IP-adress (tilldelad av DHCP-tjänsten) och A-GM-fjärrservern (Svr) IP-adress.

5 - KREDITSKÄRM

Visa firmwareversion och datum samt upphovsrätten.

KONFIGURATIONSMENY

Det finns 7 menyer för konfiguration av enheten. Vissa parametrar måste ställas in med hjälp av kommunikationsportarna (seriell eller nätverk).

Steg 5: Implementering av det övergripande ekosystemet

Kort beskrivning

Läs PDF -filen för mer information

A-GM-projektet syftar till att tillhandahålla en långsiktig kontinuerlig mätning av radioaktivitetsnivån. Den innehåller en webbapplikation med öppen källkod (A-GM Manager) som körs på en SOHO-server (t.ex. NAS från QNAP för Small Office Home Office-servrar) ansluten till en Geiger-Muller-radioaktivitetsräknare, t.ex. C-GM-räknare eller kompatibla räknare från GQ Electronics LLC.

För att sammanfatta det övergripande systemet:

• A-GM Manager Webbapplikationen som kontinuerligt övervakar och lagrar de beta-/gammastrålningsnivåer som förvärvats från Geiger-Muller-räknare på en lokal server. Data kan omdirigeras till GMC. MAP -webbplatsen för världsomspännande datadelning med ett användarkonto.
• C-GM Counter En hårdvara och fast programvara för Ethernet G. M. räknare utvecklad och tillhandahålls av Ad’Novea® som körs med A-GM Manager.
• GMC-320-enhet GMC-320/5xx/6xx-enheter säljs av GQ Electronics LLC © och tillåter omdirigering av åtgärder till GMC. MAP-webbplatsen direkt från enheten med en WiFi-anslutning. A-GM Manager stöder dessa enheter för att logga strålningsmått på din server och säkerställa omdirigering till GMC. MAP-webbplatsen.

FUNKTIONER

• Språkstöd för engelska, franska, japanska, ryska och kinesiska
• Stöd för C-GM-räknare och GQ Electronics LLC Geiger-Muller-räknare eller kompatibla enheter
• Övervaka radioaktivitet under en användardefinierad lagringsperiod (max 90 dagar) eller varje månad (se bild)
• Om nivån överstiger det användardefinierade tröskelvärdet; e -postmeddelanden skickas upp till 5 e -postadresser.
• Visa aktuell strålningsnivå i µSv/h och maximal nivå över lagringsperioden (inspelning)
• Plotspårning med zoom- och panoreringsfunktioner (1 timme, 6 timmar, 24 timmar, 1 vecka och 4 veckor)
• Logga över lagringsperioden kan laddas ner och månadsdata när den är tillgänglig
• Nedladdning och konfiguration skyddad med inloggning och lösenord
• Upptäckt av GM-rörfel och skicka e-post till administratören
• Omdirigering av data till GMC. MAP -webbplats (krävs ett användarkonto på gmcmap)
• Stöd för stationära datorer, surfplattor och smartphone -skärmar.

LADDA NER

ZIP -filen nedan kan extraheras till webbkatalogen på din SOHO -server. För QNAP NAS -ägare finns ett QPKG -paket tillgängligt från SourceForge.

Senaste VERSION 1.3 kan laddas ner från SourceForge

Steg 6: IoT -integrationen

Kort beskrivning

En helt oberoende Node-RED-begränsad version av A-GM är tillgänglig för QNAP IoT-miljö. Det är en annan och begränsad A-GM Manager-applikation som endast kan användas för övervakning.

Eftersom C-GM Counter kan tillhandahålla mätdata i ett JSON-format är det en lätt kandidat för IoT-integration. Vissa SOHO/NAS -leverantörer som QNAP gör tillgängliga IoT -ramverk på sina maskiner för IoT -enheter som stöder JSON -dataformatet.

Här bifogas en tillgänglig NodeRED -fil som jag har utvecklat för integration i QNAP IOT -ramverket. Det gör det möjligt att komma åt C-GM Counter-data från vilken dator eller mobil enhet som helst.