مانیتور کاهش رادون: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

بررسی اجمالی

رادون به طور طبیعی از سنگ ها و خاک زیر خانه های ما در سراسر ایالات متحده و اتحادیه اروپا به دست می آید. این گاز همیشه در اطراف ما یک گاز رادیواکتیو بی بو ، بی مزه و نامرئی است. رادون مشکل ساز است زیرا از طریق شکاف یا شکاف به خانه ما نفوذ می کند و به سطوح بالاتری می رسد. هنگام تنفس با گاز رادون ، ذرات رادیواکتیو می توانند در ریه های شما گیر کرده و باعث سرطان شوند. بر اساس گزارش آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) ، رادون سالانه بیش از 21000 نفر را در ایالات متحده و بیش از 20000 نفر را سالانه در اتحادیه اروپا می کشد. به گفته مرکز کنترل بیماری ها (CDC) ، رادون عامل اصلی سرطان ریه غیر سیگاری است. خانه های قدیمی و جدید می توانند مشکلات رادونی داشته باشند. بسیاری از خانه ها به سیستم های کاهش فعال رادون نیاز دارند که معمولاً شامل کاهش فشار بر روی دال های فرعی یا خزنده می شود. این شامل یک فن کم وات (50 وات) است که بی سر و صدا و امیدوارم به طور مداوم برای کاهش سطح رادون کار می کند. فن اغلب در یک اتاق زیر شیروانی ، زیرزمین یا حتی بیرون از خانه پنهان می شود که در صورت عدم عملکرد صاف و دور از دید ، سرنشینان در معرض رادون رادیواکتیو قرار می گیرند. اطلاعات بیشتر از CDC ، EPA ، ایالت و دولت های محلی از جمله نقشه های منطقه ای در دسترس است.

www.epa.gov/radon/find-information-about-…

این پروژه از یک سنسور فشار کم هزینه Honeywell ABPMAND001PG2A3 (480-6250-ND) و یک Raspberry Pi برای نظارت و ورود به سیستم کاهش رادون استفاده می کند. همچنین اگر فشار از محدوده اسمی خارج شود هشدار می دهد. سنسور فشار با یک گذرگاه I2C (2 سیم) و همچنین به عنوان یک گذرگاه SPI (3 سیم) موجود است. هر دو برای 2 سیم دیگر به برق 3.3Vdc نیاز دارند. من از Raspberry Pi 3 استفاده کردم اما Zero یا RPi 4 نیز کار می کند. بسته به اینکه نسخه سنسور فشار I2C یا SPI را انتخاب کنید ، برای اتصال 4 یا 5 سیم به یک تخته نان یا مقداری سیم لحیم نیاز دارید. کد منبع پایتون دارای هشدارهای ایمیل است که می تواند به صورت پیامک یا پیام متنی ارسال شود. همچنین می توانید کد را برای استفاده از MQTT ، Blynk یا سایر سرویس های ابری تغییر دهید. این برنامه همچنین می تواند مانیتور رادون AirThings WavePlus را از طریق بلوتوث بخواند. این داده ها را برای سطوح رادون ، ترکیبات فرار ارگان ، CO2 ، دما و رطوبت ثبت می کند. این به شما امکان می دهد با اصلاح کد پایتون یا وارد کردن فایل های داده در یک برنامه صفحه گسترده ، داده ها را در هر فرمت انتخاب کنید. همچنین هشدارها و وضعیتی را ارسال می کند که می توانید مجدداً در کد پایتون سفارشی کنید یا به دلخواه تغییر دهید.

تدارکات:

اگر RPi دارید ، فقط به یک سنسور فشار و یک لوله کوچک نیاز دارید.

1. سنسور فشار (یکی از سنسورهای فشار زیر از Digikey ، Mouser ، Arrow ، Newark و دیگران موجود است. قیمت آنها حدود 13 دلار آمریکا است)

   • ABPDRRV001PDSA3 (موس 785-ABPDRRV001PDSA3 ، رابط DIP Pkg SPI)
   • ABPMAND001PG2A3 (Digikey 480-6250-ND ، رابط I2C)
   • ABPMRRV060MG2A3 (موس 785-ABPMRRV060MG2A3 ، رابط I2C)
2. لوله سیلیکونی یا پلاستیکی با قطر 1.5 میلی متر جهت اتصال سنسور فشار به لوله کاهش رادون
3. رزبری پای ، منبع تغذیه و کارت حافظه SD

مرحله 1: گزینه سیم کشی I2C

توصیه می شود سیم ها را نسبتاً کوتاه نگه دارید. سیم ها را تا چند فوت طول نگه داشتم. در صورت استفاده از سنسور فشار I2C ، 4 سیم برای اتصال سنسور فشار به رزبری پای وجود دارد:

RPI 40-pin => سنسور فشار Honeywell ABP

پین 1 (+3.3 VDC) => پین 2 (Vsupply)

پین 3 (SDA1) => پین 5 (SDA)

پین 5 (SCL1) => پین 6 (SCL)

پین 6 (GND) => پین 1 (GND)

مرحله 2: گزینه سیم کشی SPI

در صورت استفاده از سنسور فشار SPI ، 5 سیم برای اتصال سنسور فشار به رزبری پای وجود دارد:

RPI 40-pin => سنسور فشار Honeywell ABP

پین 17 (+3.3 VDC) => پین 2 (+3.3 Vsupply)

پین 21 (SPI_MISO) => پین 5 (MISO)

پین 23 (SPI_CLK) => پین 6 (SCLK)

پین 24 (SPI_CE0_N) => پین 3 (SS)

پین 25 (GND) => پین 1 (GND)

مرحله 3: اتصال لوله

برای اتصال سنسور فشار به لوله کاهش رادون از یک لوله پلاستیکی با قطر داخلی 1.5 میلی متر استفاده کنید که به سنسور فشار به درگاه P1 فوقانی متصل شده است. لوله پلاستیکی می تواند هر طول داشته باشد و انتهای دیگر آن با سوراخ کوچک به اندازه قطر بیرونی لوله به داخل لوله کاهش دهنده وارد شود.

مرحله 4: نرم افزار

پس از نصب سیستم عامل Raspberry Pi ، دستورالعمل های فعال کردن گذرگاه SPI و I2C را دنبال کردم:

github.com/BrucesHobbies/radonMaster

سپس از git برای بارگیری کد منبع radonMaster Python استفاده کردم:

git clone

من در چند خط در منبع radonMaster.py ویرایش کردم تا هشدارها را به دلخواه تنظیم کنم. هنگامی که خلاء/فشار فن کاهش دهنده رادون تغییر می کند ، برنامه هشدارهایی را ارسال می کند. برنامه داده ها را به یک فایل متغیر جدا شده با کاما (CSV) وارد می کند که می تواند به راحتی در اکثر برنامه های صفحه گسترده وارد شود یا با استفاده از کد منبع ارائه شده پایتون که از استاندارد MatPlotLib استفاده می کند ، ترسیم شود. این برنامه همچنین می تواند بسته به انتخاب شما گزارش های روزانه ، هفتگی یا ماهانه را از طریق ایمیل ارسال کند. سطوح رادون بر اساس آب و هوا به طور قابل توجهی متفاوت است ، بنابراین من ترجیح می دهم سطح هشدار را کمی بالاتر قرار دهم و داده ها را ماهانه ترسیم کنم. من همچنین متوجه شدم که فشار خلاء کاهش رادون در روزهایی که بادهای تند در بیرون وجود دارد به طور قابل توجهی تغییر می کند. این برنامه از الگوریتمی برای به حداقل رساندن هشدارهای کاذب استفاده می کند. هشدارهای غلط نداشته ام

من از دستور "python3 radonMaster.py" برای اجرای برنامه از پنجره ترمینال برای آزمایش اولیه و بررسی استفاده کردم. سپس از دستور crontab برای شروع برنامه در راه اندازی مجدد RPi استفاده کردم.

این پروژه نسبتاً سریع به پایان رسید و فقط نیاز به خرید سنسور فشار Honeywell (13 دلار آمریکا) و چند لوله پلاستیکی ارزان داشت. از طریق پروژه نحوه اتصال دستگاه های I2C و SPI را آموختم و با سنسورهای فشار پایه Honeywell TruStability Amplified آشنا شدم.