شمارنده رادیواکتیویته (IoT) و مانیتورینگ سیستم اکو: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

وضعیت: منتشر نشده

آخرین بروزرسانی سیستم عامل C-GM در 10 ژوئن 2019 با 1.3 نسخه جدید A-GM برنامه کاربردی آخرین به روز رسانی در 25 نوامبر 2019 با نسخه 1.3 جدید

این پروژه کم هزینه D. I. Y (50 $/43 €) C-GM Counter سخت افزار و سیستم عامل را برای ساخت دستگاه شمارنده Geiger-Mlerller با نام مستعار G. M. شمارنده برای اندازه گیری مداوم سطح رادیواکتیویته این دستگاه بر اساس آردوینو نانو ، صفحه نمایش ال سی دی 20 کارتری در 4 خطی ، کارت اترنت W5100 ، منبع تغذیه 400 ولت و قطعات بسیار کمی در اطراف ساخته شده است. تعداد قطعات برای مونتاژ آسان و کاهش هزینه به حداقل ممکن رسیده است.

• شمارنده C-GM می تواند به عنوان یک شمارنده رادیواکتیویته مستقل عمل کند
• یا برای اطمینان از پایش بلند مدت رادیواکتیویته ، شمارنده C-GM را می توان در ارتباط با A-GM Manager (در ادامه) که یک برنامه وب منبع باز است که بر روی سرور SOHO اجرا می شود ، استفاده کرد (به عنوان مثال QNAP سرورهای دفتر کوچک دفتر خانگی را می فروشد) مدیر A-GM همچنین می تواند اقدامات شمارنده C-GM را در نقشه مشترک جهانی مدیریت شده توسط GMC MAP منتشر کند. در نهایت ، یک نسخه Node-RED برای ادغام شمارنده C-GM با Node-RED مانند چارچوب QNAP IoT وجود دارد.

همچنین W-GM Counter را ببینید ، نسخه Wifi باتری قابل حمل (22 دلار/27 یورو) بر اساس ESP32 Heltec سازگار با اکوسیستم فعلی.

مهم (خطر شوک الکتریکی)

این دستگاه به منبع تغذیه 400 ولت نیاز دارد. علیرغم اینکه جریان تحویل داده شده بسیار کم باقی خواهد ماند ، من افرادی را که با لوازم الکترونیکی و برق عادت ندارند سعی کنند این دستگاه را بسازند و به جای آن یک محصول تجاری را انتخاب کنند (به محصولات سازگار موجود در بخش سیستم زیست محیطی مراجعه کنید).

مرحله 1: سیستم زیست محیطی

ممکن است فقط به ساخت شمارنده C-GM علاقه مند باشید. البته که میتوانید!

اما شما همچنین ممکن است مایل باشید که نقطه اندازه گیری رادیواکتیویته محلی خود را پیاده سازی کرده و تکامل سطح را در طول زمان ردیابی کنید. این را می توان با استفاده از سیستم اکو در بالا انجام داد.

برای کسانی که در ساخت سخت افزار مشکل دارند ، شمارنده هایی از GQ Electronics LLC © مانند GMC-320V5 پیدا کردم که با مدیر A-GM ما سازگار است (من نه علاقه ای دارم و نه ارتباطی با این شرکت دارم ، بنابراین در مورد آنها بیشتر از من نپرسید. محصولات).

توجه: اسناد جامع در مورد هر دو دستگاه C-GM Counter و A-GM Manager در قالب PDF در دسترس هستند تا شما را در ساخت دستگاه و اجرای سیستم اکوسیستم راهنمایی کنند.

همه اطلاعات مورد نیاز برای مونتاژ سخت افزار و سیستم عامل دستگاه C-GM Counter را می توانید از SourceForge پیدا کرده و بارگیری کنید.

مرحله 2: دستگاه شمارنده C-GM

امکانات

• تشخیص اشعه: بتا ، گاما ، اشعه ایکس
• لوله GM: STS-5 (CTC-5) / SBM-20 (400 ولتاژ کار)
• پشتیبانی زبان: فقط انگلیسی
• حداکثر مقدار 65 535 CPM / 425 µSv / h (نظری)

• نمایش مقادیر:

  • CPM فعلی
  • µSv/h فعلی
  • حداکثر µSv/h از زمان راه اندازی
  • متوسط μSv/h از زمان راه اندازی
  • زمان سپری شده از راه اندازی
  • سطح بر روی نمودار میله ای

  • زنگ خطر. هشدار

    • آستانه تعریف شده توسط کاربر
    • پیام های زنگ هشدار روی LCD
    • نور پس زمینه LCD چشمک می زند

  • فلاش LED برای هر پالس تابش بتا/گاما

    • اگر لوله GM کارآگاهی باشد ، LED هر ثانیه چشمک می زند
    • در صورت خرابی اتصال شبکه ، چراغ همچنان روشن است

  • صدای صوتی

    • برای هر پالس تابش بتا/گام بوق بزنید
    • زنگ صوتی قابل شنیدن

  • کنترل دستگاه از:

    • منوی داخلی دستگاه
    • USB (نیاز به کنسول سریال مانند Termite) یا اترنت (با استفاده از مرورگر وب)
  • اتصال به شبکه با استفاده از DHCP
  • پشتیبانی از رابط وب A-GM Manager

  • پارامترهای تعریف شده توسط کاربر (از منو یا از طریق رابط وب)

    • ضریب تبدیل لوله GM (CPM به µSv/h)
    • آستانه زنگ هشدار در CPM
    • زنگ روشن یا خاموش
    • نمایش زمان پایان
    • شبکه را برای ارتباط با مدیر A-GM فعال کنید
    • تعریف IP سرور A-GM (از طریق USB یا A-GM Manager)
    • داخلی H. V. کالیبراسیون ولت متر (از طریق USB یا A-GM Manager)
    • پارامترها را می توان به طور دائم در EEPROM ذخیره کرد

مرحله 3: ساخت شمارنده C-GM

توضیح کوتاه

برای اطلاع از جزئیات به فایل PDF مراجعه کنید

سخت افزار

مونتاژ سخت افزار شمارنده C-GM با استفاده از حداقل قطعات موجود از خود (مانند آمازون یا eBay) و حداقل سیم کشی به ساده ترین شکل ممکن انجام شده است. هیچ برد مدار چاپی اختصاصی (PCB) وجود ندارد بلکه در عوض یک تخته نقطه ای ارزان قیمت (معروف به Perfboard) با پد لحیم کاری برای هر سوراخ (Veroboard) وجود ندارد.

• مقاومت GM 5.6MΩ مستقیماً روی سوکت RCA فروخته می شود.
• برد اترنت با استفاده از رابط 2x5 به Arduino Nano متصل می شود.
• پین های اتصال برد اترنت از Perforboard عبور می کنند تا از ثابت شدن آن اطمینان حاصل شود.
• آردوینو نانو روی پرفرفورد جوش داده می شود.
• خازن C1 (10nF/2kV) روی کانکتور خروجی در پشت H. V جوش داده می شود. مدول.
• در پشت H. V جوش سیم بند وجود دارد. ماژول بین GND ورودی و خروجی
• مقاومت R6 (47KΩ) مستقیماً روی پایه زمین LED جوش داده می شود.
• ماژول W5100 اترنت RST به Arduino RST متصل نیست. در پین RST پین ماژول W5100 یک مقاومت و خازن وجود دارد. در صورت اتصال به Arduino RST ، از بارگیری سیستم عامل جدید در Arduino جلوگیری می کند. اشکال آن نیاز به خاموش کردن منبع تغذیه برای بازنشانی اترنت است.

نرم افزار

برنامه نویسی دستگاه شمارنده C-GM را می توان با استفاده از فایل HEX دستگاه C-GM Counter انجام داد.

شما به یک ابزار UpLoader مانند Xloader احتیاج دارید (وب سایت نویسنده بسته شده است که کپی آن در اینجا موجود است) یا ArduinoSketchUploader (منابع C# باید کامپایل شود). جایگزین های دیگر ممکن است از وب سایت Arduino موجود باشد.

• CGM_vx.x.x.hex از این فایل برای حفظ بوت لودر اصلی Arduino Nano خود استفاده کنید.
• CGM_v1.x.x.x_bootloader.hex از این فایل برای فلش سیستم عامل C-GM و بوت لودر آن استفاده کنید.

---

نسخه جدید v1.3: برای غیرفعال کردن شبکه ، هنگام بوت کردن دکمه را فشار دهید (تا زمانی که وارد منو نشوید ، سپس منو را ترک کنید). این امر به دلیل تلاش مجدد اتصال شبکه که مانع از ورود به منو برای تنظیم پارامترهای جدید شبکه می شود ، از مسدود شدن مداوم جلوگیری می کند (من تعجب می کنم که تا کنون هیچ کس گزارش نداده است که این کار را انجام دهد!)

مرحله 4: استفاده از شمارنده C-GM

توضیح کوتاه

لطفاً PDF را برای جزئیات بخوانید

دستگاه C-GM Counter تعداد پالس های تابش (CPM) را در یک دوره یک دقیقه (تغییر شیشه) شمارش می کند و این شمارش را با استفاده از G. M به مقدار میکرو سیورت در ساعت (µSv/h) تبدیل می کند. ضریب تبدیل لوله

• در هنگام راه اندازی ، صفحه نمایش splash نسخه و حق چاپ سیستم عامل دستگاه شمارنده C-GM را نشان می دهد.
• حدود 5 ثانیه پس از روشن شدن ، صفحه چلپ چلوپ بسته می شود و شمارنده شروع به اندازه گیری تابش می کند.

رابط کاربری بسیار ساده ساخته شده است و تنها یک کلید سوئیچ برای کنترل صفحه و منوی دستگاه وجود دارد.

با توجه به مدت زمان فشار دادن دکمه ، دو اقدام ممکن وجود دارد.

1. فشار کوتاه = انتخاب کاربر دکمه را کمتر از نیم ثانیه فشار دهید.
2. فشار طولانی = کاربر بعدی دکمه را بیش از نیم ثانیه فشار دهید.

برای ورود به منو یا تأیید ورودی منو ، یک فشار طولانی را فشار دهید. برای بیدار شدن از صفحه نمایش ، رفتن به صفحه بعدی یا ورود به منو ، یک فشار کوتاه انجام دهید.

5 صفحه اطلاعات وجود دارد:

1-صفحه تابش صفحه اطلاعات پیش فرض مقادیر تابش فعلی مانند اندازه گیری μSV/h فعلی ، حداکثر مقدار μSV/h از زمان روشن شدن ، مقدار CPM فعلی و متوسط µSV/h از زمان روشن شدن را نشان می دهد. پیامها در خط پایین نمایش داده می شوند.

2 - صفحه دوزیمتر

این صفحه مقادیر را از زمان روشن شدن نشان می دهد از جمله زمان سپری شده ، تعداد کل شمارش ها و دوز معادل بیان شده در micro-Sievert و micro-Rem.

3 - صفحه نمایش لوله GM

CPM ضریب تبدیل لوله GM به µSv/h ، مقدار ولتاژ بالا فعلی (خوانده شده از ولت متر داخلی) و آستانه زنگ هشدار (در CPM) را نمایش دهید.

4 - صفحه شبکه

آدرس IP دستگاه (Dev) (اختصاص داده شده توسط سرویس DHCP) و آدرس IP سرور A-GM (Svr) را نمایش دهید.

5 - صفحه اعتبارات

نسخه سیستم عامل و تاریخ و همچنین حق چاپ را نمایش دهید.

منوی پیکربندی

7 صفحه منو برای پیکربندی دستگاه وجود دارد. برخی از پارامترها باید با استفاده از پورت های ارتباطی (سریال یا شبکه) تنظیم شوند.

مرحله 5: پیاده سازی سیستم کلی اکو

توضیح کوتاه

لطفاً PDF را برای جزئیات بخوانید

پروژه A-GM برای ارائه یک اندازه گیری مداوم بلند مدت از سطح رادیواکتیویته است. این شامل یک برنامه وب منبع باز (A-GM Manager) است که روی یک سرور SOHO اجرا می شود (به عنوان مثال NAS از QNAP برای سرورهای دفتر کوچک دفتر خانگی) متصل به دستگاه شمارنده رادیواکتیویته Geiger-Muller مانند شمارنده های C-GM یا شمارنده های سازگار از GQ Electronics LLC.

برای جمع بندی کلی سیستم:

• A-GM Manager برنامه وب که به طور مداوم سطوح تابش بتا/گاما را که از شمارنده های گایگر-مولر به دست آمده در سرور محلی نظارت و ذخیره می کند. داده ها را می توان برای اشتراک گذاری داده های جهانی با استفاده از یک حساب کاربری به وب سایت GMC. MAP هدایت کرد.
• C-GM Counter سخت افزار و سیستم عامل منبع باز برای Ethernet G. M. پیشخوان توسعه یافته و ارائه شده توسط Ad'Novea® با مدیر A-GM.
• دستگاه GMC-320 دستگاههای GMC-320/5xx/6xx توسط GQ Electronics LLC © فروخته می شوند و امکان هدایت مجدد اقدامات به وب سایت GMC. MAP را مستقیماً از دستگاه با استفاده از اتصال WiFi فراهم می کند. مدیر A-GM از این دستگاهها برای ثبت اقدامات تشعشعی در سرور شما و اطمینان از تغییر مسیر به وب سایت GMC. MAP پشتیبانی می کند.

امکانات

• پشتیبانی زبان انگلیسی ، فرانسوی ، ژاپنی ، روسی و چینی
• پشتیبانی از شمارنده های C-GM و شمارنده GQ Electronics LLC Geiger-Muller یا دستگاه های سازگار
• نظارت بر رادیواکتیویته در یک دوره نگهداری تعریف شده توسط کاربر (حداکثر 90 روز) یا ماهانه (تصویر را ببینید)
• اگر سطح از آستانه تعیین شده توسط کاربر فراتر رود ؛ ایمیل ها تا 5 آدرس ایمیل ارسال می شوند.
• نمایش میزان تابش فعلی در µSv/h و حداکثر میزان در طول مدت نگهداری (ضبط)
• ردیابی طرح با عملکردهای زوم و پان (1 ساعت ، 6 ساعت ، 24 ساعت ، 1 هفته و 4 هفته)
• ورود به سیستم در طول دوره نگهداری می تواند بارگیری شود و داده های ماهانه در صورت وجود
• بارگیری و پیکربندی با ورود و رمز عبور محافظت می شود
• تشخیص خرابی لوله GM و ارسال ایمیل به سرپرست
• هدایت داده ها به وب سایت GMC. MAP (به حساب کاربری در gmcmap نیاز است)
• پشتیبانی از رایانه های رومیزی ، تبلت ها و صفحه نمایش گوشی های هوشمند.

دانلود

ZIP زیر را می توان در فهرست وب سرور SOHO شما استخراج کرد. برای دارندگان NAS QNAP ، یک بسته QPKG از SourceForge موجود است.

آخرین نسخه 1.3 را می توان از SourceForge بارگیری کرد

مرحله 6: ادغام اینترنت اشیا

توضیح کوتاه

نسخه کاملاً مستقل Node-RED از A-GM برای محیط اینترنت اشیا QNAP در دسترس است. این یک برنامه متفاوت و محدود A-GM Manager است که فقط می تواند برای نظارت استفاده شود.

از آنجا که C-GM Counter قادر به ارائه داده های اندازه گیری در قالب JSON است ، یک کاندید آسان برای یکپارچه سازی اینترنت اشیا است. برخی از ارائه دهندگان SOHO/NAS مانند QNAP چارچوب های اینترنت اشیا را در دستگاه های خود برای دستگاه های اینترنت اشیا که از فرمت داده JSON پشتیبانی می کنند در دسترس قرار می دهند.

در اینجا یک فایل NodeRED که برای ادغام در چارچوب QNAP IOT تهیه کرده ام پیوست شده است. دسترسی به داده های C-GM Counter از هر رایانه یا دستگاه تلفن همراه امکان پذیر است.