مراقب الرادون للتخفيف: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:35

ملخص

يأتي الرادون بشكل طبيعي من الصخور والتربة الموجودة أسفل منازلنا عبر الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي. إنه دائمًا غاز مشع عديم الرائحة ولا طعم له وغير مرئي من حولنا. يعتبر الرادون مشكلة لأنه يتسرب إلى منازلنا من خلال الشقوق أو الفجوات ويتراكم إلى مستويات أعلى. عندما تتنفس غاز الرادون ، يمكن أن تعلق الجزيئات المشعة في رئتيك وتسبب السرطان. وفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) ، يقتل الرادون أكثر من 21000 شخص في الولايات المتحدة كل عام وأكثر من 20000 شخص سنويًا في الاتحاد الأوروبي. وفقًا لمركز السيطرة على الأمراض (CDC) ، فإن الرادون هو السبب الرئيسي لسرطان الرئة لغير المدخنين. يمكن أن تعاني كل من المنازل القديمة والجديدة من مشاكل الرادون. تتطلب العديد من المنازل أنظمة فعالة لتخفيف الرادون تتضمن عادةً إزالة الضغط من الألواح الفرعية أو الزحف. يتضمن ذلك مروحة منخفضة القوة الكهربائية (50 واط) تعمل بهدوء ونأمل أن تعمل بشكل مستمر لتقليل مستويات الرادون. غالبًا ما يتم إخفاء المروحة في العلية أو الطابق السفلي أو حتى خارج المنزل حيث إذا تعطلت المروحة الهادئة والبعيدة عن الأنظار ، سيتعرض الركاب لغاز الرادون المشع. يتوفر المزيد من المعلومات من CDC و EPA وحكومات الولايات والحكومات المحلية بما في ذلك الخرائط الإقليمية.

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

يستخدم المشروع مستشعر ضغط Honeywell ABPMAND001PG2A3 (480-6250-ND) منخفض التكلفة وجهاز Raspberry Pi لمراقبة وتسجيل نظام تخفيف الرادون. كما يرسل تنبيهًا إذا كان الضغط يجب أن يقع خارج الحدود الاسمية. يتوفر مستشعر الضغط مع ناقل I2C (سلكان) وأيضًا كحافلة SPI (3 أسلاك). كلاهما يتطلب طاقة 3.3Vdc لسلكين آخرين. لقد استخدمت Raspberry Pi 3 ولكن سيعمل Zero أو RPi 4 أيضًا. ستحتاج أيضًا إلى لوحة توصيل أو بعض الأسلاك مع لحام لتوصيل 4 أو 5 أسلاك اعتمادًا على ما إذا كنت قد اخترت إصدار I2C أو SPI من مستشعر الضغط. يحتوي كود مصدر Python على تنبيهات بالبريد الإلكتروني يمكن إرسالها كنصوص SMS أو MMS. يمكنك أيضًا تعديل الكود لاستخدام MQTT أو Blynk أو الخدمات السحابية الأخرى. يمكن للبرنامج أيضًا قراءة AirThings WavePlus Radon Monitor عبر البلوتوث. يسجل البيانات الخاصة بمستويات الرادون ومركبات الأعضاء المتطايرة وثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة والرطوبة. يتيح لك ذلك رسم البيانات وعرضها بأي تنسيقات تختارها عن طريق تعديل كود Python أو استيراد ملفات البيانات إلى برنامج جداول بيانات. سيرسل أيضًا تنبيهات وحالة يمكنك تخصيصها مرة أخرى في كود Python أو تعديلها كما تريد.

اللوازم:

إذا كان لديك RPi ، فستحتاج فقط إلى مستشعر ضغط وأنبوب صغير.

1. مستشعر الضغط (أحد مستشعرات الضغط التالية متوفرة لدى Digikey و Mouser و Arrow و Newark وغيرها. وتبلغ تكلفته حوالي 13 دولارًا أمريكيًا)

   • ABPDRRV001PDSA3 (صائد الفئران 785-ABPDRRV001PDSA3 ، واجهة DIP Pkg SPI)
   • ABPMAND001PG2A3 (Digikey 480-6250-ND ، واجهة I2C)
   • ABPMRRV060MG2A3 (صائد الفئران 785-ABPMRRV060MG2A3 ، واجهة I2C)
2. أنبوب سيليكون أو بلاستيكي قطره الداخلي 1.5 مم لتوصيل مستشعر الضغط بأنبوب تخفيف غاز الرادون
3. Raspberry Pi ومصدر طاقة وبطاقة ذاكرة SD

الخطوة 1: خيار الأسلاك I2C

يوصى بإبقاء الأسلاك قصيرة إلى حد ما. أبقيت الأسلاك بطول قدمين. إذا كنت تستخدم مستشعر ضغط I2C ، فهناك 4 أسلاك لتوصيل مستشعر الضغط بجهاز Raspberry Pi:

RPI 40-pin => مستشعر ضغط Honeywell ABP

دبوس 1 (+3.3 VDC) => دبوس 2 (Vsupply)

دبوس 3 (SDA1) => دبوس 5 (SDA)

دبوس 5 (SCL1) => دبوس 6 (SCL)

دبوس 6 (GND) => دبوس 1 (GND)

الخطوة 2: خيار SPI Wiring

إذا كنت تستخدم مستشعر ضغط SPI ، فهناك 5 أسلاك لتوصيل مستشعر الضغط بـ Raspberry Pi:

RPI 40-pin => مستشعر ضغط Honeywell ABP

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

دبوس 21 (SPI_MISO) => دبوس 5 (MISO)

دبوس 23 (SPI_CLK) => دبوس 6 (SCLK)

دبوس 24 (SPI_CE0_N) => دبوس 3 (SS)

دبوس 25 (GND) => دبوس 1 (GND)

الخطوة 3: توصيل الأنبوب

لتوصيل مستشعر الضغط بأنبوب تخفيف الرادون ، استخدم أنبوب بلاستيكي بقطر داخلي 1.5 مم متصل بمنفذ P1 العلوي على مستشعر الضغط. يمكن أن يكون الأنبوب البلاستيكي بأي طول ويتم إدخال الطرف الآخر في أنبوب التخفيف عن طريق حفر ثقب صغير بحجم القطر الخارجي للأنبوب.

الخطوة 4: البرمجيات

بعد تثبيت نظام التشغيل Raspberry Pi ، اتبعت التعليمات لتمكين حافلات SPI و I2C:

github.com/BrucesHobby/radonMaster

ثم استخدمت git لتنزيل الكود المصدري لـ radonMaster Python:

بوابة استنساخ

لقد قمت بالتحرير في بضعة أسطر في مصدر radonMaster.py لتكوين التنبيهات حسب تفضيلاتي. سيرسل البرنامج تنبيهات عندما يتغير ضغط / فراغ مروحة تخفيف الرادون. يقوم البرنامج بتسجيل البيانات إلى ملف متغير مفصول بفواصل (CSV) يمكن استيراده بسهولة إلى معظم برامج جداول البيانات أو رسمها باستخدام كود مصدر Python المقدم الذي يستخدم MatPlotLib القياسي. يمكن للبرنامج أيضًا إرسال تقارير الحالة اليومية أو الأسبوعية أو الشهرية عبر البريد الإلكتروني حسب اختياراتك. تختلف مستويات الرادون اختلافًا كبيرًا بناءً على الطقس ، لذا اخترت تعيين مستويات التنبيه أعلى قليلاً ورسم البيانات شهريًا. لقد لاحظت أيضًا أن ضغط الفراغ لتخفيف غاز الرادون يتغير بشكل كبير في أيام الرياح العاصفة في الخارج. يستخدم البرنامج خوارزمية لتقليل التنبيهات الخاطئة. لم أتلق أي تنبيهات خاطئة.

لقد استخدمت الأمر "python3 radonMaster.py" لتشغيل البرنامج من نافذة طرفية للاختبار الأولي والسحب. ثم استخدمت crontab وفقًا للتعليمات لبدء البرنامج عند إعادة تشغيل RPi.

تم الانتهاء من هذا المشروع بسرعة كبيرة ولم يتطلب سوى شراء مستشعر ضغط Honeywell (13 دولارًا أمريكيًا) وبعض الأنابيب البلاستيكية الرخيصة. تعلمت من المشروع كيفية التعامل مع أجهزة I2C و SPI وأصبحت على دراية بمستشعرات الضغط الأساسية المضخمة من Honeywell TruStability.