عداد النشاط الإشعاعي (IoT) ونظام المراقبة البيئي: 6 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

الحالة: غير منشور

آخر تحديث لبرنامج C-GM الثابت في 10 يونيو 2019 مع إصدار 1.3 جديد من تطبيق A-GM آخر تحديث في 25 نوفمبر 2019 بإصدار 1.3 جديد

يوفر مشروع عداد C-GM منخفض التكلفة (50 دولارًا / 43 يورو) أجهزة وبرامج ثابتة لبناء جهاز عداد Geiger-Müller المعروف أيضًا باسم G. M. عداد للقياس المستمر لمستوى النشاط الإشعاعي. يعتمد على Arduino Nano وشاشة LCD 20 حرفًا × 4 خطوط وبطاقة W5100 Ethernet ومصدر طاقة 400 فولت ومكونات قليلة جدًا حولها. تم الحفاظ على عدد المكونات عند الحد الأدنى لسهولة التجميع وتقليل التكلفة.

• عداد C-GM قادر على العمل كمقياس مستقل للنشاط الإشعاعي
• أو لضمان مراقبة النشاط الإشعاعي على المدى الطويل ، يمكن استخدام عداد C-GM بالاشتراك مع A-GM Manager (في التكملة) وهو تطبيق ويب مفتوح المصدر يعمل على خادم SOHO (على سبيل المثال ، يبيع QNAP خوادم مكتب صغير منزلي). A-GM Manager قادر أيضًا على نشر مقاييس C-GM Counter على الخريطة المشتركة في جميع أنحاء العالم التي يديرها GMC MAP. أخيرًا ، هناك أيضًا إصدار Node-RED لدمج عداد C-GM مع Node-RED مثل إطار عمل QNAP IoT.

راجع أيضًا W-GM Counter ، إصدار Wifi محمول يعمل بالبطارية (22 دولارًا / 27 يورو) استنادًا إلى ESP32 Heltec المتوافق مع النظام البيئي الحالي.

هام (خطر التعرض لصدمات كهربائية)

يتطلب الجهاز مصدر طاقة 400 فولت. على الرغم من أن التيار الذي تم تسليمه سيظل منخفضًا للغاية ، إلا أنني لا أشجع الأشخاص غير المعتادين على التعامل مع الإلكترونيات والكهرباء لمحاولة بناء هذا الجهاز ولكن لاختيار منتج تجاري بدلاً من ذلك (انظر المنتجات المتوافقة المتوفرة في قسم النظام البيئي).

الخطوة 1: النظام البيئي

قد تكون مهتمًا فقط ببناء عداد C-GM. بالتأكيد تستطيع!

ولكن قد تكون أيضًا على استعداد لتنفيذ نقطة قياس النشاط الإشعاعي المحلي وتتبع تطور المستوى بمرور الوقت. يمكن القيام بذلك باستخدام النظام البيئي أعلاه.

بالنسبة لأولئك الذين يواجهون صعوبات في بناء الأجهزة ، وجدت عدادات من GQ Electronics LLC © مثل GMC-320V5 المتوافقة مع مدير A-GM الخاص بنا (ليس لدي أي اهتمامات أو اتصالات مع هذه الشركة ، لذا لا تسألني المزيد عنهم منتجات).

ملاحظة: تتوفر الوثائق الشاملة المتعلقة بكل من جهاز C-GM Counter و A-GM Manager بتنسيق PDF لإرشادك عبر بناء الجهاز وتنفيذ النظام البيئي.

يمكن العثور على جميع المعلومات المطلوبة لتجميع الأجهزة والبرامج الثابتة لجهاز C-GM Counter وتنزيلها من SourceForge.

الخطوة 2: جهاز عداد C-GM

الميزات

• الكشف الإشعاعي: بيتا ، جاما ، الأشعة السينية
• أنبوب GM: STS-5 (CTC-5) / SBM-20 (جهد تشغيل 400 فولت)
• دعم اللغة: الإنجليزية فقط
• الحد الأقصى للقيمة 65535 CPM / 425 Sv / h (نظري)

• عرض القيم:

  • التكلفة الحالية لكل ألف ظهور
  • الحالي µSv / h
  • الحد الأقصى µSv / h منذ بدء التشغيل
  • متوسط µSv / h منذ بدء التشغيل
  • الوقت المنقضي منذ بدء التشغيل
  • المستوى على الرسم البياني الشريطي

  • إنذار

    • عتبة يحددها المستخدم
    • رسائل التنبيه على شاشة LCD
    • وميض الإضاءة الخلفية لشاشات الكريستال السائل

  • فلاش LED لكل نبضة إشعاع بيتا / جاما

    • يومض LED كل ثانية إذا كان أنبوب GM هو المحقق
    • لا يزال مؤشر LED مضاءً عند فشل الاتصال بالشبكة

  • صوت سمعي

    • صفير لكل نبضة إشعاعية بيتا / جاما
    • إنذار صوتي

  • التحكم في الجهاز من:

    • القائمة الداخلية للجهاز
    • USB (يتطلب وحدة تحكم تسلسلية مثل Termite) أو Ethernet (باستخدام مستعرض ويب)
  • اتصال الشبكة باستخدام DHCP
  • دعم واجهة الويب A-GM Manager

  • المعلمات التي يحددها المستخدم (من القائمة أو من خلال واجهة الويب)

    • عامل تحويل الأنبوب المعدّل وراثيًا (CPM إلى Sv / h)
    • عتبة التنبيه في التكلفة لكل ألف ظهور
    • الجرس أو إيقاف تشغيله
    • مهلة العرض
    • تمكين الشبكة للاتصال بمدير A-GM
    • تعريف IP لخادم A-GM (من خلال USB أو A-GM Manager)
    • HV الداخلية معايرة الفولتميتر (من خلال USB أو A-GM Manager)
    • يمكن حفظ المعلمات بشكل دائم في EEPROM

الخطوة 3: بناء عداد C-GM

وصف قصير

انظر ملف PDF للحصول على التفاصيل

المعدات

تم جعل تجميع أجهزة عداد C-GM أبسط ما يمكن باستخدام الحد الأدنى من المكونات المتاحة من أنفسنا (مثل Amazon أو eBay) والحد الأدنى من الأسلاك. لا توجد لوحة دوائر مطبوعة مخصصة (PCB) ولكن بدلاً من ذلك لوحة نقطية ذات وجه واحد غير مكلفة (تُعرف أيضًا باسم Perfboard) مع لوحة لحام لكل ثقب (Veroboard).

• يباع المقاوم GM 5.6MΩ مباشرة على مقبس RCA.
• لوحة Ethernet متصلة بـ Arduino Nano باستخدام موصل 2x5.
• تمر دبابيس موصل لوحة Ethernet عبر Perforboard لضمان تثبيتها.
• يتم لحام Arduino Nano على لوحة Perfboard.
• السعة C1 (10nF / 2kV) ملحومة على موصل الخرج في الجزء الخلفي من الجهد العالي. وحدة.
• يوجد سلك لحام على الجزء الخلفي من HV. وحدة بين المدخلات والمخرجات GND.
• يتم لحام المقاوم R6 (47KΩ) مباشرة على الدبوس الأرضي لمصباح LED.
• وحدة W5100 Ethernet RST غير متصلة بـ Arduino RST. يوجد على دبوس RST الخاص بدبوس الوحدة W5100 المقاوم والسعة. إذا كنت متصلاً بـ Arduino RST ، فإن هذا يمنع تنزيل البرامج الثابتة الجديدة في Arduino. العيب هو الحاجة إلى إيقاف تشغيل مصدر الطاقة لإعادة ضبط Ethernet.

البرمجيات

يمكن إجراء برمجة جهاز عداد C-GM باستخدام ملف HEX لجهاز عداد C-GM.

ستحتاج إلى أداة UpLoader مثل Xloader (موقع المؤلف مغلق حاليًا ، تتوفر نسخة هنا) أو ArduinoSketchUploader (سيتم تجميع مصادر C #). قد تتوفر بدائل أخرى من موقع Arduino.

• CGM_vx.x.x.hex استخدم هذا الملف للاحتفاظ بمحمل التمهيد الأصلي لـ Arduino Nano.
• CGM_v1.x.x.x_bootloader.hex استخدم هذا الملف لتفليش البرنامج الثابت C-GM ومحمل الإقلاع الخاص به.

---

NEW v1.3: لتعطيل الشبكة ، استمر في الضغط على الزر أثناء التشغيل (حتى تدخل القائمة ، ثم اترك القائمة). هذا يتجنب الحظر المستمر بسبب محاولات إعادة الاتصال بالشبكة التي تمنع الدخول إلى القائمة لإعداد معلمات الشبكة الجديدة (أنا مندهش من عدم وجود أي شخص يبلغ عن القلق بشأن هذا الأمر حتى الآن!)

الخطوة 4: استخدام عداد C-GM

وصف قصير

يرجى قراءة ملف PDF للحصول على التفاصيل

يحسب جهاز C-GM Counter عدد نبضات الإشعاع (CPM) على مدى دقيقة واحدة (نافذة التغيير) ، ويحول هذا العدد إلى قيمة micro Sievert في الساعة (µSv / h) باستخدام G. M. عامل تحويل الأنبوب.

• عند بدء التشغيل ، تعرض شاشة البداية الإصدار وحقوق النشر الخاصة بالبرنامج الثابت لجهاز عداد C-GM.
• بعد حوالي 5 ثوانٍ من بدء التشغيل ، يتم إغلاق شاشة البداية ويبدأ العداد في قياس الإشعاع.

أصبحت واجهة المستخدم بسيطة للغاية ولا يوجد سوى مفتاح تبديل واحد للتحكم في شاشات وقائمة الجهاز.

وفقًا لمدة الضغط على الزر ، هناك إجراءان محتملان.

1. اضغط لفترة قصيرة = حدد المستخدم اضغط على الزر أقل من نصف ثانية.
2. الضغط لفترة طويلة = NEXT المستخدم اضغط على الزر أكثر من نصف ثانية.

للدخول إلى القائمة أو التحقق من صحة إدخال القائمة ، اضغط مرة واحدة لفترة طويلة. لإيقاظ الشاشة ، انتقل إلى الشاشة التالية أو إدخال القائمة ، اضغط مرة واحدة قصيرة.

هناك 5 شاشات معلومات:

1 - شاشة الإشعاع تعرض شاشة المعلومات الافتراضية قيم الإشعاع الحالية مثل القياس الحالي SV / h ، والقيمة القصوى SV / h منذ بدء التشغيل ، وقيمة CPM الحالية ومتوسط SV / h منذ بدء التشغيل. يتم عرض الرسائل في الخط السفلي.

2 - شاشة قياس الجرعات

تعرض هذه الشاشة القيم منذ بدء التشغيل بما في ذلك الوقت المنقضي ، والعدد الإجمالي للتهم والجرعة المكافئة المعبر عنها في كل من micro-Sievert و micro-Rem.

3 - شاشة أنبوب GM

اعرض عامل تحويل أنبوب GM CPM إلى Sv / h ، وقيمة الجهد العالي الحالية (قراءة من الفولتميتر الداخلي) وعتبة التنبيه (في CPM).

4 - شاشة الشبكة

اعرض عنوان IP للجهاز (Dev) (المخصص بواسطة خدمة DHCP) وعنوان IP لخادم A-GM البعيد (Svr).

5 - شاشة الاعتمادات

اعرض إصدار البرنامج الثابت والتاريخ بالإضافة إلى حقوق النشر.

قائمة التكوين

توجد 7 شاشات قوائم لتهيئة الجهاز. يجب تعيين بعض المعلمات باستخدام منافذ الاتصال (تسلسلي أو شبكة).

الخطوة 5: تنفيذ النظام البيئي الشامل

وصف قصير

يرجى قراءة ملف PDF للحصول على التفاصيل

يهدف مشروع A-GM إلى توفير قياس مستمر طويل الأجل لمستوى النشاط الإشعاعي. يشتمل على تطبيق ويب مفتوح المصدر (A-GM Manager) يعمل على خادم SOHO (مثل NAS من QNAP لخوادم المكاتب الصغيرة بالمنزل) المتصل بجهاز عداد نشاط إشعاعي Geiger-Muller مثل عدادات C-GM أو عدادات متوافقة من GQ إلكترونيات ذ.

لتلخيص النظام العام:

• A-GM Manager تطبيق الويب الذي يراقب ويخزن باستمرار مستويات إشعاع Beta / Gamma المكتسبة من عدادات Geiger-Muller على خادم محلي. يمكن إعادة توجيه البيانات إلى موقع GMC. MAP الإلكتروني لمشاركة البيانات في جميع أنحاء العالم باستخدام حساب مستخدم.
• عداد C-GM هو جهاز مفتوح المصدر وبرامج ثابتة خاصة بشبكة Ethernet G. M. تم تطويره وتقديمه بواسطة Ad’Novea® مع مدير A-GM.
• جهاز GMC-320 يتم بيع أجهزة GMC-320 / 5xx / 6xx بواسطة GQ Electronics LLC © وتسمح بإعادة توجيه الإجراءات إلى موقع GMC. MAP الإلكتروني مباشرةً من الجهاز باستخدام اتصال WiFi. يدعم A-GM Manager هذه الأجهزة لتسجيل إجراءات الإشعاع على خادمك والتأكد من إعادة التوجيه إلى موقع GMC. MAP الإلكتروني.

الميزات

• دعم اللغة للغة الإنجليزية والفرنسية واليابانية والروسية والصينية
• دعم عدادات C-GM وعداد GQ Electronics LLC Geiger-Muller أو الأجهزة المتوافقة
• مراقبة النشاط الإشعاعي خلال فترة استبقاء يحددها المستخدم (90 يومًا كحد أقصى) أو شهريًا (انظر الصورة)
• يجب أن يتجاوز المستوى العتبة المحددة من قبل المستخدم ؛ يتم إرسال رسائل البريد الإلكتروني حتى 5 عناوين بريد إلكتروني.
• عرض مستوى الإشعاع الحالي في Sv / h والمستوى الأقصى خلال فترة الاستبقاء (التسجيل)
• تتبع الرسم مع وظائف التكبير والتصغير (ساعة واحدة ، 6 ساعات ، 24 ساعة ، أسبوع واحد و 4 أسابيع)
• يمكن تنزيل تسجيل خلال فترة الاستبقاء والبيانات الشهرية عند توفرها
• التنزيل والتكوين محميان بتسجيل الدخول وكلمة المرور
• الكشف عن فشل أنبوب GM وإرسال بريد إلكتروني إلى المسؤول
• إعادة توجيه البيانات إلى موقع GMC. MAP الإلكتروني (مطلوب حساب مستخدم في gmcmap)
• دعم أجهزة كمبيوتر سطح المكتب والأجهزة اللوحية وشاشات الهواتف الذكية.

تحميل

يمكن استخراج ملف ZIP أدناه في دليل الويب لخادم SOHO الخاص بك. بالنسبة لمالكي QNAP NAS ، تتوفر حزمة QPKG من SourceForge.

يمكن تنزيل أحدث إصدار 1.3 من SourceForge

الخطوة السادسة: تكامل إنترنت الأشياء

وصف قصير

يتوفر إصدار محدود من Node-RED ومستقل تمامًا من A-GM لبيئة QNAP IoT. إنه تطبيق A-GM Manager مختلف ومحدود يمكن استخدامه للمراقبة فقط.

نظرًا لأن عداد C-GM قادر على توفير بيانات القياس بتنسيق JSON ، فهو مرشح سهل لتكامل إنترنت الأشياء. يتيح بعض موفري SOHO / NAS مثل QNAP أطر عمل إنترنت الأشياء على أجهزتهم لأجهزة إنترنت الأشياء التي تدعم تنسيق بيانات JSON.

يوجد هنا ملف NodeRED متاح قمت بتطويره للتكامل في إطار عمل QNAP IOT. يتيح الوصول إلى بيانات عداد C-GM من أي جهاز كمبيوتر أو أجهزة محمولة.