Radioaktivitas Counter (IoT) dan Pemantauan Ekosistem: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Status: Tidak diterbitkan

Firmware C-GM terakhir diperbarui pada 10 Juni 2019 dengan aplikasi A-GM versi 1.3 yang baru, pembaruan terakhir pada 25 November 2019 dengan versi 1.3 yang baru

Proyek Penghitung C-GM D. I. Y berbiaya rendah (50$/43€) ini menyediakan perangkat keras dan firmware untuk membangun perangkat penghitung Geiger-Müller alias G. M. counter untuk pengukuran tingkat radioaktivitas secara terus menerus. Ini didasarkan pada Arduino Nano, layar LCD 20 karakter x 4 baris, kartu Ethernet W5100, catu daya 400V, dan sangat sedikit komponen di sekitarnya. Jumlah komponen telah dijaga agar tetap minimum untuk memudahkan perakitan dan mengurangi biaya.

• Penghitung C-GM dapat berjalan sebagai penghitung radioaktivitas mandiri
• atau untuk memastikan pemantauan radioaktivitas jangka panjang, penghitung C-GM dapat digunakan bersama dengan A-GM Manager (dalam sekuelnya) yang merupakan aplikasi web sumber terbuka yang berjalan di server SOHO (misalnya QNAP menjual server Small Office Home Office). A-GM Manager juga dapat memublikasikan tindakan Penghitung C-GM di peta bersama di seluruh dunia yang dikelola oleh GMC MAP. Terakhir, ada juga versi Node-RED untuk integrasi C-GM Counter dengan Node-RED seperti framework QNAP IoT.

Lihat juga Penghitung W-GM, versi Wifi bertenaga baterai portabel (22$/27€) berdasarkan ESP32 Heltec yang kompatibel dengan Eco-System saat ini.

PENTING (resiko sengatan listrik)

Perangkat ini membutuhkan catu daya 400 Volt. Meskipun arus yang dikirim akan tetap sangat rendah, saya menyarankan orang yang tidak terbiasa berurusan dengan elektronik dan listrik untuk mencoba membangun perangkat ini tetapi memilih produk komersial sebagai gantinya (lihat produk kompatibel yang tersedia di bagian Ekosistem).

Langkah 1: Ekosistem

Anda mungkin HANYA tertarik untuk membangun Counter C-GM. Tentu saja Anda bisa!

Tetapi Anda mungkin juga bersedia untuk menerapkan titik pengukuran radioaktivitas lokal dan evolusi tingkat jejak dari waktu ke waktu. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan Eko-sistem kami di atas.

Bagi mereka yang mengalami kesulitan untuk membangun perangkat keras, saya menemukan penghitung dari GQ Electronics LLC© seperti GMC-320V5 yang kompatibel dengan A-GM Manager kami (Saya tidak memiliki minat atau kontak dengan perusahaan ini jadi jangan tanya saya lebih lanjut tentang mereka produk).

CATATAN: Dokumentasi lengkap mengenai perangkat Penghitung C-GM dan Manajer A-GM tersedia dalam format PDF untuk memandu Anda dalam pembuatan perangkat dan implementasi Ekosistem.

Semua informasi yang diperlukan untuk merakit perangkat keras dan firmware C-GM Counter dapat ditemukan dan diunduh dari SourceForge.

Langkah 2: Perangkat Penghitung C-GM

FITUR

• Deteksi radiasi: beta, gamma, sinar-X
• Tabung GM: STS-5 (CTC-5) / SBM-20 (tegangan operasi 400 V)
• Dukungan bahasa: hanya bahasa Inggris
• Nilai maksimum 65 535 CPM / 425 Sv/h (teoretis)

• Nilai tampilan:

  • BPS saat ini
  • Sv/jam. saat ini
  • Maksimum Sv/h sejak startup
  • Rata-rata Sv/jam sejak startup
  • Waktu yang berlalu sejak startup
  • Level pada grafik batang

  • Alarm

    • Ambang batas yang ditentukan pengguna
    • Pesan alarm di LCD
    • Lampu latar LCD berkedip
  • Lampu kilat LED untuk setiap pulsa radiasi beta/gamma
    • LED berkedip setiap detik jika tabung GM detektif
    • LED masih menyala saat koneksi Jaringan gagal

  • suara audio

    • Bip untuk setiap pulsa radiasi beta/gamma
    • Alarm suara terdengar

  • Kontrol perangkat dari:

    • Menu internal perangkat
    • USB (memerlukan konsol serial seperti Rayap) atau Ethernet (menggunakan browser web)
  • Koneksi jaringan menggunakan DHCP
  • Dukungan untuk antarmuka web A-GM Manager

  • Parameter yang ditentukan pengguna (dari Menu atau melalui antarmuka web)

    • Faktor konversi tabung GM (CPM ke Sv/h)
    • Ambang alarm dalam BPS
    • Buzzer Hidup atau Mati
    • Waktu tunggu tampilan
    • Aktifkan Jaringan untuk komunikasi ke A-GM Manager
    • Definisi IP server A-GM (melalui USB atau A-GM Manager)
    • HV internal kalibrasi voltmeter (melalui USB atau A-GM Manager)
    • Parameter dapat disimpan secara permanen ke EEPROM

Langkah 3: Membangun Penghitung C-GM

Deskripsi Singkat

Lihat file PDF untuk detailnya

PERANGKAT KERAS

Perakitan perangkat keras penghitung C-GM telah dibuat sesederhana mungkin dengan menggunakan komponen minimum yang tersedia dari diri sendiri (misalnya Amazon atau eBay) dan pemasangan kabel minimum. Tidak ada papan sirkuit cetak khusus (PCB) melainkan papan titik wajah tunggal yang murah (alias Perfboard) dengan bantalan solder untuk setiap lubang (Veroboard).

• Resistor GM 5.6MΩ dijual langsung di soket RCA.
• Papan Ethernet terhubung ke Arduino Nano menggunakan konektor 2x5.
• Pin konektor papan Ethernet melewati Perforboard untuk memastikan fiksasinya.
• Arduino Nano dilas pada Perfboard.
• Kapasitansi C1 (10nF/2kV) dilas pada konektor output di bagian belakang H. V. modul.
• Ada tali kawat las di bagian belakang H. V. modul antara input dan output GND.
• Resistor R6 (47KΩ) dilas langsung pada pin ground LED.
• Modul Ethernet W5100 RST tidak terhubung ke Arduino RST. Pada pin RST pin modul W5100 terdapat resistor dan kapasitansi. Jika terhubung ke Arduino RST, ini mencegah pengunduhan firmware baru di Arduino. Kekurangannya adalah kebutuhan untuk mematikan catu daya untuk mengatur ulang Ethernet.

PERANGKAT LUNAK

Pemrograman Perangkat Penghitung C-GM dapat dilakukan menggunakan file HEX perangkat Penghitung C-GM.

Anda akan memerlukan utilitas UpLoader seperti Xloader (Situs web penulis saat ini ditutup, salinan tersedia di sini) atau ArduinoSketchUploader (sumber C# untuk dikompilasi). Alternatif lain mungkin tersedia dari situs web Arduino.

• CGM_vx.x.x.hex Gunakan file ini untuk menyimpan boot-loader asli Arduino Nano Anda.
• CGM_v1.x.x.x_bootloader.hex Gunakan file ini untuk mem-flash firmware C-GM dan boot-loadernya.

---

BARU v1.3: Untuk menonaktifkan jaringan, tekan terus tombol saat booting (sampai masuk ke menu, lalu keluar dari menu). Ini menghindari pemblokiran terus menerus karena percobaan ulang koneksi jaringan yang mencegah masuk ke menu untuk mengatur parameter jaringan baru (Saya terkejut tidak ada yang melaporkan repot dengan ini sejauh ini!)

Langkah 4: Menggunakan Penghitung C-GM

Deskripsi Singkat

Silakan baca PDF untuk detailnya

Perangkat Penghitung C-GM menghitung jumlah pulsa radiasi (CPM) selama periode satu menit (jendela pergeseran), dan mengubah hitungan ini menjadi nilai mikro Sievert per jam (µSv/h) menggunakan G. M. faktor konversi tabung.

• Saat start-up, layar pembuka menampilkan versi dan hak cipta dari firmware perangkat penghitung C-GM.
• Sekitar 5 detik setelah penyalaan, layar splash menutup dan penghitung memulai pengukuran radiasi.

Antarmuka pengguna dibuat sangat sederhana dan hanya ada satu sakelar untuk mengontrol layar dan menu perangkat.

Menurut durasi penekanan tombol, ada dua kemungkinan tindakan.

1. Tekan sebentar = SELECT Pengguna menekan tombol kurang dari setengah detik.
2. Tekan lama = BERIKUTNYA Pengguna menekan tombol lebih dari setengah detik.

Untuk MASUK ke Menu atau memvalidasi entri menu, tekan lama sekali. Untuk BANGUN Tampilan, lompat ke layar atau entri menu berikutnya, tekan sekali.

Ada 5 layar informasi:

1 - LAYAR RADIASI Layar informasi default menampilkan nilai radiasi saat ini seperti ukuran SV/h saat ini, nilai SV/h maksimum sejak power-up, nilai CPM saat ini dan rata-rata SV/h sejak power-up. Pesan ditampilkan di garis bawah.

2 - LAYAR DOSIMETER

Layar ini menampilkan nilai sejak power-up termasuk waktu yang telah berlalu, jumlah total hitungan dan dosis ekivalen yang dinyatakan dalam mikro-Sievert dan mikro-Rem.

3 - LAYAR TABUNG GM

Tampilkan CPM faktor konversi tabung GM ke Sv/h, nilai tegangan tinggi saat ini (dibaca dari voltmeter internal) dan ambang Alarm (dalam CPM).

4 - LAYAR JARINGAN

Menampilkan alamat IP perangkat (Dev) (dialokasikan oleh layanan DHCP) dan alamat IP server jarak jauh (Svr) A-GM.

5 - LAYAR KREDIT

Menampilkan versi dan tanggal firmware serta hak cipta.

MENU KONFIGURASI

Ada 7 layar menu untuk mengkonfigurasi perangkat. Beberapa parameter harus diatur menggunakan port komunikasi (Serial atau jaringan).

Langkah 5: Menerapkan Ekosistem Secara Keseluruhan

Deskripsi Singkat

Silakan baca PDF untuk detailnya

Proyek A-GM bertujuan untuk menyediakan pengukuran tingkat radioaktivitas secara terus menerus dalam jangka panjang. Ini termasuk aplikasi Web sumber terbuka (A-GM Manager) yang berjalan pada server SOHO (misalnya NAS dari QNAP untuk server Small Office Home Office) yang terhubung ke perangkat penghitung radioaktivitas Geiger-Muller seperti Penghitung C-GM atau penghitung yang kompatibel dari GQ Elektronik LLC.

Untuk meringkas sistem keseluruhan:

• A-GM Manager Aplikasi web yang terus memantau dan menyimpan tingkat radiasi Beta/Gamma yang diperoleh dari Penghitung Geiger-Muller di server lokal. Data dapat dialihkan ke situs web GMC. MAP untuk berbagi data di seluruh dunia menggunakan akun pengguna.
• C-GM Counter Perangkat keras dan firmware open-source untuk Ethernet G. M. penghitung dikembangkan dan disediakan oleh Ad'Novea® yang berjalan dengan A-GM Manager.
• Perangkat GMC-320 Perangkat GMC-320/5xx/6xx dijual oleh GQ Electronics LLC© dan memungkinkan pengalihan tindakan ke situs web GMC. MAP langsung dari perangkat menggunakan koneksi WiFi. A-GM Manager mendukung perangkat ini untuk mencatat ukuran radiasi di server Anda dan memastikan pengalihan ke situs web GMC. MAP.

FITUR

• Dukungan bahasa untuk bahasa Inggris, Prancis, Jepang, Rusia, dan Cina
• Dukungan untuk Penghitung C-GM dan Penghitung Geiger-Muller GQ Electronics LLC atau perangkat yang kompatibel
• Pantau radioaktivitas selama periode retensi yang ditentukan pengguna (maksimal 90 hari) atau bulanan (lihat gambar)
• Jika level melebihi ambang batas yang ditentukan pengguna; email dikirim hingga 5 alamat email.
• Tampilkan tingkat radiasi saat ini dalam Sv/h dan tingkat maksimum selama periode retensi (perekaman)
• Plot trace dengan fungsi zoom dan pan (1 jam, 6 jam, 24 jam, 1 minggu dan 4 minggu)
• Log over periode retensi dapat diunduh dan data bulanan jika tersedia
• Unduh dan Konfigurasi dilindungi dengan login dan kata sandi
• Deteksi kegagalan tabung GM dan kirim email ke administrator
• Pengalihan data ke situs web GMC. MAP (memerlukan akun pengguna di gmcmap)
• Dukungan untuk komputer Desktop, Tablet dan layar Smartphone.

UNDUH

ZIP di bawah ini dapat diekstraksi ke direktori Web server SOHO Anda. Untuk pemilik QNAP NAS, ada paket QPKG yang tersedia dari SourceForge.

VERSI 1.3 terbaru dapat diunduh dari SourceForge

Langkah 6: Integrasi IoT

Deskripsi Singkat

Versi terbatas Node-RED yang sepenuhnya independen dari A-GM tersedia untuk lingkungan QNAP IoT. Ini adalah aplikasi A-GM Manager yang berbeda dan terbatas yang hanya dapat digunakan untuk pemantauan.

Karena Penghitung C-GM mampu menyediakan data pengukuran dalam format JSON, ini adalah kandidat yang mudah untuk integrasi IoT. Beberapa penyedia SOHO/NAS seperti QNAP menyediakan kerangka kerja IoT di mesin mereka untuk perangkat IoT yang mendukung format data JSON.

Di sini terlampir file NodeRED yang tersedia yang telah saya kembangkan untuk integrasi dalam kerangka kerja IOT QNAP. Ini memungkinkan untuk mengakses data Penghitung C-GM dari komputer atau perangkat seluler mana pun.