O retea globala de monitorizare a fondului de radiatii gamma

[radhoo]

Cu cateva luni in urma, v-am facut cunoscut unul din proiectele mele - o statie de monitorizare a radiatiei de fond; detalii asupa proiectului sunt disponibile pe pagina mea personala in engleza: http://www.pocketmagic.net/2012/10/urad ... g-station/ si in romana: http://www.pocketmagic.net/2012/10/stat ... timisoara/, inclusiv doua inregistrari video de la TVR3, unde am participat prin amabilitatea lui Andrei Borosovici pentru a discuta pe scurt despre aceasta tehnologie.

Elementul detector e un tub geiger muller. Aparatul functioneaza din octombrie 2012, si pot spune ca si-a dat testul in ce priveste fiabilitatea. De asemenea am imbunatatit ceea ce am considerat necesar. Datele colectate sunt disponibile la adresele amintite mai sus.

Dar asta nu e nimic nou. Ce e nou , e ca am reusit in sfarsit sa termin un design imbunatatit, pe care sper sa-l pot distribui, pe plan global, pentru a construi o retea de astfel de aparate si a centraliza datele. Aceste informatii vor fi disponibile gratuit oricui, si la orice ora, prin intermediul unei pagini web, unde voi prezenta grafice.

Ca sa pot duce la implinire un proiect de o astfel de dimensiune, m-am hotarat sa folosesc Kickstarter, un site de "crowd project funding" dar secretul reusitei consta in valoarea proiecutlui dar si expunerea care i se face.

Vedeti si: http://www.pocketmagic.net/2013/07/firs ... losing-in/

 

De acea planuiesc sa va prezint treptat, detaliile implicate in realizarea aparatului. Pentru inceput sunt curios cum vi se pare idea?

[Badman]

daca crezi ca se poate castiga ceva eu investesc 20.000 euro in acest proiect... dar daca iese si ceva profit

[radhoo]

Multumesc Vasile, asta o iau ca si o incurajare!Cred ca profit o sa iasa, din mai multe directii, sigur ca prima sursa e vanzarea aparatelor propriu zise.Deocamdata nu am luat in calcul idea unei investitii, dar cum obstacole sunt multe pana la produsul finit (care trebuie sa aiba un aspect perfect finisat, carcasa rezistenta la intemperii, electronica fara defecte etc), e posibil sa nu pot duce tot de unul singur. Propun sa lasam idea deschisa, urmand sa putem discuta mai multe detalii dupa finalizarea designului final.Acum ca sa continui cu cateva detalii tehnice, initial am dorit sa construiesc un aparat care functioneaza exclusiv ca si monitor, intr-o carcasa de aluminiu, frumos finisata, nu mai lunga de 11cm.Dar apoi m-am gandit ce util ar fi ca aparatul sa poata fi folosit si mobil, dar asta inseamna adaugarea unui afisaj, care "sparge" integritatea carcasei, si a unor butoane. De aici alte probleme cu intemperiile . Cum vi se pare idea utilizarii unei huse de exterior, in cazul montarii aparatului afara, pentru uz exclusiv in monitorizare? Ar fi mai bine sa realizez doua aparate, unul de interior cu afisaj si unul gandit exclusiv pentru exterior?Pentru cazul utilizarii mobile, fara o conexiune la internet, m-am gandit sa dotez aparatul cu o memorie externa, un microSD, care sa pastreze datele. La conectarea la internet, aparatul va transmite acest buffer, si il va goli.Pentru ca vorbim de supraveghere, locatia e importanta, si avem doua variante: localizarea prin IP si localizarea prin GPS. Ce sfaturi imi puteti da pentru montarea GPS-ului, avand in vedere carcasa care e din aluminiu? In cazul utilizarii mobile, datele culese vor putea fi localizate doar daca aparatul dispune de modulul GPS.Element de detectie: tub geiger muller de tip SBM-20 , SI-180G , SI-1 , STS-1 sau SI-29BG . Din pacate nu voi putea folosi tuburi sensibile ca si SI-22, SBM-19, STS-6, din cauza dimensiunilor. Daca cineva are de vanzare astfel de tuburi, sunt dispus sa cumpar, deocamdata planuiesc achizitia in afara hotarelor (la rusi).-sau-Fotodioda PIN (sunt inca in teste la acest capitol)Primul prototip l-am terminat ieri, si functioneaza bine. E modulul de baza cu microcontroler , numarator, invertor tub GM, si afisaj. Am gasit cateva greseli, le-am corectat, pana la varianta finala voi realiza probabil vreo alte 6-7 versiuni. Urmeaza sa adaug restul modulelor. Poze in curand.

[radhoo]

Un mic update. Domeniul pentru pagina de acces date este acesta: http://www.uradmonitor.com/

 

Aici utilizatorii vor putea interactiona cu sistemul pentru vizualizare de date. Notificari prin email vor fi de asemenea posibile (poate si SMS), pentru nivele periculoase sau variatii atipice.

[radhoo]

Cam asta am pana in acest punct

Softul pe care l-am scris utilizeaza la maxim ecranul grafic 84x48 pixeli. Am definit caractere speciale pentru micro, cpm , semnul radiatiei ionizante sau nivelul bateriei. Ca si afisaj text , am realizat un font care permite un numar de 14x6 charactere. In aceasta versiune, se afiseaza timpul intern, nivelul bateriei (cu 4 stari:incarcare, plina, la jumatate sau consumata). Linia urmatoare prezinta doza acumulata pe perioada inregistrata de aparat (in micro, mili sau Sieverts, in functie de marimea valorii), valoarea bateriei in volti, doza echivalenta (in micro, mili sau Sieverts per ora, tot in functie de marimea valorii - reglaj care se face automat), o descriere in format text a pericolului (LOW, NORMAL, HIGH, DANGER, cu praguri setate la <0.10uSv/h, <0.20uSv/h, <0.30uSv/h respectiv >0.30uSv/h), si in fine, ultima linie care afiseaja voltajul pe tubul geiger (mentionut constant la 400V +-5V), factorul de umplere al semnalului pentru invertor (pe la 34%), si doza masurata in CPM (sau KiloCPM, MegaCPM, tot in functie de valoare).

Pana in acest punct functioneaza foarte bine. Mai multe detalii in curand.

[radhoo]

Cum ziceam, vreau ca aparatul sa poata fi folosit si ca un dosimetru portabil dar si ca si o statie de monitorizare. Adica el se pune in afara imobilului, se trag doua cabluri: de curent (3V) + conexiune la routerul de internet (cablu UTP), iar datele colectate sunt centralizate pe server. Utilizatorul poate apoi, din fata calculatorului sa verifice nivelul de radiatie (sau ceilalti senzori) de la propriul aparat, dar si de la celelalte aparate din sistem. Convenabil si usor de utilizat.

Dar idea mea a fost sa-i permit utilizatorului sa ia aparatul de pe perete, si cu el in buzunar sa se poata deplasa in zona de interes unde vrea sa faca alte masuratori. Pentru asta, aparatul trebuie sa functioneze si ca si statie , dar si ca si aparat mobil.

Aceasta natura duala duce la cateva probleme cum ar fi: dosimetrul portabil are nevoie de ecran, statia nu, are nevoie de baterii, statia de un cablu de curent, ca sa fie portabil trebuie sa fie mic, ca si statie dimensiunea nu ne prea intereseaza. Si multe alte diferente, nu o sa va plictisesc cu ele aici.

Dar din punct de vedere al dimensiunii, conteaza foarte mult tipul de tub Geiger folosit. Intregul ansamblu trebuie adaptat la dimensiunea tubului geiger. Astfel daca era sa-l fac doar statie fixa, foloseam probabil SBM-19, un tub de 19cm lungime, foarte sensibil. In contextul actual voi folosi probabil SBM-20, care desi nu la fel de sensibil, are doar 11cm lungime.

[lorik199]

O idee pt a scuti un cablu suplimentar de alimentare e folosirea unei perechi libere din cablul utp, in partea unde se conecteaza la internet confectionandu-se un mic adaptor la care sa se poata conecta un alimentator

[radhoo]

O idee pt a scuti un cablu suplimentar de alimentare e folosirea unei perechi libere din cablul utp, in partea unde se conecteaza la internet confectionandu-se un mic adaptor la care sa se poata conecta un alimentator

E foarte buna ideea.Pentru Ethernet sunt suficiente 4 fire din 8.

[radhoo]

Au sosit tuburile Geiger care vor fi folosite in primele aparate , precum si cateva alte module necesare. Ma gandesc sa realizez 3 versiuni, diferite ca grade de complexitate si cost. Am sa postez mai multe detalii in curand.

[radhoo]

Am decis sa construiec trei variante de montaj, de la simplu la complex, pentru a putea oferi si variante mai accesibile din punct de vedere a pretului. Fiecare din cele trei vor putea fi conectate la reteaua uRADMonitor pentru a centraliza datele.

- Modelul A: un detector mic si compact, care contine un tub detector (SBM-20), un senzor de temperatura si o interfata de retea. Incapsulat intr-o cutie de aluminiu, expune doar conectorul de CC de 5V, si un port de retea (Ethernet). Scopul lui e de a fi folosit ca si statie de monitorizare fixa, se monteaza undeva in exterior si ramane acolo, pentru supraveghere continua a nivelului de radiatie.

- Modelul B: cu aceasi dimensiune compacta ca si anteriorul, mai ofera si un LCD si o baterie pentru a putea fi folosit atat ca si statie de monitorizare (cand e conectat la retea prin cablul Ethernet), dar si ca si dosimetru mobil, afisand nivelul campului de radiatie pe LCD. Datele masurate sunt centralizate in reteaua uRADMonitor, numai daca modelul B e conectat la retea (prin cablul Ethernet).

- Modelul C: varianta cea mai complexa, pe langa LCD ca si modelul B, vine cu optiuni suplimentare: un receptor GPS, pentru a mapa nivelul de radiatie la locatie dar si ca si un Tracker GPS de sine statator (pentru drumetii / expeditii), un slot pentru SDCard folosit pentru a inregistra datele cand o conexiune la internet nu e disponibila, si un modul de conectare wireless la retea, pentru a evita instalarea de cabluri UTP/Ethernet (care nu e la indemana pentru toata lumea). Asadar, doar un singur cablu care furnizeaza 5V e necesar. Modelul C, inregistreaza datele pe SDCard cand nu este prezenta o conexiune la internet, si apoi transmite datele locale automat, cand conexiunea devine disponibila. Conexiunea la retea se face printr-un modul wireless, pe 2.4GHz, care transmite la un receptor local, conectat prin cablu direct la Routerul/Modemul de internet. Astfel statia uRadmonitor se poate monta afara, si trasnmite convenabil datele prin eter la receptorul din interiorul locuintei, conectat la routerul internet printr-un cablu Ethernet scurt. Detaliile de conectare sunt exemplificate in aceasta imagine: http://www.pocketmagic.net/wp-content/u ... iagram.jpg

 

Am finalizat placa PCB pentru Modelul A, iata cateva poze:

[radhoo]

Primul prototip pentru modelul A, de care am vorbit mai sus, e gata!

Placa PCB se potriveste perfect in carcasa si culizeaza frumos pe sinele laterale. Softul e si el aproape de final, dispozitivul deja trimite date la serverul uRADMonitor. Sunt foarte multumit cu dimensiunea acestui aparat, si senzatia data de carcasa rezistenta de aluminiu. Pare o constructie solida, de calitate.

Pentru acest contor, am proiectat un invertor de 400V extrem de mic, in totalitate cu componente SMD, inclusiv miezul de ferita. Nu va mai fi nevoie sa bobinez sute de spire pe oale de ferita, cum faceam la modelele anterioare. Astfel sunt sigur ca voi economisi timp pretios.

Simpla si eleganta, placa mai are suficient spatiu pentru a adauga optiunile suplimentare in modulul B, pentru ca doresc ca utilizez acelasi tip de carcasa. Modelul B va avea in plus si un afisaj LCD.

Poza a doua prezinta invertorul de care am vorbit, imediat la dreapta conectorului Ethernet, pe fundalul luminii rosii.

 

Mai multe detalii pe blog: http://www.pocketmagic.net/2013/07/kick ... rk/#131004

[radhoo]

Masuratori exacte pentru a determina combinatia optima de parametrii la care sa functioneze invertorul din uRADMonitor var.A . Asta ca sa pot seta in software valorile corespunzatoare - si desigur ca efortul de constructie nu se incheie aici.

 

Mai mult aici: http://www.pocketmagic.net/2013/07/glob ... rk/#131005

[Dr.L]

Frumos, felicitari!

[The Stressmaker]

Puteti da detalii despre tranzistoarele si bobina folosite in invertor? pentru ca metoda pare mai interesanta decat bobinarea a cateva sute de spire...Comparativ, cum este eficienta fata de un invertor clasic cu transformator? presupun ca daca ati ales aceasta varianta ati avut in minte durata de functionare cat mai mare a acumulatorului.As adauga ca idee, pentru modelul B (si poate pentru A), sa realizeze inregistrarea (sau sa transmita odata cu ea) doar daca se introduc manual datele locatiei. Veti avea o pozitionare mai buna a masuratorii in acest mod. Eventual sa apara la pornire sau dupa ecranul de "stand-by" aceasta intrebare referitoare la locatie.Felicitari si la cat mai multe realizari.PS: apropos de dioda ca senzor, va ganditi cumva la bpw34?

[radhoo]

Dragi colegi, va multumesc pentru aprecieri. The StressMaker, voi raspunde cat de curand la intrebarile de mai sus, dar acum ma grabesc sa va arat un nou update, urmand sa revin maine.

 

Am finalizat o a doua unitate, si acum am primele doua aparate uRADMonitor (Model A) complete. Ultimul pas pe azi a fost sa finalizez carcasa, mai exact cele doua gauri pentru mufa de retea si pentru mufa de alimentare. Burghie, pile, si spray cu vopsea... dar pentru ce va urma de acum, sper sa pot muta sarcina la un producator chinez care sa se ocupe de toate aceste detalii, mai repede si mai bine. Asa ca, aceste doua unitati sunt realizate complet manual (pcb+lipire inclusiv SMD, etc). Sunt multumit de rezultat, dimensiunea si greutatea sunt placute, daca voi reusi sa fac si Modelele B+C la aceeasi dimensiune, va fi grozav.

Cum acest ultim pas a fost relativ usor, am avut timp de niste poze in cortul de lumina (alunele+nucile doar pentru a da o idee asupra dimensiunii):

 

 

 

 

Mai departe mai am de verificat calitatea, stabilitatea si comportamentul la diversele surse de radiatie. Poate reusesc sa gasesc un laborator care sa ma ajute cu niste teste de calibrare, ramane de vazut. Toate acestea vor putea necesita inca cateva modificari in software.

 

Jurnalul constructiei e disponibil si aici (in Engleza): http://www.pocketmagic.net/2013/07/glob ... k/#1301008

Exista si o pagina pe Facebook, in caz ca prezinta vreun interes (dar suportul comunitatii e apreciat): http://www.facebook.com/uRADMonitor