Radonin lieventämismonitori: 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Yleiskatsaus

Radon tulee luonnollisesti kiveistä ja maaperästä kotiemme alla Yhdysvalloissa ja Euroopan unionissa. Se on aina ympärillämme hajuton, mauton ja näkymätön radioaktiivinen kaasu. Radon on ongelmallista, koska se vuotaa koteihimme halkeamien tai aukkojen kautta ja muodostuu korkeammalle tasolle. Kun hengität radonkaasua, radioaktiiviset hiukkaset voivat jäädä kiinni keuhkoihisi ja aiheuttaa syöpää. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston (EPA) mukaan radon tappaa yli 21 000 ihmistä Yhdysvalloissa vuosittain ja yli 20 000 vuodessa EU: ssa. CDC: n mukaan radon on tupakoimattomien keuhkosyövän johtava syy. Sekä vanhoissa että uusissa kodeissa voi olla radonongelmia. Monet kodit tarvitsevat aktiivisia radonin lieventämisjärjestelmiä, joihin yleensä liittyy alilaattojen tai ryömintätilan paineenpoisto. Tämä sisältää pienitehoisen (50 W) tuulettimen, joka toimii hiljaa ja toivottavasti jatkuvasti radonpitoisuuden alentamiseksi. Tuuletin on usein piilotettu ullakolle, kellariin tai jopa talon ulkopuolelle, jossa jos hiljainen ja näkymätön tuuletin epäonnistuu, asukkaat altistuvat radioaktiiviselle radonille. Lisätietoja on saatavana CDC: ltä, EPA: lta, osavaltion ja paikallishallinnolta, mukaan lukien alueelliset kartat.

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

Projekti käyttää edullisia Honeywell ABPMAND001PG2A3 (480-6250-ND) -paineanturia ja Raspberry Pi -laitetta radonin lieventämisjärjestelmän seurantaan ja kirjaamiseen. Se lähettää myös hälytyksen, jos paine laskee nimellisrajojen ulkopuolelle. Paineanturi on saatavana I2C-väylänä (2-johtiminen) ja myös SPI-väylänä (3-johtiminen). Molemmat vaativat 3,3 V: n virran toiselle kahdelle johdolle. Käytin Raspberry Pi 3: ta, mutta Zero tai RPi 4 toimisivat myös. Tarvitset myös joko leipälevyn tai jonkin langan, jossa on juote 4 tai 5 johtimen kiinnittämiseen riippuen siitä, valitsetko paineanturin I2C- tai SPI -version. Python -lähdekoodissa on sähköposti -ilmoituksia, jotka voidaan lähettää tekstiviesteinä tai multimediaviesteinä. Voit myös muokata koodia käyttääksesi MQTT-, Blynk- tai muita pilvipalveluja. Ohjelma voi myös lukea AirThings WavePlus Radon -monitoria Bluetoothin kautta. Se kirjaa radonpitoisuuden, haihtuvien elinyhdisteiden, CO2: n, lämpötilan ja kosteuden tiedot. Sen avulla voit piirtää ja tarkastella tietoja valitsemissasi muodoissa muokkaamalla Python -koodia tai tuomalla datatiedostot laskentataulukko -ohjelmaan. Se lähettää myös hälytyksiä ja tilaa, joita voit jälleen muokata Python -koodissa tai muokata haluamallasi tavalla.

Tarvikkeet:

Jos sinulla on RPi, tarvitset vain paineanturin ja pienen putken.

1. Paineanturi (yksi seuraavista paineantureista, jotka ovat saatavana Digikeyltä, Mouserilta, Arrowlta, Newarkilta ja muilta. Ne ovat noin 13 USD)

   • ABPDRRV001PDSA3 (Mouser 785-ABPDRRV001PDSA3, DIP Pkg SPI -liitäntä)
   • ABPMAND001PG2A3 (Digikey 480-6250-ND, I2C-liitäntä)
   • ABPMRRV060MG2A3 (Mouser 785-ABPMRRV060MG2A3, I2C-liitäntä)
2. Pii- tai muoviputki, jonka sisähalkaisija on 1,5 mm, paineanturin liittämiseksi radonin lieventävään putkeen
3. Raspberry Pi, virtalähde ja SD -muistikortti

Vaihe 1: I2C -johdotusvaihtoehto

On suositeltavaa pitää johdot melko lyhyinä. Pidin johdot muutaman metrin pituisina. Jos käytät I2C-paineanturia, paineanturi voidaan liittää Raspberry Pi -laitteeseen neljällä johdolla:

RPI 40-nastainen => Honeywell ABP -paineanturi

Pin 1 (+3,3 VDC) => Pin 2 (Vsupply)

Nasta 3 (SDA1) => Nasta 5 (SDA)

Nasta 5 (SCL1) => Nasta 6 (SCL)

Nasta 6 (GND) => Nasta 1 (GND)

Vaihe 2: SPI -johdotusvaihtoehto

Jos käytät SPI-paineanturia, paineanturi voidaan liittää Raspberry Pi -laitteeseen 5-johtimella:

RPI 40-nastainen => Honeywell ABP -paineanturi

Nasta 17 (+3,3 VDC) => Nasta 2 (+3,3 V: n syöttö)

Nasta 21 (SPI_MISO) => Nasta 5 (MISO)

Nasta 23 (SPI_CLK) => Nasta 6 (SCLK)

Nasta 24 (SPI_CE0_N) => Nasta 3 (SS)

Nasta 25 (GND) => Nasta 1 (GND)

Vaihe 3: Putkiliitäntä

Liitä paineanturi radoninvaimennusputkeen käyttämällä 1,5 mm: n sisähalkaisijaista muoviputkea, joka on liitetty paineanturin ylempään P1 -porttiin. Muoviputki voi olla minkä tahansa pituinen ja toinen pää työnnetään lievennysputkeen poraamalla pieni reikä, joka on putken ulkohalkaisijan kokoinen.

Vaihe 4: Ohjelmisto

Raspberry Pi -käyttöjärjestelmän asentamisen jälkeen noudatin SPI- ja I2C -väylien käyttöönottoa koskevia ohjeita:

github.com/BrucesHobbies/radonMaster

Käytin sitten git -ohjelmaa radonMaster Python -lähdekoodin lataamiseen:

git -klooni

Muokkasin muutamalla rivillä radonMaster.py -lähdettä määrittääkseni hälytykset omien mieltymysteni mukaan. Ohjelma lähettää hälytyksiä, kun radoninvaimennuspuhaltimen tyhjiö/paine muuttuu. Ohjelma kirjaa tiedot pilkuilla erotettuun muuttujatiedostoon (CSV), joka voidaan helposti tuoda useimpiin laskentataulukko -ohjelmiin tai piirtää käyttämällä mukana toimitettua Python -lähdekoodia, joka käyttää standardia MatPlotLib -ohjelmaa. Ohjelma voi myös lähettää päivittäisiä, viikoittaisia tai kuukausittaisia tilaraportteja sähköpostitse valintojesi mukaan. Radonpitoisuudet vaihtelevat merkittävästi sään mukaan, joten päätän asettaa hälytystasot hieman korkeammalle ja piirtää tiedot kuukausittain. Huomasin myös, että radonin lieventävä tyhjiöpaine muuttuu merkittävästi päivinä, jolloin ulkona on tuulinen tuuli. Ohjelma käyttää algoritmia väärien hälytysten minimoimiseksi. Minulle ei ole tullut vääriä hälytyksiä.

Käytin komentoa "python3 radonMaster.py" ohjelman suorittamiseen pääteikkunasta ensimmäistä testausta ja tarkistusta varten. Käytin sitten crontabia ohjeiden mukaan käynnistääksesi ohjelman RPi -uudelleenkäynnistyksessä.

Tämä projekti saatiin päätökseen melko nopeasti, ja se vaati vain Honeywell -paineanturin (13 USD) ja halvan muoviputken ostamista. Projektista opin I2C- ja SPI -laitteiden liittämisen ja tutustuin Honeywell TruStability Amplified Basic -paineanturiin.