Монитор смягчения последствий радона: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Обзор

Радон естественным образом поступает из камней и почвы под нашими домами в Соединенных Штатах и Европейском Союзе. Это всегда вокруг нас невидимый радиоактивный газ без запаха, вкуса и запаха. Радон проблематичен, потому что он проникает в наши дома через трещины или щели и накапливается до более высоких уровней. Когда вы вдыхаете радон, радиоактивные частицы могут попасть в ваши легкие и вызвать рак. По данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), от радона ежегодно умирает более 21 000 человек в США и более 20 000 человек в год в ЕС. По данным Центра по контролю за заболеваниями (CDC), радон является основной причиной рака легких у некурящих. Проблемы с радоном могут быть как в старых, так и в новых домах. Во многих домах требуются активные системы снижения уровня радона, обычно включающие разгерметизацию подплитных плит или подползников. Это включает вентилятор малой мощности (50 Вт), который работает тихо и, надеюсь, непрерывно для снижения уровня радона. Вентилятор часто прячут на чердаке, в подвале или даже за пределами дома, где в случае выхода из строя тихого и невидимого вентилятора жители будут подвергаться воздействию радиоактивного радона. Дополнительную информацию можно получить в CDC, EPA, правительствах штата и местных органах власти, включая карты регионов.

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

В проекте используется недорогой датчик давления Honeywell ABPMAND001PG2A3 (480-6250-ND) и Raspberry Pi для мониторинга и регистрации системы уменьшения радона. Он также отправляет предупреждение, если давление выходит за номинальные пределы. Датчик давления доступен с шиной I2C (2-проводной), а также с шиной SPI (3-проводной). Оба требуют питания 3,3 В постоянного тока для еще 2 проводов. Я использовал Raspberry Pi 3, но Zero или RPi 4 тоже подойдут. Вам также понадобится либо макетная плата, либо какой-то провод с припоем, чтобы прикрепить 4 или 5 проводов в зависимости от того, выберете ли вы версию датчика давления I2C или SPI. В исходном коде Python есть оповещения по электронной почте, которые можно отправлять в виде текстов SMS или MMS. Вы также можете изменить код для использования MQTT, Blynk или других облачных сервисов. Программа также может считывать данные с радонового монитора AirThings WavePlus через Bluetooth. Он регистрирует данные об уровнях радона, летучих органических соединениях, CO2, температуре и влажности. Это позволяет вам строить и просматривать данные в любых форматах, которые вы выбираете, изменяя код Python или импортируя файлы данных в программу для работы с электронными таблицами. Он также будет отправлять предупреждения и статус, которые вы снова можете настроить в коде Python или изменить по своему усмотрению.

Запасы:

Если у вас есть RPi, вам понадобится только датчик давления и небольшая трубка.

1. Датчик давления (один из следующих датчиков давления, доступных от Digikey, Mouser, Arrow, Newark и др. Они стоят около 13 долларов США)

   • ABPDRRV001PDSA3 (Mouser 785-ABPDRRV001PDSA3, интерфейс DIP Pkg SPI)
   • ABPMAND001PG2A3 (Digikey 480-6250-ND, интерфейс I2C)
   • ABPMRRV060MG2A3 (Mouser 785-ABPMRRV060MG2A3, интерфейс I2C)
2. Силиконовая или пластиковая трубка с внутренним диаметром 1,5 мм для подсоединения датчика давления к трубке для снижения уровня радона.
3. Raspberry Pi, блок питания и карта памяти SD

Шаг 1: Вариант подключения I2C

Рекомендуется, чтобы провода были достаточно короткими. Я держал провода длиной в пару футов. При использовании датчика давления I2C есть 4 провода для подключения датчика давления к Raspberry Pi:

RPI 40-контактный => Датчик давления Honeywell ABP

Контакт 1 (+3,3 В постоянного тока) => Контакт 2 (Vпитание)

Контакт 3 (SDA1) => Контакт 5 (SDA)

Контакт 5 (SCL1) => Контакт 6 (SCL)

Контакт 6 (GND) => Контакт 1 (GND)

Шаг 2: Вариант подключения SPI

При использовании датчика давления SPI есть 5 проводов для подключения датчика давления к Raspberry Pi:

RPI 40-контактный => Датчик давления Honeywell ABP

Контакт 17 (+3,3 В постоянного тока) => Контакт 2 (+3,3 В питания)

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

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

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

Контакт 25 (GND) => Контакт 1 (GND)

Шаг 3: соединение трубки

Для подсоединения датчика давления к трубке для снижения уровня радона используйте пластиковую трубку с внутренним диаметром 1,5 мм, подключенную к верхнему отверстию P1 на датчике давления. Пластиковая трубка может быть любой длины, а другой конец вставляется в смягчающую трубу путем сверления небольшого отверстия размером с внешний диаметр трубки.

Шаг 4: Программное обеспечение

После установки операционной системы Raspberry Pi я выполнил инструкции по включению шин SPI и I2C:

github.com/BrucesHobbies/radonMaster

Затем я использовал git для загрузки исходного кода radonMaster Python:

git clone

Я отредактировал несколько строк в источнике radonMaster.py, чтобы настроить оповещения в соответствии с моими предпочтениями. Программа будет отправлять оповещения при изменении вакуума / давления вентилятора для снижения уровня радона. Программа записывает данные в файл с переменными, разделенными запятыми (CSV), который можно легко импортировать в большинство программ для работы с электронными таблицами или построить график с использованием предоставленного исходного кода Python, который использует стандартную библиотеку MatPlotLib. Программа также может отправлять ежедневные, еженедельные или ежемесячные отчеты о состоянии по электронной почте в зависимости от вашего выбора. Уровни радона значительно различаются в зависимости от погоды, поэтому я предпочитаю установить уровни предупреждений немного выше и строить график данных ежемесячно. Я также заметил, что давление вакуума для уменьшения радона значительно меняется в дни с порывистым ветром на улице. В программе используется алгоритм минимизации ложных срабатываний. У меня не было ложных срабатываний.

Я использовал команду «python3 radonMaster.py» для запуска программы из окна терминала для первоначального тестирования и проверки. Затем я использовал crontab в соответствии с инструкциями, чтобы запустить программу при перезагрузке RPi.

Этот проект был завершен довольно быстро, и потребовалось только купить датчик давления Honeywell (13 долларов США) и несколько дешевых пластиковых трубок. В рамках проекта я научился взаимодействовать с устройствами I2C и SPI и познакомился с базовыми датчиками давления с усилением TruStability от Honeywell.