Màn hình giảm thiểu Radon: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Tổng quat

Radon có nguồn gốc tự nhiên từ đá và đất bên dưới ngôi nhà của chúng ta trên khắp Hoa Kỳ và Liên minh Châu Âu. Xung quanh chúng ta luôn tồn tại một loại khí phóng xạ không mùi, không vị và không nhìn thấy được. Radon có vấn đề vì nó rò rỉ vào nhà của chúng ta qua các vết nứt hoặc khe hở và tích tụ lên các tầng cao hơn. Khi bạn hít thở khí radon, các hạt phóng xạ có thể bị mắc kẹt trong phổi của bạn và gây ung thư. Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA), radon giết chết hơn 21.000 người ở Mỹ mỗi năm và hơn 20.000 người mỗi năm ở EU. Theo Trung tâm Kiểm soát Dịch bệnh (CDC), radon là nguyên nhân hàng đầu gây ung thư phổi cho người không hút thuốc. Cả nhà cũ và nhà mới đều có thể có vấn đề về radon. Nhiều ngôi nhà yêu cầu các hệ thống giảm thiểu radon tích cực, thường liên quan đến việc giảm áp suất không gian dưới sàn hoặc thu thập thông tin. Điều này liên quan đến một quạt công suất thấp (50W) hoạt động nhẹ nhàng và hy vọng liên tục để giảm mức radon. Quạt thường được giấu trong gác mái, tầng hầm, hoặc thậm chí bên ngoài ngôi nhà, nơi nếu quạt không hoạt động yên tĩnh và khuất tầm nhìn, người ở sẽ bị nhiễm phóng xạ radon. Có thêm thông tin từ CDC, EPA, chính quyền tiểu bang và địa phương, bao gồm cả bản đồ khu vực.

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

Dự án sử dụng cảm biến áp suất Honeywell ABPMAND001PG2A3 (480-6250-ND) chi phí thấp và Raspberry Pi để theo dõi và ghi nhật ký hệ thống giảm thiểu radon. Nó cũng gửi cảnh báo nếu áp suất nằm ngoài giới hạn danh nghĩa. Cảm biến áp suất có sẵn với bus I2C (2 dây) và bus SPI (3 dây). Cả hai đều yêu cầu nguồn 3.3Vdc cho 2 dây khác. Tôi đã sử dụng Raspberry Pi 3 nhưng Zero hoặc RPi 4 cũng sẽ hoạt động. Bạn cũng sẽ cần một breadboard hoặc một số dây có hàn để gắn 4 hoặc 5 dây tùy thuộc vào việc bạn chọn phiên bản I2C hay SPI của cảm biến áp suất. Mã nguồn Python có các cảnh báo qua email có thể được gửi dưới dạng văn bản SMS hoặc MMS. Bạn cũng có thể sửa đổi mã để sử dụng MQTT, Blynk hoặc các dịch vụ đám mây khác. Chương trình cũng có thể đọc AirThings WavePlus Radon Monitor qua Bluetooth. Nó ghi lại dữ liệu về mức radon, các hợp chất cơ quan dễ bay hơi, CO2, nhiệt độ và độ ẩm. Điều đó cho phép bạn vẽ và xem dữ liệu ở bất kỳ định dạng nào bạn chọn bằng cách sửa đổi mã Python hoặc nhập các tệp dữ liệu vào chương trình bảng tính. Nó cũng sẽ gửi cảnh báo và trạng thái mà bạn có thể tùy chỉnh lại trong mã Python hoặc sửa đổi theo ý muốn.

Quân nhu:

Nếu bạn có RPi, bạn sẽ chỉ cần một cảm biến áp suất và một ống nhỏ.

1. Cảm biến áp suất (một trong những cảm biến áp suất sau đây có sẵn từ Digikey, Mouser, Arrow, Newark và các hãng khác. Chúng có giá khoảng $ 13 USD)

   • ABPDRRV001PDSA3 (Mouser 785-ABPDRRV001PDSA3, giao diện DIP Pkg SPI)
   • ABPMAND001PG2A3 (giao diện Digikey 480-6250-ND, I2C)
   • ABPMRRV060MG2A3 (Mouser 785-ABPMRRV060MG2A3, giao diện I2C)
2. Ống silicon hoặc ống nhựa có đường kính trong 1,5 mm để kết nối cảm biến áp suất với ống giảm thiểu radon
3. Raspberry Pi, bộ nguồn và thẻ nhớ SD

Bước 1: Tùy chọn đấu dây I2C

Bạn nên giữ các dây khá ngắn. Tôi giữ các dây dài đến vài feet. Nếu sử dụng cảm biến áp suất I2C, có 4 dây để kết nối cảm biến áp suất với Raspberry Pi:

RPI 40 chân => Cảm biến áp suất Honeywell ABP

Chân 1 (+3,3 VDC) => Chân 2 (Vsupply)

Chân 3 (SDA1) => Chân 5 (SDA)

Chân 5 (SCL1) => Chân 6 (SCL)

Pin 6 (GND) => Pin 1 (GND)

Bước 2: Tùy chọn nối dây SPI

Nếu sử dụng cảm biến áp suất SPI, có 5 dây để kết nối cảm biến áp suất với Raspberry Pi:

RPI 40 chân => Cảm biến áp suất Honeywell ABP

Chân 17 (+3,3 VDC) => Chân 2 (+3,3 Vsupply)

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

Chân 23 (SPI_CLK) => Chân 6 (SCLK)

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

Pin 25 (GND) => Pin 1 (GND)

Bước 3: Kết nối ống

Để kết nối cảm biến áp suất với ống giảm thiểu radon, hãy sử dụng một ống nhựa có đường kính trong 1,5 mm kết nối với cổng P1 phía trên của cảm biến áp suất. Ống nhựa có thể dài bất kỳ và đầu kia được lắp vào ống giảm thiểu bằng cách khoan một lỗ nhỏ có kích thước bằng đường kính ngoài của ống.

Bước 4: Phần mềm

Sau khi cài đặt hệ điều hành Raspberry Pi, tôi đã làm theo hướng dẫn để bật các bus SPI và I2C:

github.com/BrucesHobbies/radonMaster

Sau đó, tôi đã sử dụng git để tải xuống mã nguồn radonMaster Python:

git clone

Tôi đã chỉnh sửa một vài dòng trong nguồn radonMaster.py để định cấu hình cảnh báo theo sở thích của mình. Chương trình sẽ gửi cảnh báo khi độ chân không / áp suất của quạt giảm thiểu radon thay đổi. Chương trình ghi dữ liệu vào tệp Biến được phân tách bằng dấu phẩy (CSV) có thể dễ dàng nhập vào hầu hết các chương trình bảng tính hoặc vẽ biểu đồ bằng mã nguồn Python được cung cấp sử dụng MatPlotLib tiêu chuẩn. Chương trình cũng có thể gửi báo cáo trạng thái hàng ngày, hàng tuần hoặc hàng tháng qua email tùy theo lựa chọn của bạn. Mức độ rađon thay đổi đáng kể tùy theo thời tiết, vì vậy tôi chọn đặt mức cảnh báo cao hơn một chút và vẽ biểu đồ dữ liệu hàng tháng. Tôi cũng nhận thấy rằng áp suất chân không giảm thiểu radon thay đổi đáng kể vào những ngày có gió to bên ngoài. Chương trình sử dụng một thuật toán để giảm thiểu các cảnh báo sai. Tôi đã không có bất kỳ cảnh báo sai nào.

Tôi đã sử dụng lệnh "python3 radonMaster.py" để chạy chương trình từ cửa sổ đầu cuối để kiểm tra và thanh toán ban đầu. Sau đó, tôi đã sử dụng crontab theo hướng dẫn để khởi động chương trình khi khởi động lại RPi.

Dự án này được hoàn thành khá nhanh chóng và chỉ yêu cầu mua cảm biến áp suất Honeywell ($ 13 USD) và một số ống nhựa rẻ tiền. Từ dự án, tôi đã học cách giao tiếp các thiết bị I2C và SPI và làm quen với Cảm biến áp suất cơ bản khuếch đại Honeywell TruStability.