Monitor de Mitigação de Radon: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Visão geral

O radônio vem naturalmente das rochas e do solo sob nossas casas nos Estados Unidos e na União Europeia. É sempre ao nosso redor um gás radioativo inodoro, insípido e invisível. O radônio é problemático porque penetra em nossas casas por meio de rachaduras ou fendas e atinge níveis mais altos. Quando você respira gás radônio, as partículas radioativas podem ficar presas em seus pulmões e causar câncer. De acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA), o radônio mata mais de 21.000 pessoas nos EUA a cada ano e mais de 20.000 pessoas por ano na UE. De acordo com o Center for Disease Control (CDC), o radônio é a principal causa de câncer de pulmão em não fumantes. Tanto as casas antigas quanto as novas podem ter problemas de radônio. Muitas residências requerem sistemas ativos de mitigação de radônio, geralmente envolvendo a despressurização de sub-laje ou espaço de rastreamento. Isso envolve um ventilador de baixa voltagem (50W) que opera silenciosamente e continuamente para reduzir os níveis de radônio. O ventilador costuma estar escondido em um sótão, porão ou mesmo fora da casa, onde se o ventilador silencioso e invisível falhar, os ocupantes ficarão expostos ao radônio radioativo. Mais informações estão disponíveis no CDC, EPA, governos estaduais e locais, incluindo mapas regionais.

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

O projeto usa um sensor de pressão Honeywell ABPMAND001PG2A3 (480-6250-ND) de baixo custo e um Raspberry Pi para monitorar e registrar o sistema de mitigação de radônio. Ele também envia um alerta se a pressão cair fora dos limites nominais. O sensor de pressão está disponível com um barramento I2C (2 fios) e também como um barramento SPI (3 fios). Ambos requerem alimentação de 3,3 Vcc para outros 2 fios. Usei um Raspberry Pi 3, mas um Zero ou RPi 4 também funcionaria. Você também precisará de uma placa de ensaio ou algum fio com solda para conectar 4 ou 5 fios, dependendo se você selecionar a versão I2C ou SPI do sensor de pressão. O código-fonte Python possui alertas de e-mail que podem ser enviados como textos SMS ou MMS. Você também pode modificar o código para usar MQTT, Blynk ou outros serviços em nuvem. O programa também pode ler o AirThings WavePlus Radon Monitor por Bluetooth. Ele registra os dados de níveis de radônio, compostos de órgãos voláteis, CO2, temperatura e umidade. Isso permite que você plote e visualize os dados em quaisquer formatos que você escolher, modificando o código Python ou importando os arquivos de dados para um programa de planilha. Ele também enviará alertas e status que você pode personalizar novamente no código Python ou modificar conforme desejar.

Suprimentos:

Se você tiver um RPi, precisará apenas de um sensor de pressão e um pequeno tubo.

1. Sensor de pressão (um dos seguintes sensores de pressão disponíveis na Digikey, Mouser, Arrow, Newark e outros. Eles custam cerca de US $ 13)

   • ABPDRRV001PDSA3 (Mouser 785-ABPDRRV001PDSA3, interface DIP Pkg SPI)
   • ABPMAND001PG2A3 (Digikey 480-6250-ND, interface I2C)
   • ABPMRRV060MG2A3 (Mouser 785-ABPMRRV060MG2A3, interface I2C)
2. Tubo de silicone ou plástico com 1,5 mm de diâmetro interno para conectar o sensor de pressão ao tubo de mitigação de radônio
3. Raspberry Pi, fonte de alimentação e cartão de memória SD

Etapa 1: Opção de fiação I2C

Recomenda-se manter os fios bem curtos. Eu mantive os fios com alguns metros de comprimento. Se estiver usando o sensor de pressão I2C, existem 4 fios para conectar o sensor de pressão ao Raspberry Pi:

RPI de 40 pinos => sensor de pressão Honeywell ABP

Pino 1 (+3,3 VCC) => Pino 2 (Vsupply)

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

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

Pino 6 (GND) => Pino 1 (GND)

Etapa 2: Opção de fiação SPI

Se estiver usando o sensor de pressão SPI, existem 5 fios para conectar o sensor de pressão ao Raspberry Pi:

RPI de 40 pinos => sensor de pressão Honeywell ABP

Pino 17 (+3,3 VCC) => Pino 2 (+3,3 V de alimentação)

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

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

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

Pino 25 (GND) => Pino 1 (GND)

Etapa 3: conexão do tubo

Para conectar o sensor de pressão ao tubo de mitigação de radônio, use um tubo de plástico de 1,5 mm de diâmetro interno conectado à porta P1 superior do sensor de pressão. O tubo de plástico pode ter qualquer comprimento e a outra extremidade é inserida no tubo de mitigação por meio de um pequeno orifício do tamanho do diâmetro externo do tubo.

Etapa 4: Software

Depois de instalar o sistema operacional Raspberry Pi, segui as instruções para ativar os barramentos SPI e I2C:

github.com/BrucesHobbies/radonMaster

Em seguida, usei o git para baixar o código-fonte do radonMaster Python:

git clone

Eu editei algumas linhas na fonte radonMaster.py para configurar os alertas de acordo com minhas preferências. O programa enviará alertas quando o vácuo / pressão do ventilador de mitigação de radônio mudar. O programa registra os dados em um arquivo Comma Separated Variable (CSV) que pode ser facilmente importado para a maioria dos programas de planilha ou plotado usando o código-fonte Python fornecido que usa MatPlotLib padrão. O programa também pode enviar relatórios de status diários, semanais ou mensais por e-mail, dependendo de suas escolhas. Os níveis de radônio variam significativamente com base no clima, então eu escolho definir os níveis de alerta um pouco mais altos e plotar os dados mensalmente. Também notei que a pressão de vácuo de mitigação de radônio muda significativamente em dias com rajadas de vento lá fora. O programa emprega um algoritmo para minimizar alertas falsos. Não recebi nenhum alerta falso.

Usei o comando "python3 radonMaster.py" para executar o programa a partir de uma janela de terminal para teste inicial e verificação. Em seguida, usei o crontab de acordo com as instruções para iniciar o programa na reinicialização do RPi.

Este projeto foi concluído com bastante rapidez e exigiu apenas a compra do sensor de pressão da Honeywell (US $ 13) e alguns tubos de plástico baratos. Com o projeto, aprendi como fazer a interface de dispositivos I2C e SPI e me familiarizei com os sensores de pressão básicos amplificados Honeywell TruStability.