Ваш IP-адрес: 18.205.60.226
Ваша страна: United States
Flag Counter
RU   EN

GeigerCounter 1.5

GeigerCounter

Новости

07.10.15 Выпущена новая версия приложения GeigerCounter 1.5.

Читать дальше >



Отзывы

Читать дальше >

Оставьте Ваш отзыв!

ПОДДЕРЖКА ЭТОГО ПРОЕКТА >>>  Donate!


Приложение GeigerCounter предназначено для измерения радиационного фона (уровня радиоактивности) совместно с дозиметром, подключаемым к аудиоразъему (микрофонному входу) смартфона.
Такой разработанный мной дозиметр описан на странице https://acdc.foxylab.com/node/32.
С приложением GeigerCounter также можно использовать и другие дозиметры:
1 - имеющие возможность непосредственного подключения к аудиоразъему смартфона -
например, дозиметр Atom Simple (НПП КБ Радар, г. Троицк, РФ):

Приложение GeigerCounter официально рекомендовано для использования с:
RH Electronics Radiation Detector DIY Kit ver. 3.00:


Atomic.dave Custom Hand-crafted Geiger Counter w/ Alpha-Beta-Gamma-Xray SBT-9:


2 - подключаемые к аудиоразъему смартфона через согласующее устройство.
Подробно сопряжение дозиметра со смартфоном описано здесь.
Комплекс из приставки-дозиметра и Android-смартфона с приложением GeigerCounter позволяет оперативно и точно оценить уровень радиации как на открытой местности, так и в помещениях.

Также приложение GeigerCounter имеет возможность отправки результатов измерений на сервер мониторинга (например, http://mon.foxylab.com).
Аналогом приложения GeigerCounter для смартфонов Apple является приложение Geiger Bot для iOS.


Системные требования

Android 3.0 и выше (минимальный API Level: 11).
Разрешение экрана - 480 x 800 и выше.
При установке приложение запрашивает права -
* память - для записи протокола измерений;
* управление оборудованием - для регистрации импульсов от дозиметра;
* системные инструменты - для предотвращения "засыпания" смартфона в процессе измерений;
* ваше местоположение - для определения координат смартфона посредством GPS;
* сетевой обмен данными - для определения координат смартфона посредством сети и отправки информации на сервер мониторинга;
* телефонные вызовы - для остановки измерений и разблокировки микрофона при входящем звонке.

Вы используете приложение "as is", на свой страх и риск.
CC BY-ND
Приложение "GeigerCounter" распространяется по лицензии CC BY-ND 3.0 ("Attribution-NoDerivs" - "Атрибуция — Без производных произведений").


Ссылки для скачивания

Android Приложение распространяется в форме APK-файла.

Контрольная сумма APK-архива MD5: 5ebd7ee3fafdda0a0915a76dd271aeba - 1.5
Get it on Google Play
GeigerCounter 1.5 (APK-архив) - 567 КБ (версия от 07.10.2015) - Скачать с https://foxylab.com

Работа с приложением GeigerCounter

Установка приложения
Для установки необходим щелкнуть в файловом менеджере по файлу GeigerCounter.apk и в появившемся окне выбрать пункт "Установить" -



Элементы интерфейса приложения GeigerCounter:

1 - кнопка запуска/останова измерений
2 - кнопка сброса результатов вычислений скользящего среднего
3 - текущий статус
4 - географическая широта смартфона
5 - географическая долгота смартфона
6 - последний результат измерений скорости счета [имп./мин (CPM)]
7 - минимальный результат измерений скорости счета [имп./мин (CPM)]
8 - максимальный результат измерений скорости счета [имп./мин (CPM)]
9 - текущий среднеквадратичный уровень сигнала [%]
10 - ползунок настройки уровня импульса
11 - текущий уровень импульса [%]
12 - ползунок настройки минимальной длительности паузы
13 - текущая минимальная длительность паузы [сэмплы]
14 - флажок отправки результатов измерений на сервер мониторинга
15 - URL-адрес сервера мониторинга
16 - идентификатор смартфона
17 - сведения о разработчике
18 - версия приложения
19 - активная ссылка на сайт разработчика
20 - логотип приложения

Сопряжение со смартфоном
Для подключения дозиметра к аудиоразъему смартфона используется штекер 3,5 мм TRRS ("мини-джек") с четырьмя контактами -

Эти штекеры используются также и для подключения к аудиоразъемам ноутбуков. Существует два стандарта распиновки контактов такого штекера -
OMTP (Open Mobile Terminal Platform) L/R/M/G - 1 (Sleeve) - земля (G), 2 (Ring2) - микрофон (M), 3 (Ring1) - правый канал (R), 4 (Tip) - левый канал (L);
CTIA (Cellular Telephone Industries Association) (другое название - AHJ (American Headset Jack) L/R/G/M - 1 (Sleeve) - микрофон (M), 2 (Ring2) - земля (G), 3 (Ring1) - правый канал (R), 4 (Tip) - левый канал (L).

Стандарт OMTP стандартизован для ноутбуков в национальном китайском стандарте YDT 1885-2009. Стандарт CTIA применяется в большинстве Android-смартфонов, смартфонах Apple iPhone.

Импульсный сигнал с дозиметра через схему согласования должен поступить на контакты "микрофон" (M) и "земля" (G) разъема смартфона. Такой импульсный сигнал может поступать с цифрового выхода дозиметра (Digital Output). Таким выходом, например, оснащены дозиметры:
GCA-03(W):

MightyOhm Geiger Counter kit:

Следует отметить, что, как видно из распиновки стандартов OMTP и CTIA, у них меняются местами "земля" и "микрофон", т.е. сигнал, поступающий с дозиметра, инвертируется.
Схема согласования должна:
1 - понижать уровень сигнала с дозиметра до уровня, приемлемого для микрофонного входа смартфона -
для понижения уровня напряжения можно использовать резисторный делитель напряжения (voltage divider),
для ограничения - встречно-параллельное включение светодиодов
(описано на сайте "Daqarta", причем указывается примерное напряжения ограничения - для красных светодиодов - 1,5 В, желтых - 1,8 В, зеленых - 1,9 В);
2 - развязывать смартфон и дозиметр по постоянному току, так как на разъеме "микрофон" смартфона имеется постоянное напряжение, обеспечивающее работу электретных микрофонов -
для развязки можно использовать последовательно включенный пленочный конденсатор (bypass capacitor) (на сайте "MightyOhm" рекомендуется емкость 0,1 мкФ)
3 - обеспечивать детектирование смартфоном подключения дозиметра как подключения гарнитуры -
для определения смартфоном дозиметра используется включенный параллельно входным контактам смартфона резистор.

Пример схемы согласования, которую я реализовал для своего DIY-дозиметра:
принципиальная схема

Элементы схемы:
конденсатор C1 - для развязки по постоянному току;
резисторы R1 , R2 - делитель напряжения;
светодиоды HL1, HL2 - ограничитель напряжения.
внешний вид

Элементы цепи:
1-C1; 2-R1; 3-R2; 4-HL1; 5-HL2.

Похожая схема рекомендована для подключения счетчика Гейгера Geiger Kit к iPhone/iPad с приложением Geiger Bot:

Osamu Higuchi рекомендует похожее устройство согласования для подачи импульсного сигнала с динамика дозиметра на вход смартфона:

Аналогичная схема рекомендуется и для подключения импульсного выхода (~3 В) счетчика Гейгера MightyOhm Geiger Counter к iPhone/iPad с приложением Geiger Bot:

Для подключения дозиметров RM-60, RM-70, RM-80, RM-G90 требуется схема согласования с внешним питанием:
(щелкните мышкой по картинке для просмотра в увеличенном масштабе)

Выполнение измерений
Мерой интенсивности ионизирующего излучения может служить скорость счета (count rate) импульсов счетчиком Гейгера, измеряемая чаще всего в импульсах в минуту (CPM, cpm) или импульсах в секунду (CPS, cps). По зарубежной терминологии приборы, измеряющие скорость счета, называются ratemeter (по-русски интенсиметр). В English Wiktionary понятие "ratemeter" определяется как "Any of several devices that measure the average rate of radioactive emissions over a specified time interval".
Для запуска процесса измерения скорости счета требуется подключить дозиметр к смартфону, запустить приложение GeigerCounter и нажать кнопку "ИЗМЕРЕНИЕ". Процесс измерений будет непрерывным. Для стабилизации показаний реализован алгоритм вычисления скользящего среднего с размером окна, равным 15 минут. Перед считыванием показаний необходимо подождать 2-3 минуты, чтобы показания стабилизировались.
Приложение GeigerCounter позволяет непрерывное измерение скорости счета ("CPM") (в импульсах в минуту) и определяет минимальное ("Мин.") и максимальное ("Макс.") значение скорости счета.
Протокол измерений сохраняется в файле в папке /GeigerCounter на SD-карте смартфона:

Формат файла протокола - CSV (Comma-Separated Values) - значения разделяются запятыми, а строки - символами CR LF (0x0D 0x0A):
YYYYMMDDhhmmssuuu,широта,долгота,CPM
(YYYY-год, MM-месяц, DD-день, hh-часы, mm-минуты, ss-секунды, uuu-миллисекунды).
Пример файла протокола измерений:

Импорт таких файлов предусмотрен во многих офисных, математических и инженерных программных пакетах (Microsoft Excel, OpenOffice.org Calc, Google Docs и др.).

Также результаты измерений могут быть отправлены на сервер мониторинга (например, http://mon.foxylab.com) посредством POST-запроса.
При установленном флажке "Web" приложение отправляет POST-запрос следующего формата на сервер мониторинга, адрес которого указан в окне приложения (по умолчанию - http://mon.foxylab.com):
Имя Значение
ID 75de508a0c294e81
DATA 20150509083711.494,52.3177N,30.2154E,33.17
ID - идентификатор Вашего смартфона, отображаемый в окне приложения:

DATA - данные мониторинга, разделяемые запятыми (,):
время в формате YYYYMMDDhhmmss.SSS, где YYYY - год, MM - месяц, DD - день, hh - часы, mm - минуты, ss - секунды, SSS - миллисекунды;
географическая широта в формате XX.XXXXY, где XX.XXXX - широта в градусах и долях градуса, Y - N - северная, S - южная;
географическая долгота в формате XXX.XXXXY, где XX.XXXX - долгота в градусах и долях градуса, Y - E - восточная, W - западная;
скорость счета (CPM).
Для просмотра результатов мониторинга необходимо зайти на сайт мониторинга http://mon.foxylab.com,
ввести идентификатор Вашего смартфона (ID)
и контрольное число (это необходимо для предотвращения запросов от "ботов").
Также можно указать временной интервал, за который необходимо отобразить результаты мониторинга:
From - дата (YYYY-MM-DD) и время (HH:SS) начала интервала;

To - дата (YYYY-MM-DD) и время (HH:SS) окончания интервала.
После этого требуется нажать кнопку отправки запроса "Query".
В результате выполнения запроса отобразятся:
таблица с данными мониторинга

максимальное и минимальное значения скорости счета

график изменения CPM

географическая карта с метками, показывающими Ваше перемещение

Для тестирования Вы можете ввести ID 1234567890abcdef.
Если Вы введете неверное контрольное число, то отобразится надпись "Invalid CAPTCHA code entered!".
Если Вы введете неверный идентификатор смартфона, то отобразится надпись "ID not found!".

Скользящее среднее (moving average (MA)) временного ряда используется для сглаживания кратковременных флюктуаций и выявления долгосрочного тренда. Скользящее среднее вычисляется после поступления каждого нового значения временного ряда заново, учитывая n последних значений. Таким образом, скользящее среднее перемещается ("скользит") по временному ряду.
Метод скользящего среднего позволяет стабилизировать показания дозиметра, которые подвержены изменениям из-за случайного характера ионизирующего излучения. Важную роль при этом играет правильный выбор размера (ширины) окна n, в котором усредняются результаты измерений. Для сравнения можно посмотреть на сходимость результатов при различном размере окна:
(щелкните мышкой по картинке для просмотра в увеличенном масштабе)
5 секунд: 2 минуты: 10 минут:
Для гамма-спектрометра iMetry рекомендуемый размер окна - 60 минут. В DIY-дозиметре Geiger Kit GK-B5 ширина окна равна 30 секундам. В дозиметре GSA Inspector EXP при низком уровне радиации ширина окна равна 30 секундам и уменьшается при повышении уровня радиации. В дозиметре MyGeiger от RH Electronics, начиная с прошивки версии 1.03, ширина окна принята равной 10 секунд.
iMetry Geiger Kit GK-B5 GSA Inspector EXP MyGeiger
В моем приложении GeigerCounter размер окна выбран равным 15 минутам.
Для сброса вычислений скользящего среднего требуется нажать кнопку "СБРОС".
Для остановки процесса измерений требуется нажать кнопку "ОСТАНОВ".

Скорость счета от фонового радиационного фона должна составлять 5 ... 60 CPM в зависимости от высоты и модели счетчика Гейгера, а превышение скорости счета выше 100 CPM в течение 3 минут должно быть тревожным поводом (по информации с сайта http://www.radiationnetwork.com).

Во время работы приложения блокируется встроенный микрофон смартфона. Для его разблокировки необходимо выйти из приложения.
Для выхода из приложения необходимо выбрать команду "Выход" во всплывающем меню:

Если не выполнен корректный выход из приложения, то встроенный микрофон может оставаться блокированным и для восстановления доступа к нему необходимо выполнить перезагрузку смартфона!
Также разблокировка микрофона и остановка измерений происходят при входящем телефонном звонке.
Настройки
Настройки приложения позволяют указать уровень сигнала ("Уровень") в %, соответствующего импульсу от дозиметра, и минимальную длительность паузы ("Пауза") в сэмплах, следующей за импульсом.

Захват сигнала от дозиметра происходит с частотой 44100 Гц, поэтому длительность одного сэмпла составляет 22,7 мкс. Значения настроек по умолчанию - уровень 15 % и пауза 5 сэмплов.

Снимки экрана приложения GeigerCounter
(щелкните мышкой по картинке для просмотра в увеличенном масштабе)
после запуска приложения: после начала измерений: после стабилизации показаний:

Экспериментальная проверка работы приложения GeigerCounter

немецкий компас (ВМВ) ~275 CPM



тахометр из учебной лаборатории (устанавливался в самолетах Ан-2) ~4082 CPM



Также по результатам измерений, сохраненным в файле протокола, можно построить гистограмму распределения скоростей счета.
Пример гистограммы (квартира кирпичного многоэтажного дома, город Гомель):

N = 61, среднее значение скорости счета 50,61 CPM, стандартное отклонение скорости счета 0,89 CPM, файл протокола можно скачать здесь.
Пример гистограммы (квартира кирпичного частного дома, деревня Еремино вблизи Гомеля):

N = 80, среднее значение скорости счета 52,99 CPM, стандартное отклонение скорости счета 0,86 CPM, файл протокола можно скачать здесь.

Что нового в GeigerCounter 1.5

+ реализована остановка измерений и разблокировка микрофона при переходе приложения в фоновый режим
+ реализована одновременная работа только одного экземпляра приложения

Читать дальше >

Контакты

© 2015 Alexey "FoxyLab" Voronin

Яндекс.Метрика Яндекс цитирования uptime счетчик