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* '''muondetector-gui''' Ein Programm mit grafischer Benutzeroberfläche (GUI), das auf jedem Computer im selben Netzwerk wie der MuonPi-Detektor gestartet werden kann, um alle Betriebsparameter des Detektors zu überwachen und bei Bedarf anzupassen. Die GUI kann [https://archive.muonpi.org hier] für verschiedene Platformen (Raspbian, Ubuntu, Windows) als Binary Package heruntergeladen werden oder vom aktuellsten [https://github.com/MuonPi/muondetector GutHub Master Branch] kompiliert werden.
 
* '''muondetector-gui''' Ein Programm mit grafischer Benutzeroberfläche (GUI), das auf jedem Computer im selben Netzwerk wie der MuonPi-Detektor gestartet werden kann, um alle Betriebsparameter des Detektors zu überwachen und bei Bedarf anzupassen. Die GUI kann [https://archive.muonpi.org hier] für verschiedene Platformen (Raspbian, Ubuntu, Windows) als Binary Package heruntergeladen werden oder vom aktuellsten [https://github.com/MuonPi/muondetector GutHub Master Branch] kompiliert werden.
 
* '''muondetector-login''' Ein kleines Kommandozeilen-Hilfsprogramm zur anfänglichen Einrichtung der MQTT-Telemetrieverbindung. Das Programm fragt nach den bereitgestellten MQTT-Zugangsdaten und speichert sie lokal in verschlüsselter Form für die kontinuierliche Verwendung.
 
* '''muondetector-login''' Ein kleines Kommandozeilen-Hilfsprogramm zur anfänglichen Einrichtung der MQTT-Telemetrieverbindung. Das Programm fragt nach den bereitgestellten MQTT-Zugangsdaten und speichert sie lokal in verschlüsselter Form für die kontinuierliche Verwendung.
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* '''muondetector-cluster'''
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* '''muondetector-cluster''' Ermöglicht den Betrieb eines Multi-Detektor-Clusters als eine Einheit. Das Programm ist der Clusterkopf oder die Schnittstelle zum Server, sucht nach Koinzidenzen innerhalb des Clusters und sendet die kombinierten Koinzidenzereignisse anstelle der einzelnen Ereignistelegramme an den Server. Eine Cluster-Instanz läuft auch auf dem Hauptserver und sammelt die Datenströme aus dem gesamten Netzwerk, findet die Online-Koinzidenzen und schreibt die Koinzidenz-Ereignisse sowie detaillierte Logs und Statistik-Zusammenfassungen in die MuonPi InfluxDB Datenbank. Der Quellcode ist im [https://github.com/MuonPi/muondetector-cluster Github-Repository] des Clusters verfügbar.
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Ermöglicht den Betrieb eines Multi-Detektor-Clusters als eine Einheit. Das Programm ist der Clusterkopf oder die Schnittstelle zum Server, sucht nach Koinzidenzen innerhalb des Clusters und sendet die kombinierten Koinzidenzereignisse anstelle der einzelnen Ereignistelegramme an den Server. Eine Cluster-Instanz läuft auch auf dem Hauptserver und sammelt die Datenströme aus dem gesamten Netzwerk, findet die Online-Koinzidenzen und schreibt die Koinzidenz-Ereignisse sowie detaillierte Logs und Statistik-Zusammenfassungen in die MuonPi InfluxDB Datenbank. Der Quellcode ist im [https://github.com/MuonPi/muondetector-cluster Github-Repository] des Clusters verfügbar.
 
  
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= Setup and Operation of the Detector =
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= Aufbau und Inbetriebnahme des Detektors =
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Here you find a collection of HOW-TOs useful to set-up and operate a detector:
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Hier finden Sie eine Sammlung von nützlichen HOW-TOs zur Beschaffung, Einrichtung und zum Betrieb eines Detektors:
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*[[Detektor_Anschaffung|Wie bekomme ich einen Detektor?]]
  
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*[[Detektor|How to assemble the detector plates]]
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*[[Detektor|Wie werden die Detektor Platten zusammengebaut?]]
  
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*[[Montageanleitung|MuonPi HAT assembly guide]]
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*[[Montageanleitung|MuonPi HAT Montageanleitung]]
  
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*[[Hardware_Setup_de|How to set up the detector hardware]]
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*[[Hardware_Setup_de|Einrichten der Detektorhardware]]
  
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*[[Raspberry_Pi_Setup_de|How to install and set up the MuonPi software]]
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*[[Raspberry_Pi_Setup_de|Installation und Einrichtung der MuonPi Software]]
  
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*[[MuonPi - Grafana|How to view your detector data using Grafana]]
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*[[MuonPi-Grafana_de|Dateneinsicht über Grafana]]
  
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*Detector Surveillance through a [[MuonPi Telegram Bot|Telegram Bot]]
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*Detektor Überwachung über einen [[MuonPi_Telegram_Bot_de|Telegram Bot]]
  
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The completed setup is fairly insensitive to the location where it will operate.
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*[[Time_sync_de|Einrichtung der Zeitsynchronisation des RPi durch den GNSS-Empfänger]]
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Basic requirement is a good GPS signal, low humidity and obviously power and network connectivity.
 
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A stable temperature for the scintillator and preamp is desirable, as it affects the noise level of the setup.
 
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Muons will penetrate several meters of granite rock, so placing the detector in the basement leaves the muon measurements unaffected.
 
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However due to radon collection in basement rooms and potassium decay a slightly higher natural radioactive background can be observed.
 
  
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In case there are problems with the set-up or operation of the detector, have a look in the [[Troubleshooting]] section.
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Der fertige Aufbau ist relativ unabhängig vom Standort, an dem er betrieben wird. Grundvoraussetzung ist ein gutes GPS-Signal, geringe Luftfeuchtigkeit und natürlich Strom- und Netzanschluss. Eine stabile Temperatur für den Szintillator und den Vorverstärker ist wünschenswert, da sie den Rauschpegel der Anlage beeinflusst. Die Myonen durchdringen mehrere Meter Granitgestein, so dass die Myonenmessungen nicht beeinträchtigt werden, wenn der Detektor im Keller aufgestellt wird. Aufgrund der Radonansammlung in Kellerräumen und des Kaliumzerfalls kann jedoch ein etwas höherer natürlicher radioaktiver Hintergrund beobachtet werden.
  
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= Related Articles =
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Falls es Probleme mit der Einrichtung oder dem Betrieb des Detektors gibt, schauen Sie in den Abschnitt [[Fehlersuche_de|Problembehebung]].
  
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[[News and articles]] about cosmic rays and similar projects.
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= Verwandte Artikel =
  
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[[News and articles|Artikel und Neuigkeiten]] über kosmische Strahlung und ähnliche Projekte.
  
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Revision as of 22:31, 2 November 2021

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Das MuonPi Cosmic Detector Project

Das MuonPi Projekt ist ein auf RaspberryPi basierendes System, das einen kostengünstigen Plastikszintillator + SiPM-Fotosensor verwendet, um Myonen aus kosmischen Luftschauern zu detektieren. Das System hat eine Zeitauflösung von einigen zehn Nanosekunden, unter Verwendung der "timemark"-Funktion des u-blox NEO-M8N GNSS Modules von u-blox.

Mehr über kosmische Strahlung

Über die Detektoren

Verwandte und Ähnliche Projekte

  • CosmicPi: Ein am CERN angesiedeltes Projekt, das darauf abzielt, das weltweit größte verteilte Open-Source-Teleskop für kosmische Strahlung zu bauen.
  • HiSPARC: Ein verteiltes Myon-Detektionsnetzwerk für Gymnasien mit über 15 Jahren Erfahrung.
  • Thundercloud Projekt: Erforschung hochenergetischer Phänomene in Gewitterwolken und Blitzen. Nature Artikel

Die Hardware

SiPM PCB

Der SiPM Photodetektor, der das schwache Licht, das im Inneren des Szintillationsdetektor erzeugt wird, detektiert, ist auf einer kleinen SiPM-Platine montiert. Das flexible Design ermöglicht die Realisierung von verschiedenen Anzahlen und Auslesekonfigurationen der SiPMs.

Vorverstärker (Preamplifier)

Der Vorverstärker befindet sich in unmittelbarer Nähe der SiPM-Photodetektorplatine und verstärkt die schwachen Signale zur Übertragung auf das MuonPi Board, wo sie weiter verarbeitet und ausgewertet werden.

Das MuonPi-Board

Die Hauptsignalverarbeitung, Spannungserzeugung und Parameterüberwachung, sowie Parametereinstellung, erfolgt auf dem aufsteckbaren MuonPi Board von Raspberry Pi. Das Design des Boards ist Open-Source-Hardware und weist nur handelsübliche Standardkomponenten auf, die von verschiedenen Distributoren bezogen werden können. Mit etwas Löterfahrung kann das MuonPi HAT mit einer Standard-Lötanlage zusammengebaut werden. Eine Anleitung und nützliche Hinweise sind in der Montageanleitung zu finden.

The Software

Die MuonPi Software ist vollständig Open Source und verfügbar auf GitHub. Es besteht aus mehreren Komponenten:

  • muondetector-daemon Das Hauptsteuerungsprogramm, das als Hintergrundsystemdienst auf dem RPi läuft. Der Daemon konfiguriert, steuert und überwacht die Komponenten auf dem MuonPi HAT-Board, wickelt die Kommunikation mit dem u-Blox-Chip und der Außenwelt über MQTT-Link und Direct-Access-Socket ab, überwacht Systemparameter wie Temperatur, Spannungen, Strom, Raten usw., führt Statistiksammlungen, Berechnungen und Logging durch und vieles mehr. Der Deamon kann entweder über unser package Repository mit Hilfe von standard System Software Management Tools (wie z.B. apt) oder über GitHub kompiliert werden und enthält alles, was für den Betrieb des MuonPi Detektors notwendig ist.
  • muondetector-gui Ein Programm mit grafischer Benutzeroberfläche (GUI), das auf jedem Computer im selben Netzwerk wie der MuonPi-Detektor gestartet werden kann, um alle Betriebsparameter des Detektors zu überwachen und bei Bedarf anzupassen. Die GUI kann hier für verschiedene Platformen (Raspbian, Ubuntu, Windows) als Binary Package heruntergeladen werden oder vom aktuellsten GutHub Master Branch kompiliert werden.
  • muondetector-login Ein kleines Kommandozeilen-Hilfsprogramm zur anfänglichen Einrichtung der MQTT-Telemetrieverbindung. Das Programm fragt nach den bereitgestellten MQTT-Zugangsdaten und speichert sie lokal in verschlüsselter Form für die kontinuierliche Verwendung.
  • muondetector-cluster Ermöglicht den Betrieb eines Multi-Detektor-Clusters als eine Einheit. Das Programm ist der Clusterkopf oder die Schnittstelle zum Server, sucht nach Koinzidenzen innerhalb des Clusters und sendet die kombinierten Koinzidenzereignisse anstelle der einzelnen Ereignistelegramme an den Server. Eine Cluster-Instanz läuft auch auf dem Hauptserver und sammelt die Datenströme aus dem gesamten Netzwerk, findet die Online-Koinzidenzen und schreibt die Koinzidenz-Ereignisse sowie detaillierte Logs und Statistik-Zusammenfassungen in die MuonPi InfluxDB Datenbank. Der Quellcode ist im Github-Repository des Clusters verfügbar.

Aufbau und Inbetriebnahme des Detektors

Hier finden Sie eine Sammlung von nützlichen HOW-TOs zur Beschaffung, Einrichtung und zum Betrieb eines Detektors:

Der fertige Aufbau ist relativ unabhängig vom Standort, an dem er betrieben wird. Grundvoraussetzung ist ein gutes GPS-Signal, geringe Luftfeuchtigkeit und natürlich Strom- und Netzanschluss. Eine stabile Temperatur für den Szintillator und den Vorverstärker ist wünschenswert, da sie den Rauschpegel der Anlage beeinflusst. Die Myonen durchdringen mehrere Meter Granitgestein, so dass die Myonenmessungen nicht beeinträchtigt werden, wenn der Detektor im Keller aufgestellt wird. Aufgrund der Radonansammlung in Kellerräumen und des Kaliumzerfalls kann jedoch ein etwas höherer natürlicher radioaktiver Hintergrund beobachtet werden.

Falls es Probleme mit der Einrichtung oder dem Betrieb des Detektors gibt, schauen Sie in den Abschnitt Problembehebung.

Verwandte Artikel

Artikel und Neuigkeiten über kosmische Strahlung und ähnliche Projekte.

Andere Sprachen

Admin Area

Nützliche Resourcen für Admins.


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