Kilka uwag do projektu CREDO

Od kilkunastu miesięcy uczestniczę w projekcie CREDO, prowadzonym przez Instytut Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie. W celu wykrywania cząstek wtórnego promieniowania kosmicznego, zbudowałem stację pomiarową, składającą się z trzech telefonów komórkowych Samsung Galaxy Ace 4 (SM-G357FZ). Poniżej znajduje się slajd z mojej prezentacji przygotowanej na spotkania PTMA Odział w Lublinie, prezentujący działające urządzenia.

Długi okres eksploatacji pozwolił mi na sformułowanie kilku uwag dotyczących eksploatacji stanowiska - prezentuję je poniżej.

Akumulatory i zasilanie

W celu uniknięcia problemów związanych z możliwością uszkodzenia baterii pracującej w trybie ciągłym, sugeruję wykonanie dwóch czynności.

1.Po pierwsze należy zaopatrzyć się w nowe, oryginalne baterie (koszt to kilkadziesiąt złotych) - możemy monitorować wtedy ich stan od "nowości" (temperaturę, grubość (czy nie "puchną")). 

2. Po drugie instalujemy aplikację Battery Charge Limit, która pozwoli nam ograniczyć poziom ładowania baterii przez ładowarkę do 80% pojemności - pozwala to na znaczne wydłużenie trwałości akumulatora. Na forum XDA znajduje się dokładny opis działania aplikacji.

Niestety, aby zainstalować i uruchomić BCL, niezbędne jest wykonanie tzw. "roota" - uzyskanie uprawnień administratora w systemie android. Opis wykonania i niezbędne pliki znajdziemy np. tu, albo tu. Bardzo ważne jest dokładne sprawdzenie wersji firmware'u telefonu i pobranie oraz załadowanie odpowiedniej wersji softu. Jeśli nie czujemy się na siłach, za kilkanaście złotych dowolny punkt naprawy telefonów wykona nam taką usługę.

Kolejna sprawa związana z zasilaniem, to dobrej jakości kable zasilające USB oraz ładowarka do telefonów komórkowych. W przypadku pojedynczego telefonu najlepiej sprawdzi się fabryczna ładowarka. Przy kilku telefonach lepsza będzie ładowarka wielokanałowa, umożliwiająca jednoczesne ładowanie wszystkich telefonów. Z uwagi na pojemność baterii w Samsungu, sugeruje się, aby prąd ładowania wynosił ok. 2A - dodając prąd potrzebny podczas pracy telefonu (kolejne 2-3A), wystarczająca będzie ładowarka o mocy ok. 10W na kanał. 

Temperatura i lokalizacja położenia

Telefon prowadzący detekcje w trybie ciągłym, posiada włączoną kamerę w trybie filmowania. W celu ograniczenia zużycia energii i mocy obliczeniowej, rozdzielczość kamery CMOS jest programowo ograniczona do 25% (np. kamera HD pracuje tylko z rozdzielczością 640x480 pix). Mimo tych ograniczeń, wszystkie elementy telefonu emitują ciepło (kamera, procesor, elementy zasilania, moduł WiFi). Aby ochłodzić telefon i bezpiecznie rozproszyć emitowane ciepło, można użyć (jak w moim przypadku) podstawki chłodzącej do laptopa, na której leżą elementy stacji rejestrującej. Jest to wystarczające rozwiązanie - bezpieczne i ciche.

Nie wszystkie starsze telefony posiadają wbudowany kompas - a wraz ze zdjęciem przesyłane jest również dużo dodatkowych informacji, min. azymut. Nie wiem w tej chwili, czy ta informacja jest wykorzystywana przez serwery CREDO, ale warto zorientować komórki tak, aby wskazywały kierunek północny (azymut 0 st.).

Sprzętowa ingerencja w proces rejestracji

W przypadku nowych lub topowych telefonów komórkowych, możemy spotkać się z kilkoma problemami uniemożliwiającymi pracę aplikacji CREDO.

1. Sprzętowe usuwanie artefaktów przez elektronikę aparatu fotograficznego, uniemożliwiające rejestrację śladów na matrycy CMOS.

2. Funkcje oszczędzania energii hibernujące aplikacje działające w tle po wygaszeniu ekranu, dla nowszych wersji androida.

Na forum CREDO możemy zgłosić takie problemy, lub spróbować znaleźć ich rozwiązanie. Miejmy nadzieję, że nowe wersje aplikacji CREDO Detector 2 rozwiążą problemy z nowoczesnymi telefonami.

Otoczenie EM

Ważne jest umieszczenie telefonów rejestrujących cząstki wysokoenergetyczne z dala od źródeł silnego promieniowania EM, gdyż może to zakłócić odczyty. Unikamy takich miejsc jak routery i wzmacniacze WiFi, ładowarki/przetwornice oświetleniowe LED, telewizory/monitory kineskopowe, kuchenki mikrofalowe itp. Myślę, ze wystarczy zachować odległość paru metrów, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo nieprawidłowych odczytów.

Należy unikać również użytkowania telefonów w pobliżu miejsc będących źródłem naturalnego promieniowania jonizującego. O ile nikt w warunkach domowych raczej nie posiada np. aparatu rentgenowskiego lub urządzeń do sterylizacji i konserwacji żywności, to granitowy blat lub parapet albo konstrukcja mieszkania z "wielkiej płyty" wykonana z popiołów poprzemysłowych mogą zakłócić pomiar promieniowania kosmicznego przez matryce CMOS. Podobnie jak niektóre owoce lub orzechy (banan, orzechy brazylijskie) mogą kumulować radioaktywne pierwiastki z otoczenia (potas, bar, rad).

Rejestratory przenoszone podczas pracy

Użytkownicy wykorzystują telefony do rejestracji zdarzeń podczas np. dłuższych podróży (autobus, metro, próby rejestracji w samolocie podczas lotu) - ważne są wtedy następujące zasady: dodatkowy powerbank dla zapewnienia zasilania, możliwość wentylacji telefonu zapobiegająca przegrzaniu oraz zachowanie szczególnej ostrożności podczas użytkowania wtyku zasilania (aby nie spowodować zwarcia, wyłamania gniazda, przerwania kabla).

Koszt eksploatacji

Na pierwszej fotografii znajduje się zdjęcie watomierza, przez który mam podłączone całe stanowisko. Jak widać, pobór energii dla 3 telefonów, podkładki chłodzącej i zasilacza wynosił ok. 6,6 W. W momencie wykonywania zdjęcia, akumulatory nie były ładowane (stan naładowania 80%), energia była zużywana tylko na pracę detektorów. Miesięczne zużycie energii wobec tego nie powinno przekroczyć 5 kWh - koszt poniżej 5 zł miesięcznie.

Bezpieczeństwo konta Google

Z uwagi na bardzo starą, niezabezpieczoną i niewspieraną wersję androida w starych telefonach komórkowych, nie zaleca się używania bieżącego konta Google'a do rejestracji telefonów. Ponieważ do instalacji aplikacji CREDO niezbędne jest zalogowanie się do sklepu Google Play, powinniśmy to zrobić na tymczasowo założonym koncie, a nie tym, które używamy np. do usług bankowych bądź innych w życiu codziennym. 

Istnieje możliwość instalacji aplikacji CREDO z repozytorium GITHUB, gdzie można pobrać skompilowany plik *.apk i przesłać kablem do pamięci aparatu i tam uruchomić instalację aplikacji.