Luftqualität messen - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Luftqualität und Feinstaub: Die Schwebstoffe (bezeichnet als „PM“für „Partikel“) sind im Allgemeinen die feinen Feststoffpartikel, die von der Luft mitgeführt werden (Wikipedia). Feine Partikel dringen tief in die Lunge ein. Sie können Entzündungen verursachen und die Gesundheit von Menschen mit Herz- und Lungenerkrankungen verschlechtern.

Das Gerät misst die Anwesenheitsrate von PM10- und PM2,5-Partikeln

Der Begriff "PM10" bezieht sich auf Partikel, deren Durchmesser weniger als 10 Mikrometer beträgt. Der Begriff "PM2,5" bezieht sich auf Partikel, deren Durchmesser weniger als 2,5 Mikrometer beträgt.

Der Sensor:

Dieser Sensor basiert auf einem SDS011 PM2.5 / PM10 Laser zur genauen und zuverlässigen Messung der Luftqualität. Dieser zuverlässige, schnelle und präzise Laser misst den Partikelgehalt in der Luft zwischen 0,3 und 10 µm.

Limitierungen für das Projekt:

Mit WLAN verbundenes Gerät

WLAN-Leistung, weil weit weg von der WLAN-Basis

Darf nur zweimal pro Stunde aktiviert werden (Stromverbrauchsbegrenzung und WLAN-Begrenzung)

Wasserdichte Umgebung

Überwachen Sie den Ladezustand des Akkus

Lieferungen

Schritt 1: Benötigte Komponenten

• Wemos D1 mini pro
• Sensor SDS011
• Reedrelais Celduc D31A3110 (oder gleichwertig PRME 15005, Edr0201 a0500, SIP1A05)
• Zwei Widerstände: 470K, 100K
• Batteriehalter Wemos ESP32
• Akku 18650 2500 mAh
• Elektrokasten ~ 6,2 x 3,5 x 2,3 Zoll (158 x 90 x 60 mm)
• Zwei abgewinkelte Rohre plus passendes Rohr (Durchmesser ~0.63in (16mm))
• Flexibler PVC-Schlauch (Durchmesser ~ 0,47 Zoll (12 mm))
• PVC-Kleber
• Solarpanel 5V 5W

• Sonstige Hardware: Anschlussklemme, Leiterplatte, Schalter, 2 Schrauben, ~0,47 Zoll (12 mm) Aluminium-Flachschaft, Relaisträger

Software:

• Espeasy Mega Embedded-Software (Version 20190619)
• Zentralisierung der Maßnahmen auf dem Domoticz-Server

Schritt 2: Elektronik und Funktionsprinzip:

Der Partikelsensor ist (ab Werk) so programmiert, dass er auf einem I2C-Bus nach etwa 15 Sekunden Betrieb die gemessenen Werte für PM10 und PM2.5 liefert. Version 20190626). Die Software muss vorher in der Steuerung geflasht werden.

ESPEasy enthält ein Plugin, das den SDS011-Sensor anbinden und die Messwerte sammeln kann. Es ist also keine Programmierung (oder nur sehr wenig) zu tun, sondern nur die Einstellung.

Es geht vom Prinzip einer Messung alle 30 Minuten aus. In der Zwischenzeit muss das System in den Ruhemodus wechseln, um den Stromverbrauch zu begrenzen. Der ESP8266 verfügt nativ über eine Sleep-Einstellung. Für den Sensor, der auch ein Gerät zum Schlafen beinhaltet, werden wir uns stattdessen für ein Pilotrelais Reed entscheiden. Dieses Relais wird vom ESP8266 gespeist, wenn es aufwacht (Port D1 des ESP8266). Somit ist der Stromverbrauch des Systems im Schlafmodus minimal (in der Größenordnung von 20μA). Die Verwendung eines Reed-Relais hat den Vorteil, dass es direkt vom ESP8266 gesteuert wird (verbraucht 10 mA auf den maximal empfohlenen 12 mA pro Port).

Zur Überwachung der Systemversorgungsspannung liefert ein Spannungsteiler (Widerstände 100kO-470kO) eine Spannung zwischen 0 bis 1V (0 für 0V und 1 für 5V) an Port A0 des ESP8266. Dieser Port akzeptiert eine maximale Spannung von 1V. Der ESP8266 verfügt über einen Analog/Digital-Wandler, der den gelesenen Wert (von 1 bis 1024) bereitstellt. Dieser Wert wird vom ESP8266 in Spannung von 0 bis 5 V zurücktransformiert, bevor er an Domoticz übertragen wird.

Schritt 3: Espeasy-Einstellungen: Main

Schritt 4: Espeasy-Einstellungen: Controller (domoticz)

Schritt 5: Espeasy Einstellungen: Aufgabe (Spannungsüberwachung)

Schritt 6: Espeasy-Einstellungen: Aufgabe (SDS011)

Schritt 7: Espeasy-Einstellungen: Regel

Auf SDS011#PM10 tun

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=63&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM10]

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=62&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM25]

gpio, 5, 1

TimerSet, 1, 5

endet am

Auf System#Wake do

gpio, 5, 0

endet am

On Rules#Timer=1 do

Tiefschlaf, 1800

endet am

Schritt 8: Domoticz-Einstellungen: Controller (Dummy)

Schritt 9: Domoticz-Einstellungen: Angeschlossene Geräte

Schritt 10: Montage des Sensors in der Box

Schritt 11: Leiterplatte

Schritt 12: Endmontage

Schritt 13: Der Betriebssensor

Der Metallstab ist am Gehäuse befestigt und so gebogen, dass er leicht eingehängt werden kann (Balkon). Das Solarpanel wird mit einer Halterung befestigt, die eine Drehung um zwei Achsen ermöglicht.

Schritt 14: Ergebnis der Messungen in Domoticz (drei Geräte)

Schritt 15: Ergebnis der Messungen in Domoticz (PM2.5)

Schritt 16: Ergebnis der Messungen in Domoticz (PM10)

Schritt 17: Fazit:

Diese Baugruppe stellt für Personen mit Kenntnissen der Software Domoticz und ESPEasy keine besonderen Schwierigkeiten dar. Sie kann das Vorhandensein feiner Partikel in der Nähe Ihres Hauses effektiv messen. Dank des Solarpanels ist es möglich, die Häufigkeit der Messungen bei Bedarf zu erhöhen. Diese Baugruppe kann mit Fühlern zur Messung von Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, CO2 usw. ergänzt werden.

Dieses Projekt ist auch auf meiner Seite sichtbar (mehrsprachig):