Sdílejte chiptron.cz na sociálních sítích



RSS feeds

Domácí monitor vzduchu se dvěma čidly CO2, čidlem teploty a vlhkosti, ePaper a odesíláním dat do IoTGuruCloud - to vše s ESP32.Tisk



Vytvořil jsem si domů monitor vzduchu, který měří koncentraci CO2 pomocí čidel SCD41 a CozIR-LP a teplotu a vlhkost s SHT40. Data jsou odesílána do The IoTGuruCloud a celé to běží na ESP32.

Celé zařízení je zapájeno na univerzální pájecí desce a jednotlivé komponenty jsou propojeny drátky.


Hlavní deska


Jako hlavní desku jsem si vybral mnou navrženou desku ESP32MiniKit-LP, kterou jsem navrhl jako velmi úspornou. V režimu spánku odebírá pouhách 6 uA.
Modul je založen na ESP32S.

ePaper


Jako ePaper jsem použil tříbarevný o velikosti 4.2" s driverem GxGDEW042Z15. Můj ePaper sloužil jako ecenovka v obchodě - funguje ale výborně i po delší době používání a aktualizaci jedenkrát za 15 minut.
ePaper driver jsem použil ze stránky easyeda od Miraculix200 - https://chiptron.cz/news.php?readmore=1093.
Desek ještě několik mám - stačí mě kontaktovat na chiptron(zavinac)chiptron.cz
ePaper používá SPI sběrnici a je zapojená následovně:
MOSI (23), CLK (18), CS (5), DC (26), RST (15), BUSY (13)

Čidlo teploty a vlhkosti SHT40


Jako čidlo teploty a vlhkosti jsem použil SHT40 od Sensirion na desce od pklosko. Čidlo jsem pájel tady.
Můžete zakoupit už přímo i zapájený modul od laskarduino.
Čidlo je připojeno k ESP32 přes I2C sběrnici - SCL (22), SDA (21).


Čidlo koncentrace CO2 - SCD41


SCD41 funguje je fotoakustickém principu. Čidlo tedy měří "zvuk" v komoře a ten se mění s různou koncentrací CO2. Více podrobností najdete na https://chiptron.cz/articles.php?article_id=294.
Kromě CO2 má v sobě čidlo i teploty a vlhkosti.
Čidlo je připojeno k ESP32 přes I2C sběrnici - SCL (22), SDA (21).


Čidlo koncentrace CozIR-LP


Čidlo CozIR-LP měří koncentraci CO2 a posílá data skrze UART. Detailně jsem se rozepsal o tom čidle v tomto článku https://chiptron.cz/articles.php?article_id=259
CozIR-LP komunikuje skrze UART2 (Serial2) ESP32: RX (16), TX (17)


Napájení desky, nabíjení akumulátoru a měření napětí na akumulátoru


ESP32MiniKit-LP neobsahuje stabilizátor - ten je umístěný na oddělené desce s názvem SolarBatteryCharger.
Tento modul má jako vstup USB-C konektor nebo konektor pro solární panel. Jeho výstup slouží jak k nabíjení baterie (přes nabíjecí obvod) tak i jako stabilizované napájení 3.3V do projektu - jako stabilizátor je použit stabilizátor s velmi nízkou vlastní spotřebou.
Modul má i jeden výstup do AD převodníku a jako vstup může být napětí akumulátoru nebo solárního panelu. Napětí je přivedeno na pin 36 (ADC kanál převodníku ADC1).
Desek ještě několik mám - stačí mě kontaktovat na chiptron(zavinac)chiptron.cz

Kód do ESP32


Kód je vytvořen v jazyce Wiring a studiu Arduino IDE 2.0. Všechna čidla mají podporu v Arduino IDE.
Nejdříve se provede nezbytná inicializace periférií i čidel.
Poté se změří napětí (v mém případě) akumulátoru a vypočítá výsledné napětí akumulátoru - nabíjecí modul obsahuje dělič napětí.
Následuje změření koncentrace CO2 z čidla SCD41, poté i z čidla CozIR-LP. Kód neobsahuje automatickou kalibraci v případě, že by čidlo změřilo hodnotu CO2 menší než 400ppm. Implementace je ale jednoduchá a obě knihovny pro čidla CO2 jí obsahují.
Poté se změří teplota a vlhkost s SHT40 (vlhkost a teplotu pro porovnání měří i SCD41).
Dále se údaje vypíší na ePaper displej, který se následně aktualizuje a poté následuje poslední čast kódu, kde se ESP32 připojí k Wi-Fi, následně i ke službě The Iot Guru Cloud a odešle naměřené údaje.
Poté se ESP32 uspí.

Kód jsem nahrál na github - https://github.com/petus/ESP32_SCD41_CozIR-LP_SHT40_ePaper-home-monitor



Stavba


Jak jsem zmínil na začátku, celý monitor je postaven na univerzálním pájivém plošném spoji a komponenty mezi sebou jsem popropojoval drátkama.
Čidla běží už několik týdnů a hodnoty mezi čidly CO2 jsou velmi podobné. Co jsem ale zjistil je, že čidlo SCD41 má pomalejší ustálení oproti CozIR-LP, na druhou stranu je ale o polovinu levnější a také úspornější.
Měření teploty a vlhkosti čidlem SCD41 je velmi podobné měřeným hodnotám z SHT40.

Upozornění

Administrátor těchto stránek ani autor článků neručí za správnost a funkčnost zde uvedených materiálů.
Administrátor těchto stránek se zříká jakékoli odpovědnosti za případné ublížení na zdraví či poškození nebo zničení majetku v důsledku elektrického proudu, chybnosti schémat nebo i teoretické výuky. Je zakázané používat zařízení, která jsou v rozporu s právními předpisy ČR či EU.
Předkládané informace a zapojení jsou zveřejněny bez ohledu na případné patenty třetích osob. Nároky na odškodnění na základě změn, chyb nebo vynechání jsou zásadně vyloučeny. Všechny registrované nebo jiné obchodní známky zde použité jsou majetkem jejich vlastníků. Uvedením nejsou zpochybněna z toho vyplývající vlastnická práva.
Nezodpovídáme za pravost předkládaných materiálů třetími osobami a jejich původ.
7,256,796 návštěv