News
Jak jsem si postavil neviditelný monitor vzduchu se 6 paramtery (téměř) ze šuplíkových zásob a jak bych to udělal lépe a hezčí.
- August 14 2022
- ESP32, ESP8266, NodeMCU , Wemos, RTLDuino...
- 3131x Přečteno
Monitorem kvality vzduchu může být jenom měření teploty. Ale to je fakt dost slabý. I když k tomu přidám vlhkost. Měřením CO2 to trochu vylepším. Slušný už to začíná být s přidaným čidlem pevných částic. Vymazlený to je čidlem reportující NOX index (co to je?), ale úplná paráda to je ještě s VOC indexem (co to je?). To je dohromady 6 parametrů, které doma měřím - teplota, vlhkost, koncentraci CO2, množství pevných částic (PM1, PM2.5, PM4 a PM10 znamenající částici o velikosti 10um), NOX index a VOC index.
Pokud žijete v domácnosti s někým, kdo má estetické cítění, musí to to být opravdu hezké zařízení, které se bude hodit nebo nebude prostě vidět - když jej ale strčíte do šuplíku, moc toho nezměříte. Takže čidla musí být umístěna například na poličce. Ale vždyť to přece nesmí být vidět?!?
Vidíte někde čidla nebo elektroniku? NO TAK VIDÍTE, ŽE NEVIDÍTE!
A teď přijde to překvapení, kam jsem to schoval!
Cha! To jste určitě nečekali!
A že se vám to uspořádání nelíbí? Hned na začátku jsme psal, že tady popíšu i to, jak to udělat hezčí z opačné strany - zadní strany s elektronikou.
Hardware
V úvodu článku jsem psal, že jsou to věci zejména ze šuplíku a třeba i nějakým způsobem poškozené, ale bylo mi škoda je vyhodit.
Základ tedy tvoří ESP32-LPkit od laskakit.cz, ten teď má novou verzi. Má na obrázku je jedna z první a proč nemá konektor na akumulátor, na to se mě neptejte. To si fakt nepamatuju, proč jsem mu to udělal. Teď mají i víc verzí - ESP32 modul s interní nebo externí anténou.
V šuplíku se mi válel jeden nevyužitý SCD41 - čidlo koncentrace CO2 obsahující navíc teplotu a vlhkost. O SCD41 jsem psal tady, je to originální vývojová deska.
Knihovnu používám tuto https://github.com/sparkfun/SparkFun_SCD4x_Arduino_Library
A poslední částí monitoru je modul SEN55, nad ním se rozplývám už dlouho a konečně jsem si jej koupil - ten je nový, v šuplíku byl jen asi 14 dní. Taky jsem o něm už psal, tady. Jeho nevýhoda je, že musí být napájen z 5V (nejspíše kvůli ventilátoru a laseru). Ten měří pevné částice o velikosti 1um, 2.5um, 4um a 10um. Koncentraci udává jako ug/m3.
Navíc umí také měřit teplotu a vlhkost (přesněji než SCD41, obsahuje totiž SHT40), NOx (co to je?) a VOC index (co to je?).
Dobrý :-)
— chiptron.cz (@chiptronCZ) August 1, 2022
zapálená sirka vygeneruje dost pevných částic na detekci, VOC senzor zase odhalí třeba plyn ze zapalovače. pic.twitter.com/gVT07j8lb6
Poznámka: v popisku grafu je chyba! NOX index změří plyn ze zapalovače, VOC index je všeobecná kvalita okolního vzduchu.
Knihovnu používám tuto https://github.com/Sensirion/embedded-i2c-sen5x
A nezpomeňte si přikoupit ten přihlouplý kabel, který jsem já nekoupil a zachránil mě bastlíř z twitteru.
#dnesniPosta od @kiklhorn.
— chiptron.cz (@chiptronCZ) July 29, 2022
Kabel s konektorem pro monitor kvality vzduchu od Sensirion SEN55 (teplota, vlhkost, pevne castice a NOx).
Jen diky nemu nemusim rozdelavat cidlo, pripajet dratky a zasroubovat.
Diky! pic.twitter.com/qVa5PBbfgF
Software a data
Asi jste si všimli, že okolo čidla, elektroniky není vůbec žádný displej, na který by se data zobrazovala. Správně.
Data posílám na nejlepší službu pro ukládání a vizualizaci mnou naměřených dat TMEP.CZ. Pokud neznáte nebo jste neviděli poslední novinky, tak se určitě podívejte - lepší vizualizace dat, upozornění od ČHMI, aplikace na Android/iOS a widget pro Windows OS.
Zobrazení CO2, teploty a vlhkosti
Zobrazení VOC indexu a výstraha ČHMI
Aplikace do telefonu
V mém případě jsem si vytvořil 4 oddělená čidla kam si posílám data.
POZNÁMKA: Nová verze tmep.cz umožňuje mít pod jednou doménou tři údaje, které si sami můžete pojmenovat. Prakticky tak stačí dvě domény (1. - teplota, vlhkost, CO2; 2. - NOX, VOC, pevné částice).
Pokud bych chtěl někde data zobrazovat, můžu si je v TMEP.cz jednoduše stáhnout jako JSON a zobrazit kdekoliv a na cokoliv - LCD, OLED, MemoryLCD, ePaper.
Jak začít najdete na wiki TMEP.cz
Zapojení
Opravdu tu nebudu sdílet zapojení I2C čidel.
Popsáno: Místo vykuchaného konektoru na akumulátor ESP32-LPKit (opět uvádím, že netuším, proč jsem ho vykuchal) jsem zapojil 5V zdroj. S výstupem alespoň 1A - ono ESP32 si něco vezme, ventilátor, čidla... ono se to sečte.
I2C sběrnici jsem připojil jak na SCD41 (CO2) tak i na SEN55 (pevné částice, NOX index, VOC index, teplota, vlhkost).
SDA: SDA (výchozí pin je GPIO 21)
SCL: SCL (výchozí pin je GPIO 22)
Z vývodu 3.3V desky ESP32-LPkit jsem připojil napájení na SCD41. Ze vstupních 5V pak na napájení SEN55 (I2C sběrnice je 3.3V kompatibilní, není potřeba převodník logických úrovní).
A to je vlastně všechno.
Kód pro ESP32
Ten najdete ke stažení na tomto odkazu. Ano, dám ho na github, až si github vyčistím :D
Jak to udělat hezčí
A dostáváme se k tomu, jak to udělat hezčí. Tady bych navrhl dva seznamy součástek. Jak si to uděláte vy je už na vás.
Levnější a méně přesné, bez některých parametrů vzduchu
- Vykuchat čidlo pevných částic u IKEA VINDRIKTNING
- Koupit SCD41 (CO2, teplota, vlhkost) https://www.laskakit.cz/laskakit-scd41-senzor-co2--teploty-a-vlhkosti-vzduchu/. Pozor, SCD41 integruje čidlo CO2, teplotu a vlhkost. Je možné, že bude čidlo teploty potřebovat kompenzaci - viz datasheet.
- Jako elektroniku použít LaskaKit ESP-VINDRIKTNING https://www.laskakit.cz/laskakit-esp-vindriktning-esp-32-i2c/
Je to vlastně kopie jejich projektu Senzor prachových částic IKEA VINDRIKTNING vylepšený o čidlo CO2, teploty, vlhkosti, Bluetooth, Wi-Fi komunikaci a s vizualizací dat na TMEP.CZ, odkaz tady. Jen elektroniku zakomponujete do rámečku fotografie místo krabičky Ikea VINDRIKTNING .
Dražší a přesnější
- jako čidlo CO2 bych opět použil modul od laskakit - https://www.laskakit.cz/laskakit-scd41-senzor-co2--teploty-a-vlhkosti-vzduchu/
- k tomu jejich kabely https://www.laskakit.cz/--sup--stemma-qt--qwiic-jst-sh-4-pin-kabel-20cm/. Propojení tak bude hezčí.
- SEN55 je opravdu super, koupil bych ten Mouser/digikey/SOSelectronic https://www.soselectronic.cz/products/sensirion/sen55-sdn-t-371697?query=sen55
- jako řídící elektroniku můžete použít mnou použitý ESP32-LPkit (levnější) nebo ESP32-VINDRIKTNING (dražší). Dle mého, u ESP32-VINDRIKTNING nevyužijete na plno jeho potenciál - adresovatelné RGB LED, infračervené čidlo a další. Ale zase je tam o trochu méně pájení než s ESP32-LPKit.
ZÁVĚR
Schovat do rámečku lze téměř vše, takže spousta elektroniky nemusí být vůbec vidět.
Ve všech mých případech se bez trochy pájení neobejdete - hlavně zapájení 5V napájení pro SEN55 (nebo čidlo pevných částic z IKEA VINDRIKTNING).
TMEP.cz nabízí jednoduché a přehledné zobrazení vašich dat, dokáže posílat upozornění, VOC index dokáže odhalit například unikající plyn (já zkoušel plyn ze zapalovače) a hodnotit kvalitu vzduchu na základě několika dalších parametrů, pevné částice dokáží odhalit hoření.