• Petus
• November 25 2022
• Čidla, indikátory / Sensors
• 2735x Přečteno

Hlídat si kvalitu vzduchu v okolí, ve kterém žiji není nic nenormálního. Naopak.
Profi přístroje stojí často tisíce až desetitisíce korun a pro základní monitoring jsou zbytečně drahé. Sensirion vyrábí čidla, které přesně měří kvalitu vzduchu a čidla nejsou vůbec drahá. Tady najdete návod, jak si postavit čidlo pevných částic, teploty vzduchu, vlhkosti a VOC index s online dostupností dat.

Hlídání kvalitu vzduchu doma

O hlídání kvality vzduchu doma jsem se rozepsal v tomto článku Jak jsem si postavil neviditelný monitor vzduchu se 6 paramtery (téměř) ze šuplíkových zásob a jak bych to udělal lépe a hezčí..
Za obrázkem jsou schovaná čidla, která měří teplotu, vlhkost, koncentraci CO2, NOX index, VOC index a pevné částice (o velikostech 1um, 2.5um, 4um a 10um).
Další možností pro měření kvality vzduchu je využít senzor z produktu IKEA VINDRIKTNING vylepšeného o desku LaskaKit ESP-VINDRIKTNING, která jednak komunikuje s čidlem pevných částic IKEA, ale zároveň je možné posílat data přes Wi-Fi nebo Bluetooth a rozšířit VINDRIKTNING o další čidla - teplota, vlhkost, CO2 aj. A celé to mít v hezké krabičce.
Senzor prachových částic IKEA VINDRIKTNING vylepšený o čidlo CO2, teploty, vlhkosti, Bluetooth, Wi-Fi komunikaci a s vizualizací dat na TMEP.CZ

Venkovní měření kvality vzduchu

Standardní řešení
Nad venkovním měřením kvality vzduchu jsem přemýšlel už hodně dlouho a víceméně jediným odzkoušeným a často používaným řešením je použití NodeMCU s ESP8266, čidlem SDS011 a celé chráněné v odpadní trubce o průměru 75mm.



Tuto konstrukci jsem ale zavrhl hlavně kvůli odpadní trubce, která by byla na fasádě či parapetu vidět. Výhodou je, že není potřeba mít 3D tiskárnu (viz má konstrukce).

Mé řešení
Zvolil jsem mé oblíbené čidlo SEN54 od firmy Sensirion o kterém jsem se rozepsal tady. A taky jsem ho rozebral (tady) a zapájel drátky namísto koupě konektoru - doporučuji ale kabel koupit.
Jako krabičku jsem zvolil instalační krabici IP44 s průchodkami po stranách a zaklapávacím víkem o velikosti 80x80x40mm.
https://www.gme.cz/v/1482422/s-box-036bo-instalacni-krabice
Díky 3D tiskárně jsem vytiskl mezikus mezi krabičku a samotné čidlo - vstup a výstup vzduchu čidla totiž není stejně vzdálen jako jsou průchodky krabičky.
Mezikus jsem navíc opatřil vytištěnnou mřížkou jako ochranu proti hmyzu a pavoukům.





Řídící desku jsem zvolil ESP32-C3 LPkit zejména kvůli malé velikosti desky a nové verzi čipu ESP32-C3. Nicméně použít můžete cokoliv, protože čidlo komunikuje skrze I2C sběrnici a ač je napájeno z 5V zdroje, I2C výstup je 3.3V - není tak problém ho použít s ESP32, ESP8266, Raspberry Pi nebo Arduino Uno/Nano/Mega.



Moduly SEN5x se vyrábí ve třech variantách:
SEN50 - pevné částice (1um, 2,5um, 4um a 10um)
SEN54 - pevné částice (1um, 2,5um, 4um a 10um), teplota, vlhkost, VOC index
SEN55 - pevné částice (1um, 2,5um, 4um a 10um), teplota, vlhkost, VOC index, NOX index
Pro venkovní použití je ale VOC a NOX index nepoužitelný údaj.
Co je VOC index? Co je NOX index?

Limity

Samozřejmě má i tato konstrukce své limity. A ty jsou dva.
1) Senzor SEN5x by měl být provozován při teplotách od -10 do 50 °C.
2) S rostoucí vlhkostí se zvětšuje i velikost prachových částic tím, jak na ně ulpívá voda. Menší částice se tak tváří jako větší - což v drtivé většině připádů není problém, protože rozprostření typu pevných částic je víceméně stejné a pro domácí měření je tato vlastnost zanedbatelná.

Mezikus z 3D tiskárny

Pro kombinaci čidla SEN5x a krabičky je potřeba vytisknout mezi kus - ten slouží pro oddělení vstupu a výdechu čidla a navíc pro snadnější uchycení čidla v krabičce.

Model můžete stáhnout tady: Senzorvzduchu_SEN5x.stl
A k němu jsem ještě domodeloval ochranný štít před deštěm (ten se lepí z venkovní části krabičky): Senzorvzduchu_SEN5x_stit.stl



Při tisku je nutné si dát pozor na tisk vnitřních "převisů". Pokud by šel most pootočený o 90°, převis by se nevytiskl správně.
Tisk jsem na 0.25mm.

Aktualizace: Krabička z 3D tiskárny od Vladimíra Waase

Vladimír Waas, aktivní na twitteru, vytvořil 3D model krabičky, která přesně pasuje se SEN5x (SEN50 SEN54, SEN55) a lze jí jednoduše osadit deskou ESP32-LPkit, LaskaKit ESP32-DEVKit nebo LaskaKit ESP32-C3-LPKit.

Krabičku můžete zakoupit na laskakit nebo si jí vytisknout sami.
Indoor verze
https://www.laskakit.cz/laskakit--krabicka-pro-sen5x-opticky-senzor-kvality-ovzdusi/
K využití venku byste měli vytisknout/koupit i štít
https://www.laskakit.cz/laskakit-stit--pro-krabicku-pro-sen54/

Kód pro ESP32-C3 LPkit

Ten najdete tady, je dostatečně okomentovaný, takže případné úpravy by vám neměli dělat problém.
Senzorvzduchu_SEN5x_ESP32-C3_TMEP.cz.ino

Data online 24/7 - TMEP.cz

Pokud neznáte TMEP.cz, tak tady je krátké vysvětlení.
Jedná se o českou službu pro ukládání dat, vizualizaci s možností instalace aplikace na chytré telefony a přidání widgetů a zároveň zobrazení widgetů i na počítačích s OS Windows.

O TMEP.cz jsem psal v dřívějším článku Jak doma nebo v kanceláři jednoduše měřit teplotu. Přesný online teploměr s appkou, upozorněním a historií měření..
Tento návod je stále platný a jendou z mála úprav je pouze jiné unikátní GUID zasílaných hodnot (stejné jako v kódu pro ESP32-C3-LPkit)



O hodnoty z venkovního měření kvality vzduchu se můžete podělit na na celosvětové mapě https://tmep.cz/mapa/?id_mapa=3



Stačí vyplnit GPS, vybrat správný typ mapy a pro ochranu soukromí zaškrtnout i GPS shifting (posun GPS)

Závěrem

Celé zařízení napájím ze staré Nokia nabíječky pro telefony (5V/500mA).

Zapojení je velmi triviální - 5V adaptér připájíte na VIN a GND desky. Odběr desky je max 110mA (po dobu několika desítek mlisekund) ve spánku pak 5mA. Zařízení se uspává na 5 minut.
I2C SDA se připájí na PIN 18
I2C SCL se připájí na PIN 19
VCC čidla se připájí na VIN desky
GND čidla na GND desky
a SEL pin na GND desky



ESP32-C3 LPkit můžete koupit na stránkách laskakit.cz
SEN54 je dostupný na laskakit, mouser, soselectronic.
K němu potřebujete kabel - já koupil tento https://www.aliexpress.com/item/1005002904925637.html?spm=a2g0o.order_list.0.0.44f01802W6k6HV - koupil jsem jich více a čekám na jejich doručení. Pokud má někdo zájem, napište mi na chiptron(zavinac)chiptron.cz
IP44 80x80x40 krabičku najdete v gme

Monitorování prostředí, kde žijeme, je potřebné. Hlídejte si své okolí i vy.
A pokud máte možnost, doporučte monitoring kvality ovzduší i ve vaší vesnici či městě. Místo, kde žijeme, máme jenom jedno.