Hauswetter- oder Budgetüberwachung von CO2, PM2,5, Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf ESP32 und Blynk

Auf Wunsch der Mitarbeiter in diesem Thema habe ich beschlossen, eine Übersicht über die Herstellung eines Budget-CO2-Messgeräts zu erstellen.



In dieser Übersicht werde ich nicht die „schädlichen“ Auswirkungen von CO2 sowie die niedrige Luftfeuchtigkeit auf das Wohlbefinden und die Gesundheit des Menschen beschreiben. Ich werde auch nicht beweisen, dass Sie ohne dieses Gerät nicht leben können. Es wurden bereits Tonnen von Artikeln darüber geschrieben, sowie Streitigkeiten in den Kommentaren. Ich werde versuchen, die Schaffung des preisgünstigsten Geräts, aber gleichzeitig eines Messgeräts und nicht eines Anzeigemessgeräts, kurz zu beschreiben.



Um die Wiederholung zu vereinfachen, werde ich im Test die Firmware für ESP32 und das Blynk-Projekt auslegen.



Zum Erstellen benötigen wir folgende Komponenten:

• Senseair S8 CO2- Sensor - 27,9 USD
• ESP32 Wi-Fi- Mikrocontroller (30-Pin-Modell) - 3,2 USD
• BME280 Temperatur-, Feuchtigkeits- und Drucksensor - 1,85 USD (optional)
• Luftverschmutzungssensor PM2.5 PMSA003 - 14,9 USD (optional)
• Ein Dutzend kurze Drähte, um sie zu verbinden.

Es werden beispielsweise Links zu bestimmten Verkäufern angegeben, die ich anhand der Anzahl der Bestellungen ausgewählt habe, da ich selbst bei Taobao bestellt habe.



Alle Sensoren haben sich seit langem bewährt. Sie haben eine sehr gute Genauigkeit, ein ausgezeichnetes Preis- / Leistungsverhältnis und bieten ein Minimum an Problemen bei Einrichtung und Betrieb. Der gleiche Senseair S8 wird in den Top-AirVisual Pro-Haushaltsgeräten für 300 US-Dollar verwendet.



Ich werde sofort reservieren, dass es in diesem Fall kein Endgerät gibt. Da der Appetit mit dem Essen einhergeht, wollte ich auch die Reinheit der Luft überwachen. Der PM2.5-Partikelsensor ist gerade eingetroffen, und ich werde später ein 3D-gedrucktes Gehäuse für diese gesamte Wirtschaft entwerfen. Außerdem möchte ich gedruckte Schals bei den Chinesen bestellen, um nicht mit Drähten herumzuspielen. Aber jeder kann nach eigenem Ermessen einen Fall machen. Das Wichtigste ist, dass Luft gut durch den Fall strömen muss und der Temperatursensor von allen anderen Komponenten ferngehalten werden muss, da sie sich erwärmen und die Temperatur überschätzen können.

Wie bin ich dazu gekommen?

DIY-Geräte auf diesen Sensoren im Internet-Wagen und kleinen Wagen. Aber aus irgendeinem Grund sind die meisten Menschen darauf fixiert, sozusagen eigenständige Lösungen zu entwickeln. Jene. eine Box mit Sensoren und einem Bildschirm, auf dem Messwerte angezeigt werden. Aber ich bin nicht begeistert von Bildschirmen von Nokia und anderen symbolischen 1604 und dergleichen, umso mehr möchte ich Grafiken zur Analyse der Änderungen sehen. Ein guter IPS-Bildschirm kostet zum einen mehr als alle Sensoren zusammen, zum anderen erfordert er möglicherweise einen leistungsstärkeren Controller, und zum anderen muss mit einer normalen Benutzeroberfläche herumgespielt werden (Zeichnen derselben Grafiken).



Und da ich mich mit Webentwicklung beschäftige, kam mir sofort die Idee, "Fliegen von Schnitzel" zu trennen. Jene. Sensoren erfassen nur Daten und senden sie an den Server. Nun, vom Server können wir diese Daten in der erforderlichen Form und für das erforderliche Gerät erhalten. In seiner einfachsten Form können wir nur die Messwerte betrachten, aber gleichzeitig können wir ein Executive-Gerät leicht an diese Daten binden (z. B. Einschalten der Versorgungslüftung oder Öffnen eines Fensters mit einem Servoantrieb).

Blynk

Bevor Sie Ihr Fahrrad bauen. Ich beschloss, mir die möglichen vorgefertigten Lösungen anzuschauen. Natürlich gibt es verschiedene Dienste zum Sammeln von Daten, zur Überwachung von Personen , zum Sprechen von Dingen usw. Aber irgendwie schienen sie für meinen Fall zu umständlich. Verschiedene Systeme von "Smart Houses", die mit Sensoren arbeiten können, reichen auch von einer Kanone bis zu Spatzen.



Blynk war vor allem von seinem Design und seiner guten Dokumentation mit Beispielen begeistert. Einige Minuten sind vergangen, um sich vertraut zu machen, und jetzt zeigt das Telefon Temperatur und Luftfeuchtigkeit mit schönen Grafiken an. Am Ende wurde beschlossen, damit aufzuhören. Wenn Sie möchten, können Sie für Blynk außerdem einen lokalen Server einrichten.



So sieht die Belüftung für 10 Minuten aus, im Fenster-Neigungsmodus (gegen 0 Uhr), dann steigt CO2 ziemlich schnell an, obwohl ich jetzt alleine in der Wohnung bin.







Alles scheint in Ordnung zu sein, CO2 fiel schnell auf 410 ppm, aber der PM2,5-Graph stieg um das 2,5-fache und die Temperatur sank um 2 Grad.

Preise

Wenn Sie Blynk-Server verwenden möchten. Diese Anzeige all der Grafiken, die ich habe, ist nicht ganz kostenlos. In Blynk kostet jedes in der Anwendung platzierte Widget eine bestimmte Menge an Batterieleistung.







In meinem Fall werden die folgenden Widgets verwendet:

• 5 x 400 Beschrifteter Wert
• 1 x 300 Gauge
• 3 x 900 SuperChart

Insgesamt 5000 Energie. Kostenlose 2000 ist gegeben. Sie können die fehlende kaufen. Energie wird einmal gekauft und kann unbegrenzt verwendet werden. Wenn Sie ein Widget löschen, wird die Energie vollständig zurückgegeben. Und kann wiederverwendet werden.



Sie können auch Ihren eigenen Blynk-Server installieren. Oder es gibt alternative Blynk-Server mit nahezu unbegrenzter Anzahl.



Nun, und eine weitere Option, bei der der beschriftete Wert durch die Wertanzeige ersetzt wird, können Sie 1000 speichern und ein oder zwei Diagramme entfernen. Ein Diagramm kann 4 Indikatoren anzeigen.

Über Sensoren

SenseAir S8-Sensoren sind in verschiedenen Modifikationen erhältlich. Für unsere Zwecke ist die Modifikation 004-0-0053 perfekt und ich habe sie für mich selbst verwendet. Bitte beachten Sie, dass S8-Sensoren für den industriellen Einsatz erhältlich sind. Sie sehen gleich aus, aber für wesentlich größere Bereiche misst beispielsweise das Modell 004-0-0024 zwischen 400 und 32000 ppm (bei einer Genauigkeit von ± 1000 ppm beträgt das Modell 0053 jedoch eine Genauigkeit von ± 40) ppm), zu Hause sind 400-800 ppm gut, und bei mehr als 2000 ppm werden Sie sich bereits sehr schlecht fühlen.



Ich mache Sie darauf aufmerksam, dass BME280-Temperatursensoren in Form von vorgefertigten Modulen für 3,3 V und 5 V erhältlich sind. In unserem Fall ist dies für 3,3 V erforderlich.



Die Staubsensoren PM 2.5 sind auch in verschiedenen Versionen erhältlich: PMSA003-A (Lufteinlass und -austritt von einer Seite) und PMSA003-C (Einlass und Auslass von gegenüberliegenden Seiten). Hier kommt es im Prinzip ohne großen Unterschied darauf an, wie bequem es in dem Fall sein wird. Es gibt auch ältere Generationen dieses Sensors PMS7003, PMS5003 (keine zusätzlichen Buchstaben). Sie funktionieren auch und sollten mit unveränderter Firmware funktionieren, sind jedoch größer. Für den PMSA003-Sensor ist es ratsam, einen Adapter zu kaufen, da es ein Kontaktpad mit einer Stufe von 1 mm gibt und das Löten mit Drähten etwas stressig ist.



Das ESP32-Modul selbst ist im Wesentlichen die billigste ESP32-basierte Karte. Die Firmware sollte auch bei anderen Modifikationen funktionieren, wenn die entsprechenden Pins dort frei sind.

Verbindung

Das Anschlussdiagramm sieht so aus.

Zuerst wollte ich es als Skizze für die Arduino IDE hochladen. Aber dann muss ich dir sagen, wie man genau dieses Arduino benutzt. Um die Verfügbarkeit zu erhöhen, habe ich mich entschlossen, eine vorgefertigte Firmware zu erstellen und einen WiFi-Manager hinzuzufügen.



Beim ersten Start oder wenn keine Verbindung zum Netzwerk hergestellt werden kann, wechselt das Gerät in den Zugriffspunktmodus und erstellt ein Netzwerk wie esp32_eae234 (wobei nach esp32 ein Teil der Seriennummer des Chips ist, d. H. Anders ist).



Sie öffnen die Liste der Netzwerke auf Ihrem Smartphone und stellen eine Verbindung zu diesem Netzwerk her. Danach sagt das Telefon, dass Sie einen Browser öffnen müssen, um eine Verbindung herzustellen (genau wie in verschiedenen WiFi-Netzwerken von Geschäften, Cafés usw.). Im Browser wird eine Seite geöffnet, auf der Sie aus der Liste der verfügbaren Netzwerke das gewünschte auswählen, das Kennwort dafür und das Token für Blynk eingeben können.



Ein Projekt für Blynk kann einfach durch Scannen eines QR-Codes geklont werden. Und in Zukunft können Sie es entweder fertig verwenden oder selbst ändern.



Dieselbe Firmware mit Installationsanweisungen und Quellcodes wird später veröffentlicht. Ich möchte Feedback zu den notwendigen Funktionen und ein paar Freiwilligen "für Experimente" erhalten, damit Sie einen geschlossenen Beta-Test durchführen können, bevor Sie ihn öffentlich zugänglich machen. Wenn es gefragt ist, kann ich eine Website organisieren, damit Updates veröffentlicht werden können.

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PS

Übrigens stellte sich heraus, warum PM 2.5 während der Ausstrahlung so stark anstieg, dass in der Nähe von Kiew wieder etwas brennt. Und jetzt hat Kiew mit der schmutzigsten Luft die Top 10 Städte der Welt erreicht . Und ich spürte den Geruch von Brennen viel später, als der Sensor zu zeigen begann. Es ist also auch nützlich zu signalisieren, dass jetzt nicht die Zeit zum Ausstrahlen ist.



156 ist der Messwert bei lokalen Papageien und bei PM 2,5 sind es 64 µg / m³.