Misurare la qualità dell'aria: 17 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Qualità dell'aria e particelle fini: Le particelle sospese (denotate "PM" per "Particolato") sono generalmente le particelle solide fini trasportate dall'aria (Wikipedia). Le particelle fini penetrano in profondità nei polmoni. Possono causare infiammazioni e peggiorare la salute delle persone con malattie cardiache e polmonari.

Il dispositivo misura il tasso di presenza di particelle PM10 e PM2.5

Il termine "PM10" si riferisce a particelle il cui diametro è inferiore a 10 micrometri. Il termine "PM2,5" si riferisce a particelle il cui diametro è inferiore a 2,5 micrometri.

Il sensore:

Questo sensore si basa su un laser SDS011 PM2.5 / PM10 per misurare in modo accurato e affidabile la qualità dell'aria. Questo laser affidabile, veloce e preciso misura il contenuto di particelle nell'aria tra 0,3 e 10 μm.

Vincoli del progetto:

Dispositivo connesso Wi-Fi

Prestazioni Wi-Fi perché lontano dalla base Wi-Fi

Deve essere attivato solo due volte all'ora (limitazione del consumo energetico e limitazione Wi-Fi)

Ambiente impermeabile

Monitorare il livello di carica della batteria

Forniture

Passaggio 1: componenti necessari

• Wemos D1 mini pro
• Sensore SDS011
• Relè reed Celduc D31A3110 (o equivalente PRME 15005, Edr0201 a0500, SIP1A05)
• Due resistori: 470K, 100K
• Portabatterie Wemos ESP32
• Batteria 18650 2500 mAh
• Scatola elettrica ~6.2x3.5x2.3in (158x90x60mm)
• Due tubi angolati più tubo di raccordo (diametro ~ 0,63 pollici (16 mm))
• Tubo flessibile in PVC (diametro ~ 0,47 pollici (12 mm))
• colla per PVC
• Pannello solare 5V 5W

• Hardware vario: terminale di giunzione, circuito stampato, interruttore, 2 viti, gambo piatto in alluminio da ~0,47 pollici (12 mm), supporto relè

Software:

• Software integrato Espeasy Mega (versione 20190619)
• Centralizzazione delle misure su server Domoticz

Passaggio 2: elettronica e principio di funzionamento:

Il sensore di particelle è programmato (di fabbrica) per fornire su un bus I2C, dopo circa quindici secondi di funzionamento, i valori misurati corrispondenti a PM10 e PM2.5. Questo sensore è controllato da un controller di tipo ESP8266 dotato di software ESPEasy mega (Versione 20190626). Il software deve essere flashato in anticipo nel controller.

ESPEasy include un plugin in grado di interfacciare il sensore SDS011 e raccogliere i valori misurati. Non ci sarà quindi nessuna programmazione (o ben poco) da fare ma solo il settaggio.

Si parte dal principio di una misurazione ogni 30 minuti. Nel frattempo il sistema dovrà entrare in modalità di sospensione per limitare il consumo di energia. L'ESP8266 ha nativamente un'impostazione di sospensione. Per il sensore, che comprende anche un dispositivo per dormire, opteremo invece per un relè pilota Reed. Questo relè sarà alimentato dall'ESP8266 quando si riattiva (porta D1 dell'ESP8266). Pertanto il consumo energetico del sistema sarà minimo in modalità di sospensione (dell'ordine di 20μA). L'utilizzo di un relè Reed ha il vantaggio di essere controllato direttamente dall'ESP8266 (consuma 10mA sui 12mA massimi consigliati per porta).

Per monitorare la tensione di alimentazione del sistema, un partitore di tensione (resistenze 100kO-470kO) fornirà una tensione compresa tra 0 e 1V (0 per 0V e 1 per 5V) alla porta A0 dell'ESP8266. Questa porta accetta una tensione massima di 1V. L'ESP8266 dispone di un convertitore analogico/digitale che fornisce il valore letto (da 1 a 1024). Questo valore verrà ritrasformato dall'ESP8266 in tensione da 0 a 5V prima di essere trasmesso a Domoticz.

Passaggio 3: Impostazioni Rapida: Principale

Passaggio 4: Impostazioni di Espeasy: Controller (domoticz)

Passaggio 5: Impostazioni di Espeasy: Attività (monitoraggio della tensione)

Passaggio 6: Impostazioni di Espeasy: Attività (SDS011)

Passaggio 7: Impostazioni di Espeasy: regola

Su SDS011#PM10 fare

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

endon

Sul sistema#Wake do

gpio, 5, 0

endon

Sulle regole#Timer=1 fai

sonno profondo, 1800

endon

Passaggio 8: Impostazioni Domoticz: Controller (fittizio)

Passaggio 9: Impostazioni Domoticz: dispositivi collegati

Passaggio 10: montaggio del sensore nella scatola

Passaggio 11: circuito stampato

Passaggio 12: assemblaggio finale

Passaggio 13: il sensore operativo

L'asta metallica è fissata al corpo e curvata in modo da poter essere facilmente agganciata (balcone). Il pannello solare è fissato tramite un supporto che consente una rotazione su due assi.

Fase 14: Risultato delle misurazioni in Domoticz (tre dispositivi)

Fase 15: Risultato delle misurazioni in Domoticz (PM2.5)

Step 16: Risultato delle misurazioni a Domoticz (PM10)

Passaggio 17: Conclusione:

Questo montaggio non rappresenta alcuna difficoltà particolare per le persone con conoscenza del software Domoticz e ESPEasy. Può misurare efficacemente la presenza di particelle fini vicino a casa tua. Grazie al pannello solare sarà possibile aumentare la frequenza delle misurazioni se necessario. Questo assieme può essere completato con sonde per la misura di temperatura, umidità, pressione, CO2 ecc.

Questo progetto è visibile anche sul mio sito (multilingue):