Ovih dana većinu vremena provodimo u zatvorenom prostoru, a istina je da zrak u zatvorenom prostoru može biti mnogo zagađeniji od vanjskog zraka. Bilo da je u pitanju iz peći na drva, kuhanja ili jednostavno loše ventilacije, udisanje zraka zasićenog nevidljivim česticama na kraju uzima svoj danak. Srećom, zahvaljujući elektronici otvorenog koda, više ne moramo trošiti bogatstvo na industrijsku opremu da bismo tačno znali šta udišemo u svojim dnevnim sobama.
Koristeći ESP32 kao mozak projekta , možemo izgraditi supermoćnu stanicu za praćenje koja nam ne samo govori da li je zrak "loš", već i razgrađuje masu čestica i štetnih plinova. Od minimalističkih projekata do ekrana osjetljivih na dodir koji izgledaju kao da su direktno iz naučnofantastičnog filma, mogućnosti su ogromne za svakoga ko želi preuzeti kontrolu nad zdravljem svoje okoline bez pretjeranih komplikacija , slično načinu na koji se drugi programabilni roboti stvaraju pomoću ESP32.
Referentni projekti: Aura i AirGradient ONE
Ako tražite inspiraciju, postoje dva vrlo jasna puta. S jedne strane, tu je Project Aura, DIY gigant koji koristi ESP32-S3 sa 4,3-inčnim IPS ekranom osjetljivim na dodir . Najnevjerovatnija stvar kod Aure je to što koristi Sensirion SEN66 senzor, sposoban za mjerenje svega, od PM1 do PM10, CO2 i isparljivih organskih spojeva (VOC). Čak vam omogućava da dodate SFA30 formaldehidni senzor, nešto što gotovo niko drugi ne radi, što ga čini gotovo profesionalnim alatom za obrazovne ustanove ili vrlo zahtjevne domove.
S druge strane spektra je AirGradient ONE, koji se vjerovatno smatra zlatnim standardom otvorenog koda . Mnogo je kompaktniji i koristi ESP32-C3 uz visoko pouzdane senzore poput PMS5000 za čestice i Senseair S8 za CO2. Dok se Aura fokusira na masovnu lokalnu vizualizaciju, AirGradient daje prioritet modularnoj preciznosti i jednostavnosti , što ga čini idealnim izborom za one koji preferiraju integrirati sve u Home Assistant kontrolnu ploču koristeći ESPHome ili čak pretvoriti stari Kindle u pametnu kontrolnu ploču.
Srž mjerenja: Laserski senzori u odnosu na jeftine senzore
Ovdje mnogi ljudi griješe. Postoje jeftini senzori prašine (poput DSM501A) koji u osnovi mjere koliko je snop svjetlosti zaklonjen. Oni vam govore "Prljav sam", ali vam ne daju nikakve stvarne podatke. Nasuprot tome, laserski senzori poput Sensirion SPS30 ili PMS5003 koriste raspršenje svjetlosti za brojanje pojedinačnih čestica i izračunavanje njihove mase u mikrogramima po kubnom metru (µg/m³).
Laserski senzor vam omogućava da razlikujete dim iz peći (mnogo ultrafinih čestica) od građevinske prašine (malo, ali vrlo teških čestica). Ova razlika je ključna jer se PM2.5, koje su najopasnije čestice kada dođu do alveola pluća, mjere mnogo preciznije korištenjem ovog sistema brojanja zasnovanog na veličini.
Tehnička montaža i upravljanje energijom
Ako se odlučite za izradu jednog takvog uređaja, budite vrlo oprezni s napajanjem. Uobičajena greška je napajanje senzora s 3,3V pina ESP32. Ventilator SPS30, na primjer, ima vršnu struju pokretanja od oko 800mA, što može uzrokovati stalno ponovno pokretanje mikrokontrolera . Idealno bi bilo koristiti 5V boost pretvarač za direktno napajanje VIN pina ESP32 i senzora, osiguravajući pravilno napajanje uređaja.
Da biste spriječili da uređaj uđe u petlju pada napona, toplo se preporučuje da zakažete postepeno pokretanje . To uključuje prvo uključivanje ekrana, čekanje nekoliko sekundi, aktiviranje senzora, a tek zatim uključivanje Wi-Fi mreže. Osim toga, smanjenje snage Wi-Fi prijenosa na 15dBm pomaže u sprječavanju naglih padova napona u 18650 bateriji koji bi mogli ugroziti stabilnost sistema.
Softver, oblak i pametna upozorenja
Na nivou koda, najpraktičniji pristup je korištenje MQTT-a za slanje podataka brokeru. Ako ne želite da se bavite vlastitim serverima, platforme poput CircuitDigest Clouda vam omogućavaju da kreirate brze kontrolne ploče i, što je najbolje od svega, konfigurišete automatska upozorenja putem WhatsAppa . Zamislite da indeks kvaliteta zraka prelazi kritični prag i da na telefonu dobijete poruku koja vas upozorava da je vrijeme da otvorite prozore.
Neophodno je prilagoditi Indeks kvaliteta zraka (AQI) propisima vaše zemlje. Na primjer, Čile koristi ICAP, gdje vrijednost od 100 odgovara dnevnom standardu za PM2.5. Korištenje indijske ili američke skale je besmisleno ako želite uporediti svoje podatke sa službenim stanicama u vašem gradu. Potrebno je kreirati matematičku funkciju koja prevodi mikrograme u lokalni indeks; u suprotnom, to neće biti ništa više od igračke. Na taj način ćete ga pretvoriti u koristan alat za mjerenje.
Praktični savjeti za enkapsulaciju
Nemojte stavljati senzor u bilo kakvu zatvorenu kutiju. SPS30 zahtijeva stalan protok zraka, tako da kućište mora imati dva dobro dizajnirana otvora : jedan za usis i jedan za ispuh. Ako koristite samo jedan otvor, zrak će se recirkulirati i očitanja će biti netačna. Također, odvojite svu elektroniku koja generira toplinu (poput regulatora napona) od senzora, jer vrući zrak mijenja relativnu vlažnost i može iskriviti rezultate prema dolje, slično načinu na koji se protok zraka upravlja u ventilatorima računara.
Za one koji žele optimizirati vijek trajanja baterije, ključ je režim dubokog sna . Umjesto mjerenja svake sekunde, možete programirati ESP32 da se budi svakih petnaest minuta, uzima uzorak, prenosi ga u oblak i vraća se u stanje mirovanja. Pomoću ovog trika, baterija koja bi inače trajala nekoliko sati može trajati nekoliko sedmica bez potrebe za punjenjem.
Kombinacija ESP32 sa vrhunskim laserskim senzorima omogućava vam da transformišete prostor u profesionalno nadzirano okruženje. Bilo da se radi o vizuelnoj snazi Project Aura, jednostavnosti AirGradienta ili prilagođenom podešavanju sa WhatsApp obavještenjima i optimizacijom energije, ključno je transformisati nevidljive podatke u konkretne akcije za poboljšanje zdravlja respiratornog sistema kod kuće.
