Tänapäeval veedame suurema osa ajast siseruumides ja tõsi on see, et siseõhk võib olla palju saastatum kui välisõhk. Olgu see siis puuküttega ahjude, toiduvalmistamise või lihtsalt halva ventilatsiooni tulemus, nähtamatute osakestega täidetud õhu sissehingamine võtab lõpuks oma osa. Õnneks ei pea me tänu avatud lähtekoodiga elektroonikale enam kulutama varandust tööstusseadmetele, et täpselt teada, mida me oma elutoas sisse hingame.
Kasutades ESP32-t projekti ajuna , saame ehitada ülivõimsa jälgimisjaama, mis mitte ainult ei ütle meile, kas õhk on "halb", vaid lagundab ka osakeste ja kahjulike gaaside massi. Alates minimalistlikest projektidest kuni puutetundlike ekraanideni, mis näevad välja nagu otse ulmefilmist, on võimalused tohutud kõigile, kes soovivad oma keskkonna tervise üle kontrolli võtta ilma liigsete komplikatsioonideta , sarnaselt sellele, kuidas ESP32 abil luuakse teisi programmeeritavaid roboteid.
Referentsprojektid: Aura ja AirGradient ONE
Kui otsid inspiratsiooni, on kaks väga selget teed. Ühelt poolt on olemas Project Aura, isetegemise jõujaam, mis kasutab ESP32-S3 sensorit 4,3-tollise IPS-puutetundliku ekraaniga . Aura juures on kõige hämmastavam see, et see kasutab Sensirion SEN66 andurit, mis suudab mõõta kõike alates PM1-st kuni PM10-ni, CO2-ni ja lenduvate orgaaniliste ühenditeni (VOC-deni). See võimaldab isegi lisada SFA30 formaldehüüdianduri, mida peaaegu keegi teine ei tee, muutes selle peaaegu professionaalseks tööriistaks haridusasutuste või väga nõudlike kodude jaoks.
Spektri teisel poolel on AirGradient ONE, mida võib pidada avatud lähtekoodiga tarkvara kuldstandardiks . See on palju kompaktsem ja kasutab ESP32-C3 sensorit koos väga usaldusväärsete anduritega nagu PMS5000 osakeste jaoks ja Senseair S8 CO2 jaoks. Kui Aura keskendub massiivsele lokaalsele visualiseerimisele, siis AirGradient seab esikohale modulaarse täpsuse ja lihtsuse , muutes selle ideaalseks valikuks neile, kes eelistavad kõike integreerida ESPHome'i abil koduabilise armatuurlauale või isegi muuta vana Kindle'i nutikaks armatuurlauaks.
Mõõtmise tuum: lasersensorid vs odavad sensorid
Siin eksivad paljud inimesed. On olemas odavaid tolmusensoreid (näiteks DSM501A), mis põhimõtteliselt mõõdavad, kui palju valguskiir on varjatud. Need ütlevad küll, et "olen määrdunud", aga ei anna mingeid tegelikke andmeid. Seevastu lasersensorid nagu Sensirion SPS30 või PMS5003 kasutavad valguse hajumist üksikute osakeste loendamiseks ja nende massi mikrogrammides kuupmeetri kohta (µg/m³) arvutamiseks.
Lasersensori olemasolu võimaldab eristada ahjusuitsu (palju ülipeeneid osakesi) ja ehitustolmu (vähe, kuid väga raskeid osakesi). See erinevus on oluline, sest PM2.5 osakesi, mis on kopsude alveoolidesse jõudes kõige ohtlikumad, mõõdetakse selle suuruspõhise loendussüsteemi abil palju täpsemalt.
Tehniline montaaž ja energiahaldus
Kui otsustate sellise ehitada, olge toiteallikaga väga ettevaatlik. Levinud viga on anduri toitmine ESP32 3,3 V tihvtilt. Näiteks SPS30 ventilaatori käivitusvoolu tipp on umbes 800 mA, mis võib põhjustada mikrokontrolleri pideva taaskäivitumise . Ideaalis peaksite ESP32 VIN-tihvti ja anduri otsetoiteks kasutama 5 V võimendusmuundurit, tagades seadmele korraliku toite.
Seadme pinge languse vältimiseks on tungivalt soovitatav ajastada järkjärguline käivitamine . See hõlmab esmalt ekraani sisselülitamist, mõne sekundi ootamist, anduri aktiveerimist ja alles seejärel Wi-Fi sisselülitamist. Lisaks aitab Wi-Fi edastusvõimsuse vähendamine 15 dBm-ni vältida 18650 aku järske pingelangusi, mis võivad süsteemi stabiilsust kahjustada.
Tarkvara, pilve ja nutikad märguanded
Koodi tasandil on kõige praktilisem lähenemisviis kasutada MQTT-d andmete saatmiseks maaklerile. Kui te ei soovi oma serveritega tegeleda, võimaldavad platvormid nagu CircuitDigest Cloud teil luua kiireid juhtpaneele ja mis kõige parem, konfigureerida automaatseid märguandeid WhatsAppi kaudu . Kujutage ette, et õhukvaliteedi indeks ületab kriitilise läve ja saate oma telefoni teate, mis hoiatab teid, et on aeg aknad avada.
Õhukvaliteedi indeksit (AQI) on oluline kohandada oma riigi eeskirjadega. Näiteks Tšiilis kasutatakse ICAP-i, kus väärtus 100 vastab päevasele PM2.5 standardile. India või Ameerika skaala kasutamine on mõttetu, kui soovite oma andmeid võrrelda oma linna ametlike jaamadega. Peate looma matemaatilise funktsiooni, mis teisendab mikrogrammid kohalikuks indeksiks; vastasel juhul on see vaid mänguasi. Nii muudate selle kasulikuks mõõtevahendiks.
Praktilised näpunäited kapseldamiseks
Ärge pange andurit suvalisse suletud karpi. SPS30 vajab pidevat õhuvoolu, seega peab karbil olema kaks hästi disainitud ava : üks sisselaske- ja teine väljalaskeava jaoks. Kui kasutate ainult ühte auku, siis õhk ringleb uuesti ja näidud on ebatäpsed. Samuti eraldage andurist kõik soojust tekitavad elektroonikaseadmed (näiteks pingeregulaator), kuna kuum õhk muudab suhtelist õhuniiskust ja võib tulemusi allapoole moonutada, sarnaselt sellele, kuidas õhuvoolu juhitakse arvutiventilaatorites.
Aku tööea optimeerimiseks on võtmetähtsusega sügav unerežiim . Iga sekundi mõõtmise asemel saab ESP32 programmeerida ärkama iga viieteistkümne minuti järel, võtma proovi, laadima selle pilve ja uuesti magama minema. Selle nipiga saab aku, mis tavaliselt peaks vastu pidama paar tundi, vastu pidada mitu nädalat ilma laadimist vajamata.
ESP32 kombineerimine tipptasemel laseranduritega võimaldab teil muuta ruumi professionaalselt jälgitavaks keskkonnaks. Olgu selleks Project Aura visuaalne võimsus, AirGradienti lihtsus või kohandatud seadistus WhatsAppi teadete ja energiasäästu optimeerimisega, võti peitub nähtamatute andmete muutmises konkreetseteks tegevusteks, et parandada hingamisteede tervist kodus.
