Danas većinu vremena provodimo u zatvorenom prostoru, a istina je da zrak u zatvorenom prostoru može biti puno zagađeniji od vanjskog zraka. Bilo da se radi o pećima na drva, kuhanju ili jednostavno lošoj ventilaciji, udisanje zraka bogatog nevidljivim česticama na kraju uzima svoj danak. Srećom, zahvaljujući elektronici otvorenog koda, više ne moramo trošiti bogatstvo na industrijsku opremu da bismo točno znali što udišemo u svojim dnevnim sobama.
Koristeći ESP32 kao mozak projekta , možemo izgraditi supermoćnu nadzornu stanicu koja nam ne samo govori je li zrak "loš", već i razgrađuje masu čestica i štetnih plinova. Od minimalističkih projekata do zaslona osjetljivih na dodir koji izgledaju kao da su izravno iz znanstvenofantastičnog filma, mogućnosti su ogromne za svakoga tko želi preuzeti kontrolu nad svojim okolišnim zdravljem bez pretjeranih komplikacija , slično načinu na koji se drugi programabilni roboti stvaraju s ESP32.
Referentni projekti: Aura i AirGradient ONE
Ako tražite inspiraciju, postoje dva vrlo jasna puta. S jedne strane, tu je Project Aura, DIY projekt koji koristi ESP32-S3 s 4,3-inčnim IPS zaslonom osjetljivim na dodir . Najnevjerojatnija stvar kod Aure je to što koristi Sensirion SEN66 senzor, sposoban mjeriti sve od PM1 do PM10, CO2 i hlapljivih organskih spojeva (VOC). Čak vam omogućuje dodavanje SFA30 formaldehida, nešto što gotovo nitko drugi ne radi, što ga čini gotovo profesionalnim alatom za obrazovne ustanove ili vrlo zahtjevne domove.
S druge strane spektra je AirGradient ONE, koji je vjerojatno zlatni standard otvorenog koda . Mnogo je kompaktniji i koristi ESP32-C3 uz vrlo 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 radije integriraju sve u nadzornu ploču Home Assistanta pomoću ESPHome-a ili čak pretvore stari Kindle u pametnu nadzornu ploču.
Srž mjerenja: Laserski senzori u odnosu na jeftine senzore
Tu 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 Sensiriona SPS30 ili PMS5003 koriste raspršenje svjetlosti za brojanje pojedinačnih čestica i izračunavanje njihove mase u mikrogramima po kubnom metru (µg/m³).
Laserski senzor omogućuje vam razlikovanje dima 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 pomoću ovog sustava brojanja temeljenog na veličini.
Tehnička montaža i upravljanje energijom
Ako se odlučite za izradu jednog, budite vrlo oprezni s napajanjem. Uobičajena pogreška je napajanje senzora s 3,3 V pina ESP32. Ventilator SPS30, na primjer, ima vršnu struju pokretanja od oko 800 mA, što može uzrokovati stalno ponovno pokretanje mikrokontrolera . Idealno bi bilo koristiti 5 V boost pretvarač za izravno napajanje VIN pina ESP32 i senzora, osiguravajući pravilno napajanje uređaja.
Kako biste spriječili da uređaj uđe u petlju pada napona, preporučuje se zakazivanje postupnog pokretanja . To uključuje prvo uključivanje zaslona, čekanje nekoliko sekundi, aktiviranje senzora i tek zatim uključivanje Wi-Fi-ja. Osim toga, smanjenje snage Wi-Fi prijenosa na 15dBm pomaže u sprječavanju naglih padova napona u bateriji 18650 koji bi mogli ugroziti stabilnost sustava.
Softver, oblak i pametna upozorenja
Na razini koda, najpraktičniji pristup je korištenje MQTT-a za slanje podataka brokeru. Ako se ne želite baviti vlastitim poslužiteljima, platforme poput CircuitDigest Clouda omogućuju vam brzu izradu nadzornih ploča i, što je najbolje od svega, konfiguriranje automatskih upozorenja putem WhatsAppa . Zamislite da indeks kvalitete zraka prelazi kritični prag i da na telefonu primite poruku koja vas upozorava da je vrijeme za otvaranje prozora.
Bitno je prilagoditi indeks kvalitete zraka (AQI) propisima vaše zemlje. Na primjer, Čile koristi ICAP, gdje vrijednost od 100 odgovara dnevnom standardu PM2.5. Korištenje indijske ili američke ljestvice je besmisleno ako želite usporediti svoje podatke sa službenim postajama u vašem gradu. Morate stvoriti matematičku funkciju koja prevodi mikrograme u lokalni indeks; inače će to biti samo igračka. Time ćete ga pretvoriti u koristan mjerni alat.
Praktični savjeti za enkapsulaciju
Nemojte stavljati senzor u bilo kakvu zatvorenu kutiju. SPS30 treba stalan protok zraka, stoga kućište mora imati dva dobro osmišljena otvora : jedan za usis i jedan za ispuh. Ako koristite samo jedan otvor, zrak će recirkulirati i očitanja će biti netočna. Također, odvojite svu elektroniku koja stvara toplinu (poput regulatora napona) od senzora, jer vrući zrak mijenja relativnu vlažnost i može iskriviti rezultate prema dolje, slično kao što se protok zraka upravlja u ventilatorima računala.
Za one koji žele optimizirati vijek trajanja baterije, ključan je način dubokog spavanja . Umjesto mjerenja svake sekunde, ESP32 možete programirati da se probudi svakih petnaest minuta, uzme uzorak, prenese ga u oblak i vrati se u stanje mirovanja. S ovim trikom, baterija koja bi inače trajala nekoliko sati može trajati nekoliko tjedana bez potrebe za punjenjem.
Kombiniranjem ESP32 s vrhunskim laserskim senzorima možete transformirati prostor u profesionalno nadzirano okruženje. Bilo da se radi o vizualnoj snazi Project Aure, jednostavnosti AirGradienta ili prilagođenoj postavci s WhatsApp obavijestima i optimizacijom energije, ključno je pretvoriti nevidljive podatke u konkretne akcije za poboljšanje zdravlja dišnog sustava kod kuće.
