Manapság az időnk nagy részét zárt térben töltjük, és az igazság az, hogy a beltéri levegő sokkal szennyezettebb lehet, mint a kültéri. Akár fatüzelésű kályhákról, főzésről vagy egyszerűen a rossz szellőzésről van szó, a láthatatlan részecskékkel teli levegő belélegzése végül megviseli. Szerencsére a nyílt forráskódú elektronikának köszönhetően már nem kell vagyonokat költenünk ipari berendezésekre ahhoz, hogy pontosan tudjuk, mit lélegzünk be a nappalinkban.
Egy ESP32-t használva a projekt agyaként , egy szupererős megfigyelőállomást építhetünk, amely nemcsak azt jelzi, hogy a levegő „rossz”, hanem lebontja a részecskék és a káros gázok tömegét is. A minimalista projektektől kezdve az olyan érintőképernyőkig, amelyek úgy néznek ki, mintha egyenesen egy sci-fi filmből lépett volna elő, a lehetőségek hatalmasak mindazok számára, akik túlzott bonyodalmak nélkül szeretnék kézbe venni környezetük egészségét, hasonlóan ahhoz, ahogyan más programozható robotokat is létrehoznak az ESP32-vel.
Referencia projektek: Aura és AirGradient ONE
Ha inspirációra vágysz, két egyértelmű út áll előtted. Az egyik oldalon ott van a Project Aura, egy barkácsgép, amely egy ESP32-S3 szenzort és egy 4,3 hüvelykes IPS érintőképernyőt használ . Az Aura legcsodálatosabb tulajdonsága, hogy a Sensirion SEN66 érzékelőt használja, amely képes mindent mérni a PM1-től a PM10-ig, a CO2-t és az illékony szerves vegyületeket (VOC-kat). Még egy SFA30 formaldehid-érzékelő hozzáadását is lehetővé teszi, amit szinte senki más nem tesz meg, így szinte professzionális eszközzé válik oktatási környezetben vagy nagyon igényes otthonokban.
A spektrum másik oldalán található az AirGradient ONE, amely vitathatatlanul a nyílt forráskódú szoftverek aranystandardja . Sokkal kompaktabb, és egy ESP32-C3 szenzort használ a rendkívül megbízható érzékelők, mint például a PMS5000 a részecskékhez és a Senseair S8 a CO2-hez mellett. Míg az Aura a masszív lokális vizualizációra összpontosít, az AirGradient a moduláris pontosságot és az egyszerűséget helyezi előtérbe , így ideális választás azok számára, akik inkább mindent egy Home Assistant irányítópultba integrálnának az ESPHome segítségével, vagy akár egy régi Kindle-t okos irányítópulttá alakítanának.
A mérés lelke: Lézeres érzékelők kontra olcsó érzékelők
Itt tévednek sokan. Léteznek olcsó porérzékelők (mint például a DSM501A), amelyek alapvetően azt mérik, hogy mennyire takarja el a fénysugár. Ezek azt mondják, hogy "piszkos vagyok", de nem adnak valódi adatokat. Ezzel szemben a lézeres érzékelők, mint például a Sensirion SPS30 vagy a PMS5003, a fényszórást használják az egyes részecskék számlálására, és tömegüket mikrogramm/köbméterben (µg/m³) számítják ki.
Egy lézeres érzékelő lehetővé teszi a kályhafüst (sok ultrafinom részecske) és az építési por (kevés, de nagyon nehéz részecske) megkülönböztetését . Ez a különbségtétel létfontosságú, mivel a PM2.5-öt, amely a tüdő alveolusaiba érve a legveszélyesebb részecskék, sokkal pontosabban mérik ezzel a méretalapú számláló rendszerrel.
Műszaki összeszerelés és energiagazdálkodás
Ha úgy döntesz, hogy építesz egyet, légy nagyon óvatos a tápegységgel. Gyakori hiba, hogy az érzékelőt az ESP32 3,3 V-os lábáról táplálod. Az SPS30 ventilátorának például körülbelül 800 mA-es indítási áramcsúcsértéke van, ami a mikrovezérlő folyamatos újraindulását okozhatja . Ideális esetben egy 5 V-os feszültségnövelő konvertert kell használnod az ESP32 VIN lábának és az érzékelőnek közvetlen táplálására, biztosítva az eszköz megfelelő tápellátását.
Annak érdekében, hogy az eszköz ne kerüljön feszültségesés-hurokba, erősen ajánlott lépcsőzetes rendszerindítást ütemezni . Ez magában foglalja a képernyő bekapcsolását, néhány másodperc várakozását, az érzékelő aktiválását, és csak ezután kapcsolja be a Wi-Fi-t. Ezenkívül a Wi-Fi átviteli teljesítményének 15 dBm-re csökkentése segít megelőzni a 18650-es akkumulátor hirtelen feszültségesését, amely veszélyeztetheti a rendszer stabilitását.
Szoftveres, felhőalapú és intelligens riasztások
Kódszinten a legpraktikusabb megközelítés az MQTT használata az adatok brókernek történő elküldésére. Ha nem szeretne saját szerverekkel foglalkozni, az olyan platformok, mint a CircuitDigest Cloud, lehetővé teszik gyors irányítópultok létrehozását, és ami a legjobb, automatikus riasztások konfigurálását WhatsAppon keresztül . Képzelje el, hogy a levegőminőségi index meghaladja a kritikus küszöbértéket, és üzenetet kap a telefonjára, amely figyelmezteti, hogy ideje kinyitni az ablakokat.
Létfontosságú, hogy a levegőminőségi indexet (AQI) az országod előírásaihoz igazítsd. Például Chile az ICAP-ot használja, ahol a 100-as érték megfelel a napi PM2.5-ös határértéknek. Egy indiai vagy amerikai skála használata értelmetlen, ha az adataidat a városod hivatalos állomásaival szeretnéd összehasonlítani . Létre kell hoznod egy matematikai függvényt, amely a mikrogrammot a helyi indexre fordítja; különben nem lesz több, mint egy játékszer. Ezzel hasznos mérőeszközzé alakíthatod.
Gyakorlati tippek a kapszulázáshoz
Ne tegye az érzékelőt akármilyen zárt dobozba. Az SPS30 állandó légáramlást igényel, ezért a háznak két jól megtervezett nyílással kell rendelkeznie : egy a beszívó és egy a kifúvó levegő számára. Ha csak egy lyukat használ, a levegő recirkulál, és a mérési eredmények pontatlanok lesznek. Ezenkívül válassza le az érzékelőről a hőt termelő elektronikát (például a feszültségszabályozót), mivel a forró levegő megváltoztatja a relatív páratartalmat , és lefelé torzíthatja az eredményeket, hasonlóan ahhoz, ahogyan a PC-ventilátorok szabályozzák a légáramlást.
Azok számára, akik optimalizálni szeretnék az akkumulátor élettartamát, a kulcs a mély alvás mód . A másodpercenkénti mérés helyett az ESP32 programozható úgy, hogy tizenöt percenként felébredjen, mintát vegyen, feltöltse a felhőbe, majd visszaaludjon. Ezzel a trükkel egy olyan akkumulátor, amely általában néhány órán át bírná, több hétig is működhet újratöltés nélkül.
Az ESP32 és a csúcskategóriás lézerérzékelők kombinációja lehetővé teszi, hogy egy teret professzionálisan felügyelt környezetté alakítson. Akár a Project Aura vizuális erejéről, az AirGradient egyszerűségéről, akár a WhatsApp-értesítésekkel és energiaoptimalizálással ellátott egyedi beállításról van szó, a kulcs az, hogy a láthatatlan adatokat konkrét intézkedésekké alakítsuk az otthoni légzőszervi egészség javítása érdekében.
