Šiomis dienomis didžiąją laiko dalį praleidžiame patalpose, ir tiesa ta, kad patalpų oras gali būti daug labiau užterštas nei lauko. Nesvarbu, ar tai dėl malkomis kūrenamų krosnių, maisto gaminimo, ar tiesiog dėl prastos ventiliacijos, kvėpuojantis oras, prisotintas nematomomis dalelėmis, galiausiai atsineša savo naudą. Laimei, atvirojo kodo elektronikos dėka mums nebereikia išleisti daug pinigų pramoninei įrangai, kad tiksliai žinotume, kuo kvėpuojame savo svetainėse.
Naudodami ESP32 kaip projekto smegenis , galime sukurti itin galingą stebėjimo stotį, kuri ne tik praneša mums, ar oras yra „blogas“, bet ir suskaido dalelių bei kenksmingų dujų masę. Nuo minimalistinių projektų iki jutiklinių ekranų, kurie atrodo lyg tiesiai iš mokslinės fantastikos filmo, – galimybės yra didžiulės visiems, norintiems kontroliuoti savo aplinkos sveikatą be didelių komplikacijų , panašiai kaip naudojant ESP32 kuriami kiti programuojami robotai.
Referenciniai projektai: „Aura“ ir „AirGradient ONE“
Jei ieškote įkvėpimo, yra du labai aiškūs keliai. Viena vertus, yra „Project Aura“ – „pasidaryk pats“ galiūnas, naudojantis ESP32-S3 su 4,3 colio IPS jutikliniu ekranu . Nuostabiausia „Aura“ savybė yra tai, kad joje naudojamas „Sensirion SEN66“ jutiklis, galintis matuoti viską nuo PM1 iki PM10, CO2 ir lakiųjų organinių junginių (LOJ). Ji netgi leidžia pridėti SFA30 formaldehido jutiklį, ko beveik niekas kitas nedaro, todėl tai beveik profesionalus įrankis švietimo įstaigoms ar labai reikliems namams.
Kitoje spektro pusėje yra „AirGradient ONE“, kuris, ko gero, yra atvirojo kodo auksinis standartas . Jis yra daug kompaktiškesnis ir naudoja ESP32-C3 kartu su labai patikimais jutikliais, tokiais kaip PMS5000 dalelėms ir „Senseair S8“ CO2. Nors „Aura“ daugiausia dėmesio skiria masinei vietinei vizualizacijai, „AirGradient“ teikia pirmenybę moduliniam tikslumui ir paprastumui , todėl tai idealus pasirinkimas tiems, kurie nori viską integruoti į „Home Assistant“ prietaisų skydelį naudodami „ESPHome“ arba net seną „Kindle“ paversti išmaniuoju prietaisų skydeliu.
Matavimo esmė: lazeriniai jutikliai ir pigūs jutikliai
Štai kur daugelis žmonių klysta. Yra nebrangių dulkių jutiklių (pvz., DSM501A), kurie iš esmės matuoja, kiek šviesos spindulys yra uždengtas. Jie praneša „aš nešvarus“, bet nesuteikia jokių realių duomenų. Priešingai, lazeriniai jutikliai, tokie kaip „ Sensirion SPS30“ arba „PMS5003“ , naudoja šviesos sklaidą, kad suskaičiuotų atskiras daleles ir apskaičiuotų jų masę mikrogramais kubiniame metre (µg/m³).
Lazerinis jutiklis leidžia atskirti krosnių dūmus (daug itin smulkių dalelių) nuo statybinių dulkių (nedaug, bet labai sunkių dalelių). Šis skirtumas yra labai svarbus, nes PM2.5 dalelės, kurios yra pavojingiausios, pasiekusios plaučių alveoles, naudojant šią dydžiu pagrįstą skaičiavimo sistemą, matuojamos daug tiksliau.
Techninis surinkimas ir energijos valdymas
Jei nuspręsite jį surinkti, labai atsargiai rinkitės maitinimo šaltinį. Dažna klaida – jutiklio maitinimas iš ESP32 3,3 V kontakto. Pavyzdžiui, SPS30 ventiliatoriaus paleidimo srovės maksimumas yra apie 800 mA, todėl mikrovaldiklis gali nuolat persikrauti . Idealiu atveju, norint maitinti ESP32 VIN kontaktą ir jutiklį tiesiogiai, reikėtų naudoti 5 V įtampos keitiklį, taip užtikrinant tinkamą įrenginio maitinimą.
Kad įrenginys nepatektų į iškrovos kilpą, labai rekomenduojama suplanuoti laipsnišką paleidimą . Tai reiškia, kad pirmiausia įjungiamas ekranas, palaukiama kelias sekundes, įjungiamas jutiklis ir tik tada įjungiamas „Wi-Fi“. Be to, sumažinus „Wi-Fi“ perdavimo galią iki 15 dBm, išvengiama staigių įtampos kritimų 18650 baterijoje, kurie galėtų pakenkti sistemos stabilumui.
Programinės įrangos, debesijos ir išmaniųjų įspėjimų
Kodo lygmeniu praktiškiausias būdas yra naudoti MQTT duomenims siųsti brokeriui. Jei nenorite tvarkytis su savo serveriais, tokios platformos kaip „CircuitDigest Cloud“ leidžia greitai sukurti ataskaitų suvestines ir, svarbiausia, konfigūruoti automatinius įspėjimus per „WhatsApp“ . Įsivaizduokite, kad oro kokybės indeksas viršija kritinę ribą ir telefone gaunate pranešimą, įspėjantį, kad laikas atidaryti langus.
Būtina pritaikyti oro kokybės indeksą (OKI) prie savo šalies reglamentų. Pavyzdžiui, Čilėje naudojamas ICAP, kur 100 vertė atitinka dienos PM2.5 standartą. Naudoti indišką ar amerikietišką skalę beprasmiška, jei norite palyginti savo duomenis su oficialiomis stotimis savo mieste. Turite sukurti matematinę funkciją, kuri mikrogramus paverstų vietiniu indeksu; kitaip tai bus tik žaislas. Taip padarę, paversite jį naudingu matavimo įrankiu.
Praktiniai patarimai dėl kapsuliavimo
Nedėkite jutiklio į bet kokią uždarą dėžę. SPS30 reikalingas nuolatinis oro srautas, todėl dėžutėje turi būti dvi gerai suprojektuotos angos : viena įsiurbimui ir viena išmetimui. Jei naudosite tik vieną angą, oras bus recirkuliuojamas, o rodmenys bus netikslūs. Taip pat atskirkite nuo jutiklio bet kokią šilumą generuojančią elektroniką (pvz., įtampos reguliatorių), nes karštas oras keičia santykinę drėgmę ir gali iškreipti rezultatus žemyn, panašiai kaip oro srautas valdomas kompiuterių ventiliatoriuose.
Tiems, kurie nori optimizuoti baterijos veikimo laiką, svarbiausia yra gilaus miego režimas . Užuot matavus kas sekundę, galite užprogramuoti ESP32 taip, kad jis pabustų kas penkiolika minučių, paimtų mėginį, įkeltų jį į debesį ir vėl eitų miegoti. Naudodami šį triuką, baterija, kuri paprastai veiktų kelias valandas, gali veikti kelias savaites be įkrovimo.
Sujungus ESP32 su aukščiausios klasės lazeriniais jutikliais, erdvę galite paversti profesionaliai stebima aplinka. Nesvarbu, ar tai būtų „Project Aura“ vizualinė galia, „AirGradient“ paprastumas, ar individualiai pritaikyta sąranka su „WhatsApp“ įspėjimais ir energijos optimizavimu, svarbiausia nematomus duomenis paversti konkrečiais veiksmais, siekiant pagerinti kvėpavimo takų sveikatą namuose.
