Mūsdienās mēs lielāko daļu laika pavadām telpās, un patiesība ir tāda, ka iekštelpu gaiss var būt daudz piesārņotāks nekā āra gaiss. Neatkarīgi no tā, vai tas ir no malkas krāsnīm, ēdiena gatavošanas vai vienkārši sliktas ventilācijas, ar neredzamām daļiņām piesātināta gaisa ieelpošana galu galā atstāj savu iespaidu. Par laimi, pateicoties atvērtā pirmkoda elektronikai, mums vairs nav jātērē milzu nauda rūpnieciskajām iekārtām, lai precīzi zinātu, ko elpojam savās dzīvojamās istabās.
Izmantojot ESP32 kā projekta smadzenes , mēs varam uzbūvēt īpaši jaudīgu monitoringa staciju, kas ne tikai norāda, vai gaiss ir “slikts”, bet arī sadala daļiņu un kaitīgo gāzu masu. Sākot ar minimālistiskiem projektiem un beidzot ar skārienekrāniem, kas izskatās kā tieši no zinātniskās fantastikas filmas, iespējas ir milzīgas ikvienam, kurš vēlas pārņemt kontroli pār savu vides veselību bez pārmērīgām sarežģījumiem , līdzīgi kā ar ESP32 tiek izveidoti citi programmējami roboti.
Atsauces projekti: Aura un AirGradient ONE
Ja meklējat iedvesmu, ir divi ļoti skaidri ceļi. No vienas puses, ir Project Aura — pašrocīgi lietojama spēka iekārta, kas izmanto ESP32-S3 ar 4,3 collu IPS skārienekrānu . Vispārsteidzošākais Aura aspekts ir tas, ka tā izmanto Sensirion SEN66 sensoru, kas spēj izmērīt visu, sākot no PM1 līdz PM10, CO2 un gaistošajiem organiskajiem savienojumiem (GOS). Tā pat ļauj pievienot SFA30 formaldehīda sensoru, ko gandrīz neviens cits nedara, padarot to par gandrīz profesionālu rīku izglītības iestādēm vai ļoti prasīgām mājām.
Spektra otrā pusē ir AirGradient ONE, kas, iespējams, ir atvērtā pirmkoda zelta standarts . Tas ir daudz kompaktāks un izmanto ESP32-C3 līdzās ļoti uzticamiem sensoriem, piemēram, PMS5000 daļiņām un Senseair S8 CO2. Kamēr Aura koncentrējas uz masveida lokālu vizualizāciju, AirGradient prioritāte ir modulāra precizitāte un vienkāršība , padarot to par ideālu izvēli tiem, kas dod priekšroku visu integrēt Home Assistant informācijas panelī, izmantojot ESPHome, vai pat pārvērst veco Kindle par viedu informācijas paneli.
Mērīšanas būtība: lāzera sensori salīdzinājumā ar lētiem sensoriem
Šeit daudzi cilvēki kļūdās. Ir lēti putekļu sensori (piemēram, DSM501A), kas būtībā mēra, cik lielā mērā gaismas stars ir aizsegts. Tie norāda, ka "esmu netīrs", bet nesniedz nekādus reālus datus. Turpretī lāzera sensori, piemēram, Sensirion SPS30 vai PMS5003, izmanto gaismas izkliedi, lai saskaitītu atsevišķas daļiņas un aprēķinātu to masu mikrogramos uz kubikmetru (µg/m³).
Lāzera sensora klātbūtne ļauj atšķirt plīts dūmus (daudzas īpaši smalkas daļiņas) no būvniecības putekļiem (nedaudz, bet ļoti smagas daļiņas). Šī atšķirība ir būtiska, jo PM2.5 daļiņas, kas ir visbīstamākās daļiņas, sasniedzot plaušu alveolas, tiek mērītas daudz precīzāk, izmantojot šo uz izmēru balstīto skaitīšanas sistēmu.
Tehniskā montāža un enerģijas pārvaldība
Ja nolemjat tādu uzbūvēt, esiet ļoti uzmanīgi ar barošanas avotu. Bieži pieļauta kļūda ir sensora barošana no ESP32 3,3 V tapas. Piemēram, SPS30 ventilatoram ir aptuveni 800 mA ieslēgšanas strāvas maksimums, kas var izraisīt mikrokontrollera pastāvīgu restartēšanos . Ideālā gadījumā jums vajadzētu izmantot 5 V pastiprinātāja pārveidotāju, lai tieši darbinātu ESP32 VIN tapu un sensoru, nodrošinot atbilstošu ierīces barošanu.
Lai novērstu ierīces nonākšanu zemas strāvas cilpā, ir ļoti ieteicams ieplānot pakāpenisku palaišanu . Tas ietver vispirms ekrāna ieslēgšanu, dažu sekunžu nogaidīšanu, sensora aktivizēšanu un tikai pēc tam Wi-Fi ieslēgšanu. Turklāt Wi-Fi pārraides jaudas samazināšana līdz 15 dBm palīdz novērst pēkšņus sprieguma kritumus 18650 akumulatorā, kas varētu apdraudēt sistēmas stabilitāti.
Programmatūras, mākoņa un viedie brīdinājumi
Koda līmenī vispraktiskākā pieeja ir izmantot MQTT, lai nosūtītu datus brokerim. Ja nevēlaties strādāt ar saviem serveriem, tādas platformas kā CircuitDigest Cloud ļauj ātri izveidot informācijas paneļus un, pats labākais, konfigurēt automātiskos brīdinājumus, izmantojot WhatsApp . Iedomājieties, ka gaisa kvalitātes indekss pārsniedz kritisko slieksni un jūs tālrunī saņemat brīdinājumu, ka ir pienācis laiks atvērt logus.
Ir svarīgi pielāgot gaisa kvalitātes indeksu (AQI) jūsu valsts noteikumiem. Piemēram, Čīlē tiek izmantots ICAP, kur vērtība 100 atbilst dienas PM2.5 standartam. Indijas vai Amerikas skalas izmantošana ir bezjēdzīga, ja vēlaties salīdzināt savus datus ar oficiālajām stacijām savā pilsētā. Jums ir jāizveido matemātiska funkcija, kas pārvērš mikrogramus vietējā indeksā; pretējā gadījumā tā būs tikai rotaļlieta. To darot, jūs to pārveidosiet par noderīgu mērinstrumentu.
Praktiski padomi iekapsulēšanai
Neievietojiet sensoru vienkārši jebkurā slēgtā kastē. SPS30 ir nepieciešama pastāvīga gaisa plūsma, tāpēc korpusam jābūt ar divām labi izstrādātām atverēm : vienu ieplūdei un vienu izplūdei. Ja izmantosiet tikai vienu atveri, gaiss tiks recirkulēts, un rādījumi būs neprecīzi. Tāpat atdaliet no sensora jebkādu siltumu radošu elektroniku (piemēram, sprieguma regulatoru), jo karstais gaiss maina relatīvo mitrumu un var sagrozīt rezultātus uz leju, līdzīgi kā gaisa plūsma tiek pārvaldīta datoru ventilatoros.
Tiem, kas vēlas optimizēt akumulatora darbības laiku, galvenais ir dziļā miega režīms . Tā vietā, lai mērītu katru sekundi, varat ieprogrammēt ESP32 pamosties ik pēc piecpadsmit minūtēm, paņemt paraugu, augšupielādēt to mākonī un atgriezties miega režīmā. Ar šo triku akumulators, kas parasti darbojas dažas stundas, var darboties vairākas nedēļas bez nepieciešamības uzlādēt.
Apvienojot ESP32 ar augstas klases lāzera sensoriem, jūs varat pārveidot telpu par profesionāli uzraudzītu vidi. Neatkarīgi no tā, vai izmantojat Project Aura vizuālo jaudu, AirGradient vienkāršību vai pielāgotu iestatījumu ar WhatsApp brīdinājumiem un enerģijas optimizāciju, galvenais ir neredzamo datu pārveidošana konkrētās darbībās, lai uzlabotu elpošanas ceļu veselību mājās.
