I disse dager tilbringer vi mesteparten av tiden vår innendørs, og sannheten er at inneluften kan være mye mer forurenset enn uteluften. Enten det er fra vedovner, matlaging eller rett og slett dårlig ventilasjon, tar det til slutt på å puste inn luft full av usynlige partikler. Heldigvis, takket være åpen kildekode-elektronikk, trenger vi ikke lenger å bruke en formue på industrielt utstyr for å vite nøyaktig hva vi puster inn i stuene våre.
Ved å bruke en ESP32 som prosjektets hjerne , kan vi bygge en superkraftig overvåkingsstasjon som ikke bare forteller oss om luften er «dårlig», men som også bryter ned massen av partikler og skadelige gasser. Fra minimalistiske prosjekter til berøringsskjermer som ser ut som de er tatt rett ut av en science fiction-film, er mulighetene enorme for alle som ønsker å ta kontroll over sin miljøhelse uten overdreven komplikasjoner , på samme måte som andre programmerbare roboter lages med ESP32.
Referanseprosjekter: Aura og AirGradient ONE
Hvis du leter etter inspirasjon, finnes det to helt klare veier. På den ene siden har vi Project Aura, et DIY-kraftverk som bruker en ESP32-S3 med en 4,3-tommers IPS-berøringsskjerm . Det mest fantastiske med Aura er at den bruker Sensirion SEN66-sensoren, som kan måle alt fra PM1 til PM10, CO2 og flyktige organiske forbindelser (VOC). Den lar deg til og med legge til en SFA30 formaldehydsensor, noe nesten ingen andre gjør, noe som gjør den til et nærmest profesjonelt verktøy for utdanningsmiljøer eller svært krevende hjem.
På den andre siden av spekteret finner vi AirGradient ONE, som uten tvil er gullstandarden innen åpen kildekode . Den er mye mer kompakt og bruker en ESP32-C3 sammen med svært pålitelige sensorer som PMS5000 for partikler og Senseair S8 for CO2. Mens Aura fokuserer på massiv lokal visualisering, prioriterer AirGradient modulær presisjon og enkelhet , noe som gjør den til det ideelle valget for de som foretrekker å integrere alt i et Home Assistant-dashbord ved hjelp av ESPHome eller til og med gjøre en gammel Kindle om til et smart dashbord.
Hjertet i måling: Lasersensorer vs. billige sensorer
Det er her mange tar feil. Det finnes rimelige støvsensorer (som DSM501A) som i utgangspunktet måler hvor mye en lysstråle er skjult. Disse forteller deg «jeg er skitten», men de gir deg ingen reelle data. I motsetning til dette bruker lasersensorer som Sensirion SPS30 eller PMS5003 lysspredning for å telle individuelle partikler og beregne massen deres i mikrogram per kubikkmeter (µg/m³).
Med en lasersensor kan du skille mellom ovnsrøyk (mange ultrafine partikler) og byggestøv (få, men svært tunge partikler). Denne forskjellen er viktig fordi PM2.5, som er de farligste partiklene når de når lungenes alveoler, måles mye mer nøyaktig ved hjelp av dette størrelsesbaserte tellesystemet.
Teknisk montering og energistyring
Hvis du bestemmer deg for å bygge en, vær veldig forsiktig med strømforsyningen. En vanlig feil er å drive sensoren fra ESP32s 3,3 V-pinne. Viften på SPS30 har for eksempel en oppstartsstrømtopp på rundt 800 mA, noe som kan føre til at mikrokontrolleren starter på nytt hele tiden . Ideelt sett bør du bruke en 5 V boost-omformer for å drive ESP32s VIN-pinne og sensoren direkte, slik at enheten får riktig strømforsyning.
For å forhindre at enheten går inn i en brownout-løkke, anbefales det på det sterkeste å planlegge en forskjøvet oppstart . Dette innebærer først å slå på skjermen, vente noen sekunder, aktivere sensoren, og først deretter slå på Wi-Fi. I tillegg bidrar det til å forhindre plutselige spenningsfall i 18650-batteriet som kan kompromittere systemstabiliteten.
Programvare, sky og smarte varsler
På kodenivå er den mest praktiske tilnærmingen å bruke MQTT til å sende dataene til en megler. Hvis du ikke vil håndtere dine egne servere, lar plattformer som CircuitDigest Cloud deg lage raske dashbord og, best av alt, konfigurere automatiske varsler via WhatsApp . Tenk deg at luftkvalitetsindeksen overstiger en kritisk terskel, og du mottar en melding på telefonen din som advarer deg om at det er på tide å åpne vinduene.
Det er viktig å tilpasse luftkvalitetsindeksen (AQI) til landets forskrifter. For eksempel bruker Chile ICAP, der en verdi på 100 tilsvarer den daglige standarden for PM2.5. Å bruke en indisk eller amerikansk skala er meningsløst hvis du vil sammenligne dataene dine med offisielle stasjoner i byen din. Du må lage en matematisk funksjon som oversetter mikrogram til den lokale indeksen; ellers blir det ikke mer enn et leketøy. Ved å gjøre dette forvandler du det til et nyttig måleverktøy.
Praktiske tips for innkapsling
Ikke plasser sensoren i en hvilken som helst lukket boks. SPS30 trenger konstant luftstrøm, så kabinettet må ha to godt utformede åpninger : én for inntak og én for avtrekk. Hvis du bare bruker ett hull, vil luften bli resirkulert, og avlesningene vil bli unøyaktige. Separer også all varmegenererende elektronikk (som spenningsregulatoren) fra sensoren, ettersom varm luft endrer den relative fuktigheten og kan skjevvride resultatene nedover, på samme måte som luftstrømmen styres i PC-vifter.
For de som ønsker å optimalisere batterilevetiden, er nøkkelen dyp søvnmodus . I stedet for å måle hvert sekund, kan du programmere ESP32 til å våkne hvert femtende minutt, ta en prøve, laste den opp til skyen og gå tilbake til å sove. Med dette trikset kan et batteri som normalt ville vare i noen timer, vare i flere uker uten å måtte lades.
Ved å kombinere en ESP32 med avanserte lasersensorer kan du forvandle et rom til et profesjonelt overvåket miljø. Enten det er med den visuelle kraften til Project Aura, enkelheten til AirGradient eller et tilpasset oppsett med WhatsApp-varsler og energioptimalisering, er nøkkelen å forvandle usynlige data til konkrete handlinger for å forbedre luftveishelsen hjemme.
