Dandanes večino časa preživimo v zaprtih prostorih in resnica je, da je zrak v zaprtih prostorih lahko veliko bolj onesnažen kot zunanji zrak. Naj bo to zaradi peči na drva, kuhanja ali preprosto slabega prezračevanja, dihanje zraka, polnega nevidnih delcev, sčasoma terja svoj davek. Na srečo nam zaradi odprtokodne elektronike ni več treba zapravljati premoženja za industrijsko opremo, da bi natančno vedeli, kaj dihamo v svojih dnevnih sobah.
Z uporabo ESP32 kot možganov projekta lahko zgradimo super zmogljivo nadzorno postajo, ki nam ne bo le povedala, ali je zrak "slab", ampak tudi razgradi maso delcev in škodljivih plinov. Od minimalističnih projektov do zaslonov na dotik, ki so videti kot iz znanstvenofantastičnega filma, so možnosti ogromne za vsakogar, ki želi prevzeti nadzor nad svojim okoljskim zdravjem brez pretiranih zapletov , podobno kot so z ESP32 ustvarjeni drugi programabilni roboti.
Referenčni projekti: Aura in AirGradient ONE
Če iščete navdih, obstajata dve zelo jasni poti. Po eni strani je tu Project Aura, DIY zmogljiva naprava, ki uporablja ESP32-S3 s 4,3-palčnim IPS zaslonom na dotik . Najbolj neverjetna stvar pri Auri je, da uporablja senzor Sensirion SEN66, ki lahko meri vse od PM1 do PM10, CO2 in hlapnih organskih spojin (HOS). Omogoča vam celo dodajanje formaldehidnega senzorja SFA30, česar skoraj nihče drug ne počne, zaradi česar je skoraj profesionalno orodje za izobraževalne ustanove ali zelo zahtevne domove.
Na drugi strani spektra je AirGradient ONE, ki velja za zlati standard odprtokodne tehnologije . Je veliko bolj kompakten in uporablja ESP32-C3 skupaj z zelo zanesljivimi senzorji, kot sta PMS5000 za delce in Senseair S8 za CO2. Medtem ko se Aura osredotoča na obsežno lokalno vizualizacijo, AirGradient daje prednost modularni natančnosti in preprostosti , zaradi česar je idealna izbira za tiste, ki raje vse integrirajo v nadzorno ploščo Home Assistant z uporabo ESPHome ali celo spremenijo star Kindle v pametno nadzorno ploščo.
Srce merjenja: Laserski senzorji v primerjavi s poceni senzorji
Tukaj se mnogi motijo. Obstajajo poceni senzorji za prah (kot je DSM501A), ki v bistvu merijo, koliko je svetlobni žarek zakrit. Ti vam povedo "umazan sem", vendar vam ne dajo nobenih dejanskih podatkov. Nasprotno pa laserski senzorji, kot sta Sensirion SPS30 ali PMS5003, uporabljajo sipanje svetlobe za štetje posameznih delcev in izračun njihove mase v mikrogramih na kubični meter (µg/m³).
Z laserskim senzorjem lahko ločite med dimom iz peči (veliko ultrafinih delcev) in gradbenim prahom (malo, a zelo težkih delcev). Ta razlika je ključnega pomena, saj se delci PM2.5, ki so najnevarnejši delci, ko dosežejo alveole pljuč, merijo veliko natančneje s tem sistemom štetja na podlagi velikosti.
Tehnična montaža in upravljanje z energijo
Če se odločite za izdelavo, bodite zelo previdni pri napajalniku. Pogosta napaka je napajanje senzorja iz 3,3 V pina ESP32. Ventilator SPS30 ima na primer zagonski tok okoli 800 mA, kar lahko povzroči nenehen ponovni zagon mikrokrmilnika . V idealnem primeru bi morali uporabiti 5 V pretvornik za povečanje napetosti, ki bo napajal neposredno pin VIN ESP32 in senzor, s čimer boste zagotovili ustrezno napajanje naprave.
Da preprečite, da bi naprava vstopila v zanko padca napetosti, je zelo priporočljivo, da načrtujete postopni zagon . To vključuje najprej vklop zaslona, nekaj sekund čakanja, aktiviranje senzorja in šele nato vklop omrežja Wi-Fi. Poleg tega zmanjšanje moči prenosa Wi-Fi na 15 dBm pomaga preprečiti nenadne padce napetosti v bateriji 18650, ki bi lahko ogrozili stabilnost sistema.
Programska oprema, oblak in pametna opozorila
Na ravni kode je najbolj praktičen pristop uporaba MQTT za pošiljanje podatkov posredniku. Če se ne želite ukvarjati z lastnimi strežniki, vam platforme, kot je CircuitDigest Cloud, omogočajo ustvarjanje hitrih nadzornih plošč in, kar je najboljše, konfiguriranje samodejnih opozoril prek WhatsAppa . Predstavljajte si, da indeks kakovosti zraka preseže kritični prag in na telefon prejmete sporočilo, ki vas opozori, da je čas, da odprete okna.
Bistveno je, da indeks kakovosti zraka (AQI) prilagodite predpisom vaše države. Čile na primer uporablja ICAP, kjer vrednost 100 ustreza dnevnemu standardu PM2.5. Uporaba indijske ali ameriške lestvice je nesmiselna, če želite primerjati svoje podatke z uradnimi postajami v vašem mestu. Ustvariti morate matematično funkcijo, ki pretvarja mikrograme v lokalni indeks; sicer bo to le igrača. S tem ga boste spremenili v uporabno merilno orodje.
Praktični nasveti za enkapsulacijo
Senzorja ne postavljajte v kar tako zaprto škatlo. SPS30 potrebuje stalen pretok zraka, zato mora imeti ohišje dve dobro zasnovani odprtini : eno za dovod in eno za odvod zraka. Če uporabite samo eno odprtino, bo zrak krožil in odčitki bodo netočni. Prav tako ločite od senzorja vso elektroniko, ki ustvarja toploto (kot je regulator napetosti), saj vroč zrak spreminja relativno vlažnost in lahko izkrivlja rezultate navzdol, podobno kot se pretok zraka uravnava v ventilatorjih računalnika.
Za tiste, ki želijo optimizirati življenjsko dobo baterije, je ključnega pomena način globokega spanja . Namesto merjenja vsako sekundo lahko ESP32 programirate tako, da se zbudi vsakih petnajst minut, vzame vzorec, ga naloži v oblak in se vrne v stanje mirovanja. S tem trikom lahko baterija, ki bi običajno zdržala nekaj ur, zdrži več tednov brez polnjenja.
Z združevanjem ESP32 z vrhunskimi laserskimi senzorji lahko prostor spremenite v profesionalno nadzorovano okolje. Naj bo to z vizualno močjo Project Aura, preprostostjo AirGradient ali prilagojeno nastavitvijo z opozorili WhatsApp in optimizacijo energije, ključnega pomena je pretvorba nevidnih podatkov v konkretne ukrepe za izboljšanje zdravja dihal doma.
