Günümüzde zamanımızın çoğunu kapalı mekanlarda geçiriyoruz ve gerçek şu ki, iç mekan havası dış mekan havasından çok daha kirli olabiliyor . İster odun sobalarından, ister yemek pişirmekten, isterse de yetersiz havalandırmadan kaynaklansın, görünmez parçacıklarla dolu havayı solumak sonunda sağlığımızı olumsuz etkiliyor. Neyse ki, açık kaynaklı elektronikler sayesinde, oturma odalarımızda tam olarak ne soluduğumuzu bilmek için artık endüstriyel ekipmanlara servet harcamamıza gerek yok.
Projenin beyni olarak bir ESP32 kullanarak , sadece havanın "kötü" olup olmadığını söylemekle kalmayıp, aynı zamanda parçacıkların ve zararlı gazların kütlesini de analiz eden süper güçlü bir izleme istasyonu kurabiliriz. Minimalist projelerden, bilim kurgu filminden fırlamış gibi görünen dokunmatik ekranlara kadar, ESP32 ile diğer programlanabilir robotların oluşturulmasına benzer şekilde, aşırı karmaşıklık olmadan çevresel sağlıklarını kontrol altına almak isteyen herkes için olasılıklar çok büyük.
Referans projeler: Aura ve AirGradient ONE
İlham arıyorsanız, iki çok net yol var. Bir yandan, 4,3 inçlik IPS dokunmatik ekrana sahip bir ESP32-S3 kullanan, kendin yap (DIY) bir güç merkezi olan Project Aura var . Aura'nın en şaşırtıcı özelliği, PM1'den PM10'a, CO2'ye ve uçucu organik bileşiklere (VOC'ler) kadar her şeyi ölçebilen Sensirion SEN66 sensörünü kullanmasıdır. Hatta neredeyse hiç kimsenin yapmadığı bir şey olan SFA30 formaldehit sensörünü eklemenize bile olanak tanıyarak, eğitim kurumları veya çok talepkar evler için neredeyse profesyonel bir araç haline getiriyor.
Diğer tarafta ise, açık kaynak kodlu yazılımların altın standardı olarak kabul edilebilecek AirGradient ONE yer alıyor . Çok daha kompakt olan bu sistem, partiküller için PMS5000 ve CO2 için Senseair S8 gibi oldukça güvenilir sensörlerin yanı sıra bir ESP32-C3 kullanıyor. Aura büyük ölçekli yerel görselleştirmeye odaklanırken, AirGradient modüler hassasiyet ve sadeliğe öncelik veriyor; bu da onu, her şeyi ESPHome kullanarak bir Home Assistant kontrol paneline entegre etmeyi veya eski bir Kindle'ı akıllı bir kontrol paneline dönüştürmeyi tercih edenler için ideal bir seçim haline getiriyor.
Ölçümün özü: Lazer sensörler ve ucuz sensörler
İşte birçok insanın hata yaptığı nokta burası. Temelde bir ışık huzmesinin ne kadar engellendiğini ölçen ucuz toz sensörleri (DSM501A gibi) var. Bunlar size "kirliyim" diyor, ancak size gerçek bir veri sağlamıyorlar. Buna karşılık, Sensirion SPS30 veya PMS5003 gibi lazer sensörleri, tek tek parçacıkları saymak ve kütlelerini mikrogram/metreküp (µg/m³) cinsinden hesaplamak için ışık saçılımını kullanır.
Lazer sensör sayesinde soba dumanı (çok sayıda ultra ince parçacık) ile inşaat tozu (az sayıda ancak çok ağır parçacık) arasında ayrım yapabilirsiniz . Bu fark hayati önem taşır çünkü akciğerlerin alveollerine ulaştıklarında en tehlikeli parçacıklar olan PM2.5, bu boyut tabanlı sayım sistemi kullanılarak çok daha doğru bir şekilde ölçülür.
Teknik montaj ve enerji yönetimi
Eğer böyle bir cihaz yapmaya karar verirseniz, güç kaynağı konusunda çok dikkatli olun. Sık yapılan bir hata, sensörü ESP32'nin 3,3V pininden beslemektir. Örneğin, SPS30'un fanı yaklaşık 800mA'lık bir başlangıç akımı tepe noktasına sahiptir ve bu da mikrodenetleyicinin sürekli olarak yeniden başlatılmasına neden olabilir . İdeal olarak, ESP32'nin VIN pinini ve sensörü doğrudan beslemek için 5V'luk bir yükseltici dönüştürücü kullanmalısınız, böylece cihaz için uygun bir güç kaynağı sağlanmış olur.
Cihazın voltaj düşüşü döngüsüne girmesini önlemek için kademeli önyükleme planlanması şiddetle tavsiye edilir. Bu, önce ekranı açmayı, birkaç saniye beklemeyi, sensörü etkinleştirmeyi ve ancak ondan sonra Wi-Fi'yi açmayı içerir. Ek olarak, Wi-Fi iletim gücünü 15 dBm'ye düşürmek , sistem kararlılığını tehlikeye atabilecek 18650 pilindeki ani voltaj düşüşlerini önlemeye yardımcı olur.
Yazılım, Bulut ve Akıllı Uyarılar
Kod seviyesinde en pratik yaklaşım, verileri bir aracıya göndermek için MQTT kullanmaktır. Kendi sunucularınızla uğraşmak istemiyorsanız, CircuitDigest Cloud gibi platformlar hızlı gösterge panoları oluşturmanıza ve en önemlisi WhatsApp üzerinden otomatik uyarılar yapılandırmanıza olanak tanır . Hava kalitesi endeksinin kritik bir eşiği aştığını ve telefonunuza pencereleri açmanız gerektiğine dair bir uyarı mesajı aldığınızı hayal edin.
Hava Kalitesi Endeksi'ni (AQI) ülkenizin düzenlemelerine uyarlamak çok önemlidir. Örneğin, Şili, PM2.5 için günlük standardın 100'e karşılık geldiği ICAP'ı kullanmaktadır. Verilerinizi şehrinizdeki resmi istasyonlarla karşılaştırmak istiyorsanız, Hint veya Amerikan ölçeğini kullanmak anlamsızdır. Mikrogramları yerel endekse çeviren matematiksel bir fonksiyon oluşturmanız gerekir; aksi takdirde, bu sadece bir oyuncaktan ibaret olacaktır. Bunu yaparak, onu kullanışlı bir ölçüm aracına dönüştüreceksiniz.
Kapsülleme için pratik ipuçları
Sensörü herhangi bir kapalı kutuya koymayın. SPS30 sürekli hava akışına ihtiyaç duyar, bu nedenle kutunun iki iyi tasarlanmış açıklığı olmalıdır : biri giriş, diğeri çıkış için. Sadece bir delik kullanırsanız, hava yeniden dolaşır ve okumalar yanlış olur. Ayrıca, ısı üreten elektronik bileşenleri (voltaj regülatörü gibi) sensörden ayırın, çünkü sıcak hava bağıl nemi değiştirir ve sonuçları aşağı doğru çarpıtabilir; bu durum , bilgisayar fanlarındaki hava akışının yönetilmesine benzer.
Pil ömrünü optimize etmek isteyenler için anahtar nokta derin uyku modudur . Her saniyeyi ölçmek yerine, ESP32'yi her on beş dakikada bir uyanacak, örnek alacak, buluta yükleyecek ve tekrar uykuya geçecek şekilde programlayabilirsiniz. Bu yöntemle, normalde birkaç saat dayanacak bir pil, şarj edilmeye gerek kalmadan birkaç hafta dayanabilir.
ESP32'yi üst düzey lazer sensörlerle birleştirmek, bir alanı profesyonelce izlenen bir ortama dönüştürmenizi sağlar. İster Project Aura'nın görsel gücü, ister AirGradient'in sadeliği, ister WhatsApp uyarıları ve enerji optimizasyonu içeren özel bir kurulum olsun, asıl önemli olan görünmez verileri evde solunum sağlığını iyileştirmek için somut eylemlere dönüştürmektir.
