Измерение качества воздуха: 17 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Качество воздуха и мелкие частицы: взвешенные частицы (обозначаемые «PM» для «твердых частиц») обычно представляют собой мелкие твердые частицы, переносимые воздухом (Википедия). Мелкие частицы проникают глубоко в легкие. Они могут вызвать воспаление и ухудшить здоровье людей с заболеваниями сердца и легких.

Устройство измеряет уровень присутствия частиц PM10 и PM2,5.

Термин «PM10» относится к частицам, диаметр которых составляет менее 10 микрометров. Термин «PM2,5» относится к частицам, диаметр которых составляет менее 2,5 мкм.

Датчик:

Этот датчик основан на лазере SDS011 PM2.5 / PM10 для точного и надежного измерения качества воздуха. Этот надежный, быстрый и точный лазер измеряет содержание частиц в воздухе от 0,3 до 10 мкм.

Ограничения проекта:

Устройство, подключенное к Wi-Fi

Производительность Wi-Fi, потому что далеко от базы Wi-Fi

Необходимо активировать только два раза в час (ограничение энергопотребления и ограничение Wi-Fi)

Водонепроницаемая среда

Следите за уровнем заряда аккумулятора

Запасы

Шаг 1. Необходимые компоненты

• Wemos D1 mini pro
• Датчик SDS011
• Герконовое реле Celduc D31A3110 (или эквивалентное PRME 15005, Edr0201 a0500, SIP1A05)
• Два резистора: 470К, 100К
• Держатель аккумулятора Wemos ESP32
• Аккумулятор 18650 2500 мАч
• Электрическая коробка ~ 6,2x3,5x2,3 дюйма (158x90x60 мм)
• Две угловые трубки плюс патрубок (диаметр ~ 0,63 дюйма (16 мм))
• Гибкая трубка из ПВХ (диаметр ~ 0,47 дюйма (12 мм))
• Клей ПВХ
• Солнечная панель 5V 5W

• Разное оборудование: соединительная клемма, печатная плата, переключатель, 2 винта, алюминиевый плоский стержень ~ 0,47 дюйма (12 мм), опора реле

Программное обеспечение:

• Встроенное программное обеспечение Espeasy Mega (версия 20190619)
• Централизация мероприятий на сервере Domoticz

Шаг 2: Электроника и принцип работы:

Датчик частиц запрограммирован (на заводе-изготовителе) для подачи по шине I2C примерно через пятнадцать секунд работы измеренных значений, соответствующих PM10 и PM2,5. Этот датчик управляется контроллером типа ESP8266, оснащенным мега программным обеспечением ESPEasy (Версия 20190626). Программное обеспечение необходимо предварительно прошить в контроллере.

ESPEasy включает плагин, способный взаимодействовать с датчиком SDS011 и собирать измеренные значения. Следовательно, не будет никакого программирования (или очень мало), а будет только настройка.

Он начинается с измерения каждые 30 минут. Тем временем система должна будет перейти в спящий режим, чтобы ограничить потребление энергии. ESP8266 изначально имеет настройку сна. Для датчика, который также включает устройство для сна, мы выберем пилотное реле Reed. Это реле будет получать питание от ESP8266, когда оно проснется (порт D1 ESP8266). Таким образом, энергопотребление системы в спящем режиме будет минимальным (порядка 20 мкА). Преимущество использования реле Reed заключается в том, что он управляется напрямую ESP8266 (потребляет 10 мА при максимальном рекомендуемом 12 мА на порт).

Чтобы контролировать напряжение питания системы, делитель напряжения (резисторы 100 кОм-470 кОм) будет подавать напряжение от 0 до 1 В (0 для 0 В и 1 для 5 В) на порт A0 ESP8266. Этот порт принимает максимальное напряжение 1 В. ESP8266 оснащен аналого-цифровым преобразователем, который обеспечивает считываемое значение (от 1 до 1024). Это значение будет повторно преобразовано ESP8266 в напряжение от 0 до 5 В перед передачей в Domoticz.

Шаг 3: Настройки Espeasy: Главное

Шаг 4: Espeasy Setings: Controler (domoticz)

Шаг 5: Настройки Espeasy: Задача (мониторинг напряжения)

Шаг 6: Настройки Espeasy: Задача (SDS011)

Шаг 7: настройки Espeasy: правило

На SDS011 # PM10 делаем

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=63&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM10]

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=62&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM25]

gpio, 5, 1

timerSet, 1, 5

заканчивается в

В системе # Пробуждение сделать

gpio, 5, 0

заканчивается в

По правилам # Timer = 1 делать

глубокий сон, 1800

заканчивается в

Шаг 8: Настройки Domoticz: Контроллер (фиктивный)

Шаг 9: Настройки Domoticz: подключенные устройства

Шаг 10: Установка датчика в коробку

Шаг 11: монтажная плата

Шаг 12: Окончательная сборка

Шаг 13: рабочий датчик

Металлический стержень прикреплен к корпусу и изогнут так, чтобы его можно было легко зацепить (балкон). Солнечная панель фиксируется с помощью крепления, допускающего вращение по двум осям.

Шаг 14: Результат измерений в Domoticz (три устройства)

Шаг 15: Результат измерений в Domoticz (PM2,5)

Шаг 16: Результат измерений в Domoticz (PM10)

Шаг 17: Заключение:

Эта сборка не представляет особых трудностей для людей со знаниями в области программного обеспечения Domoticz и ESPEasy. Она может эффективно измерять наличие мелких частиц рядом с вашим домом. Благодаря солнечной панели можно будет при необходимости увеличить частоту измерений. Эта сборка может быть укомплектована датчиками для измерения температуры, влажности, давления, CO2 и т. Д.

Этот проект также виден на моем сайте (многоязычный):