Medir a qualidade do ar: 17 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Qualidade do ar e partículas finas: As partículas suspensas (denominadas "PM" para "Material particulado") são geralmente as partículas sólidas finas transportadas pelo ar (Wikipedia). As partículas finas penetram profundamente nos pulmões. Eles podem causar inflamação e piorar a saúde de pessoas com doenças cardíacas e pulmonares.

O dispositivo mede a taxa de presença de partículas PM10 e PM2,5

O termo "PM10" refere-se a partículas cujo diâmetro é inferior a 10 micrômetros. O termo "PM2,5" refere-se a partículas cujo diâmetro é inferior a 2,5 micrômetros.

O sensor:

Este sensor é baseado em um laser SDS011 PM2.5 / PM10 para medir com precisão e confiabilidade a qualidade do ar. Este laser confiável, rápido e preciso mede o conteúdo de partículas no ar entre 0,3 e 10 μm.

Restrições do projeto:

Dispositivo conectado por Wifi

Desempenho Wifi porque longe da base Wifi

Deve ser ativado apenas duas vezes por hora (limitação de consumo de energia e limitação de Wifi)

Ambiente impermeável

Monitore o nível de carga da bateria

Suprimentos

Etapa 1: componentes necessários

• Wemos D1 mini pro
• Sensor SDS011
• Relé Reed Celduc D31A3110 (ou equivalente PRME 15005, Edr0201 a0500, SIP1A05)
• Dois resistores: 470K, 100K
• Suporte de bateria Wemos ESP32
• Bateria 18650 2500 mAh
• Caixa elétrica ~ 6,2 x 3,5 x 2,3 pol (158 x 90 x 60 mm)
• Dois tubos angulares mais o tubo de encaixe (diâmetro ~ 0,63 pol. (16 mm))
• Tubo de PVC flexível (diâmetro ~ 0,47 pol. (12 mm))
• Cola de PVC
• Painel solar 5V 5W

• Hardware diverso: terminal de junção, placa de circuito impresso, interruptor, 2 parafusos, haste plana de alumínio de ~ 0,47 pol. (12 mm), suporte de relé

Programas:

• Software embutido Espeasy Mega (versão 20190619)
• Centralização de medidas no servidor Domoticz

Etapa 2: Eletrônica e Princípio de Operação:

O sensor de partículas é programado (de fábrica) para fornecer em um barramento I2C, após cerca de quinze segundos de operação, os valores medidos correspondentes a PM10 e PM2.5. Este sensor é controlado por um controlador do tipo ESP8266 equipado com mega software ESPEasy (Versão 20190626). O software deve ser atualizado previamente no controlador.

ESPEasy inclui um plugin capaz de interagir com o sensor SDS011 e coletar os valores medidos. Portanto, não haverá programação (ou muito pouco) a fazer, mas apenas a configuração.

Ele parte do princípio de uma medição a cada 30 minutos. Nesse ínterim, o sistema terá que entrar no modo de hibernação para limitar o consumo de energia. O ESP8266 nativamente tem uma configuração de suspensão. Para o sensor, que também inclui um dispositivo para dormir, vamos optar por um relé piloto Reed. Este relé será alimentado pelo ESP8266 quando for ativado (porta D1 do ESP8266). Assim, o consumo de energia do sistema será mínimo no modo de espera (da ordem de 20μA). O uso de um relé Reed tem a vantagem de ser controlado diretamente pelo ESP8266 (consome 10mA no máximo de 12mA recomendado por porta).

Para monitorar a tensão de alimentação do sistema, um divisor de tensão (resistores 100kO-470kO) fornecerá uma tensão entre 0 a 1 V (0 para 0 V e 1 para 5 V) na porta A0 do ESP8266. Esta porta aceita uma tensão máxima de 1V. O ESP8266 possui um conversor analógico / digital que fornece o valor lido (de 1 a 1024). Este valor será retransformado pelo ESP8266 em tensão de 0 a 5 V antes de ser transmitido para Domoticz.

Etapa 3: Configurações de Espeasy: Principal

Etapa 4: Configurações Espeasy: Controlador (domoticz)

Etapa 5: Configurações de Espeasy: Tarefa (monitoramento de tensão)

Etapa 6: Configurações de Espeasy: Tarefa (SDS011)

Etapa 7: Configurações de Espeasy: Regra

Em SDS011 # PM10 faça

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

Fim

On System # Wake do

GPIO, 5, 0

Fim

Sobre as Regras # Timer = 1 faço

sono profundo, 1800

Fim

Etapa 8: Configurações do Domoticz: controlador (fictício)

Etapa 9: Configurações do Domoticz: Dispositivos conectados

Etapa 10: Montagem do sensor na caixa

Etapa 11: placa de circuito

Etapa 12: Montagem final

Etapa 13: o sensor operacional

A haste metálica é fixada à carcaça e curvada para que possa ser facilmente engatada (varanda). O painel solar é fixado por meio de uma montagem que permite a rotação em dois eixos.

Etapa 14: Resultado das medições no Domoticz (três dispositivos)

Etapa 15: Resultado das medições em Domoticz (PM2.5)

Etapa 16: Resultado das medições em Domoticz (PM10)

Etapa 17: Conclusão:

Esta montagem não representa nenhuma dificuldade particular para pessoas com conhecimento em software Domoticz e ESPEasy. Pode medir efetivamente a presença de partículas finas perto de sua casa. Graças ao painel solar, será possível aumentar a frequência das medições se necessário. Esta montagem pode ser completada com sondas para medição de temperatura, umidade, pressão, CO2, etc.

Este projeto também está visível no meu site (multilíngue):