Monitoreo doméstico del clima o el presupuesto de CO2, PM2.5, temperatura y humedad en ESP32 y Blynk

A pedido de los trabajadores de este tema , decidí hacer una instrucción general sobre cómo hacer un medidor de CO2 económico.



En esta revisión, no describiré el efecto "perjudicial" del CO2, así como la baja humedad, sobre el bienestar y la salud humanos. Además, no probaré que no puedas vivir sin este dispositivo. Ya se han escrito toneladas de artículos sobre esto, así como disputas en los comentarios. Intentaré describir de manera concisa la creación del dispositivo más económico, pero al mismo tiempo un dispositivo de medición, no un medidor de pantalla.



Además, para una máxima facilidad de repetición, en la revisión presentaré el firmware para ESP32 y el proyecto Blynk.



Para crear necesitamos los siguientes componentes:

• Sensor de CO2 Senseair S8 - $ 27.9
• Microcontrolador ESP32 Wi-Fi (modelo de 30 pines) - $ 3.2
• Sensor de temperatura, humedad y presión BME280 - $ 1.85 (opcional)
• Sensor de contaminación del aire PM2.5 PMSA003 - $ 14.9 (opcional)
• Una docena de cables cortos para conectarlos.

Los enlaces a vendedores específicos se dan, por ejemplo, seleccioné por el número de pedidos, ya que yo mismo hice un pedido en Taobao.



Todos los sensores han demostrado su eficacia durante mucho tiempo. Tienen muy buena precisión, excelente relación precio / calidad y presentan un mínimo de problemas durante la configuración y el funcionamiento. El mismo Senseair S8 se usa en los principales electrodomésticos AirVisual Pro de $ 300.



Haré una reserva de inmediato que en este caso no habrá dispositivo final. Dado que el apetito viene con la comida, también quería controlar la pureza del aire. El sensor de partículas PM2.5 acaba de llegar y luego diseñaré una carcasa impresa en 3D para toda esta economía. Además, quiero pedir bufandas impresas a los chinos para no ensuciar los cables. Pero cualquiera puede hacer un caso a su discreción, lo principal a recordar es que el aire debe pasar bien a través del gabinete, y el sensor de temperatura debe mantenerse alejado de todos los demás componentes, ya que se calientan y pueden sobreestimar la temperatura.

Como llegué a esto

Dispositivos de bricolaje en estos sensores en el carro de Internet y el carro pequeño. Pero por alguna razón, la mayoría de las personas están obsesionadas con crear, por así decirlo, soluciones independientes. Aquellos. una caja con sensores y una pantalla en la que se muestran las lecturas. Pero no estoy encantado con las pantallas de Nokia y cualquier simbólico 1604 y similares, tanto más me gustaría ver gráficos para analizar los cambios. Una buena pantalla IPS, en primer lugar, costará más que todos los sensores combinados, y en segundo lugar, puede requerir un controlador más potente y, en tercer lugar, requerirá jugar con una interfaz normal (dibujar los mismos gráficos).



Y como me dedico al desarrollo web, inmediatamente se me ocurrió la idea de separar "moscas de chuletas". Aquellos. los sensores solo recopilan datos y los envían al servidor. Bueno, desde el servidor podemos obtener estos datos en la forma requerida y para el dispositivo requerido. En su forma más simple, podemos simplemente mirar las lecturas, pero al mismo tiempo, podemos vincular fácilmente un dispositivo ejecutivo a estos datos (por ejemplo, encender la ventilación de suministro o abrir una ventana con un servoaccionamiento).

Blynk

Antes de hacer tu bicicleta. Decidí mirar las posibles soluciones listas para usar. Naturalmente, existen varios servicios para la recopilación de datos, seguimiento de personas , thingspeak , etc. Pero de alguna manera parecían demasiado engorrosos para mi caso. Varios sistemas de "casas inteligentes", que son capaces de trabajar con sensores, también van desde un cañón hasta gorriones.



Blynk atrajo en primer lugar con su diseño y buena documentación con ejemplos. Han pasado unos minutos para familiarizarse, y ahora el teléfono muestra la temperatura y la humedad con hermosos gráficos. Al final, se decidió detenerlo. Además, para Blynk, si lo desea, puede configurar un servidor local.



Así es como se ve la ventilación durante 10 minutos, en el modo de ventana inclinada (alrededor de las 0 en punto), luego el CO2 aumenta bastante rápido, a pesar de que ahora estoy solo en el apartamento.







Todo parece ir bien, el CO2 se redujo rápidamente a 410 ppm, pero el gráfico de PM2.5 aumentó 2,5 veces y la temperatura bajó 2 grados.

Precios

Si planea utilizar servidores Blynk. Esa visualización de todos esos gráficos que tengo no es del todo gratuita. En Blynk, cada widget colocado en la aplicación cuesta una cierta cantidad de energía de la batería.







En mi caso, se utilizan los siguientes widgets:

• Valor etiquetado 5 x 400
• 1 x calibre 300
• 3 x 900 SuperChart

Energía total 5000. Se da gratis 2000. Puedes comprar el que falta. La energía se compra una vez y se puede usar indefinidamente, y si elimina algún widget, la energía se devuelve en su totalidad. Y se puede reutilizar.



También puede instalar su propio servidor Blynk. O existen servidores Blynk alternativos casi sin límite.



Bueno, y otra opción, reemplazando Valor etiquetado con Visualización de valor, puede guardar 1000, además de eliminar uno o 2 gráficos. Un gráfico puede mostrar 4 indicadores.

Acerca de los sensores

Los sensores SenseAir S8 vienen en varias modificaciones muy diferentes. Para nuestros propósitos, la modificación 004-0-0053 es perfecta y la usé para mí. Tenga en cuenta que los sensores S8 están disponibles para uso industrial, tienen el mismo aspecto, pero para rangos significativamente mayores, por ejemplo, el modelo 004-0-0024 mide de 400 a 32000 ppm (pero al mismo tiempo la precisión es de ± 1000 ppm, el modelo 0053 tiene una precisión de ± 40 ppm), en casa 400-800 ppm es bueno, y más de 2000 ppm ya te sentirás muy mal.



Llamo su atención sobre el hecho de que los sensores de temperatura BME280 en forma de módulos listos para usar están disponibles para 3.3 V y 5 V. En nuestro caso, es necesario para 3.3 V.



Los sensores de polvo PM 2.5 también están disponibles en varias versiones: PMSA003-A (entrada y salida de aire por un lado) y PMSA003-C (entrada y salida por lados opuestos). Aquí, en principio, sin mucha diferencia, depende de lo conveniente que sea en el caso. También hay generaciones anteriores de este sensor PMS7003, PMS5003 (sin letras adicionales). También funcionarán y deberían funcionar con el firmware sin cambios, pero son más grandes. Para el sensor PMSA003, es recomendable comprar un adaptador, ya que hay una almohadilla de contacto con un paso de 1 mm, y es algo estresante soldar con cables.



En cuanto al módulo ESP32 en sí, esta es esencialmente la placa basada en ESP32 más barata. El firmware también debería funcionar en otras modificaciones, si los pines correspondientes están libres allí.

Conexión

El diagrama de conexión se ve así.

Al principio, quería cargarlo como bocetos para el IDE de Arduino. Pero luego tendré que decirte cómo usar este mismo Arduino. Por lo tanto, para aumentar el nivel de disponibilidad, decidí hacer un firmware listo para usar y agregar un administrador de WiFi.



En el primer arranque, o cuando no puede conectarse a la red, el dispositivo cambia al modo de punto de acceso y crea una red como esp32_eae234 (donde después de esp32 es una parte del número de serie del chip, es decir, será diferente).



Abre la lista de redes en su teléfono inteligente y se conecta a esta red. Después de eso, el teléfono le dirá que necesita abrir un navegador para conectarse (al igual que en varias redes WiFi de tiendas, cafés, etc.). Se abre una página en el navegador donde puede seleccionar la que desea de la lista de redes disponibles, ingresar la contraseña para ella y también ingresar el Token para Blynk.



Un proyecto para Blynk se puede clonar simplemente escaneando un código QR. Y en el futuro puede usarlo listo para usar o cambiarlo usted mismo.



El mismo firmware con instrucciones de instalación y códigos fuente se publicará más adelante. Me gustaría recibir comentarios sobre las funciones necesarias, bueno, y algunos voluntarios "para experimentos" para que puedas realizar una prueba beta cerrada, antes de ponerla en el dominio público. Si hay demanda, puedo organizar un sitio web para que se puedan publicar actualizaciones.

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PD

Por cierto, resultó que por qué PM 2.5 aumentó tanto durante la emisión, resulta que una vez más algo está ardiendo cerca de Kiev. Y ahora Kiev ha entrado en el top 10 de ciudades del mundo con el aire más sucio . Y sentí el olor a quemado mucho más tarde de lo que el sensor comenzó a mostrar. Por lo que también es útil señalar que ahora no es el momento de transmitir.



156 es la lectura en loros locales, y en PM 2.5 es 64 µg / m³.