Clima doméstico ou monitoramento de orçamento de CO2, PM2,5, temperatura e umidade no ESP32 e Blynk

A pedido dos trabalhadores neste tópico , decidi fazer uma instrução geral sobre como fazer um medidor de CO2 de orçamento.



Nesta revisão, não descreverei o efeito “prejudicial” do CO2, bem como a baixa umidade, sobre o bem-estar e a saúde humanos. Além disso, não vou provar que você não pode viver sem este dispositivo. Toneladas de artigos já foram escritos sobre isso, assim como disputas nos comentários. Vou tentar descrever de forma concisa a criação do dispositivo mais orçamentário, mas ao mesmo tempo um dispositivo de medição, não um medidor de display.



Além disso, para facilitar ao máximo a repetição, na análise irei apresentar o firmware para ESP32 e o projeto Blynk.



Para criar, precisamos dos seguintes componentes:

• Sensor de CO2 Senseair S8 - $ 27,9
• Microcontrolador ESP32 Wi-Fi (modelo de 30 pinos) - $ 3,2
• Sensor de temperatura, umidade e pressão BME280 - $ 1,85 (opcional)
• Sensor de poluição do ar PM2.5 PMSA003 - $ 14,9 (opcional)
• Uma dúzia de fios curtos para conectá-los.

Links para vendedores específicos são fornecidos, por exemplo, eu selecionei pelo número de pedidos, já que eu mesmo fiz o pedido no Taobao.



Todos os sensores provaram ser bons há muito tempo. Eles têm uma precisão muito boa, uma excelente relação preço / qualidade e oferecem o mínimo de problemas durante a configuração e operação. O mesmo Senseair S8 é usado nos principais eletrodomésticos AirVisual Pro de US $ 300.



Vou fazer uma reserva de imediato que neste caso não haverá dispositivo final. Já que o apetite vem com a comida, e eu também queria monitorar a pureza do ar. O sensor de partículas PM2.5 acabou de chegar, e mais tarde vou projetar uma caixa impressa em 3D para toda essa economia. Além disso, quero pedir lenços estampados dos chineses para não mexer com fios. Mas qualquer pessoa pode argumentar a seu critério, o principal a lembrar é que o ar deve passar bem pela caixa e o sensor de temperatura deve ser mantido afastado de todos os outros componentes, pois eles aquecem e podem superestimar a temperatura.

Como eu cheguei nisso

Dispositivos DIY nesses sensores no vagão de internet e carrinho pequeno. Mas, por algum motivo, a maioria das pessoas tem a fixação de criar, por assim dizer, soluções autônomas. Essa. uma caixa com sensores e uma tela na qual as leituras são exibidas. Mas não estou encantado com telas da Nokia e qualquer 1604 simbólico e semelhantes, ainda mais gostaria de ver gráficos para analisar as mudanças. Uma boa tela IPS, em primeiro lugar, vai custar mais do que todos os sensores combinados e, em segundo lugar, pode exigir um controlador mais potente e, em terceiro lugar, vai exigir mexer em uma interface normal (desenhar os mesmos gráficos).



E como estou engajado no desenvolvimento web, imediatamente tive a ideia de separar "moscas de costeletas". Essa. os sensores apenas coletam dados e os enviam ao servidor. Bem, do servidor podemos obter esses dados na forma exigida e para o dispositivo necessário. Em sua forma mais simples, podemos apenas olhar as leituras, mas ao mesmo tempo, podemos facilmente vincular um dispositivo executivo a esses dados (por exemplo, ligando a ventilação de alimentação ou abrindo uma janela com um servo drive).

Blynk

Antes de fazer sua bicicleta. Decidi examinar as possíveis soluções prontas. Naturalmente, existem vários serviços de coleta de dados, People's Monitoring , Thingspeak , etc. Mas de alguma forma eles pareciam muito pesados ​​para o meu caso. Vários sistemas de "casas inteligentes", que funcionam com sensores, vão desde canhões a pardais.



Blynk, em primeiro lugar, atraiu com seu design e boa documentação com exemplos. Alguns minutos se passaram para familiarização e agora o telefone exibe temperatura e umidade com belos gráficos. No final, decidiu-se parar por aí. Além disso, para Blynk, se desejar, você pode configurar um servidor local.



É assim que fica a arejamento durante 10 minutos, no modo de janela inclinada (por volta das 0 horas), depois o CO2 sobe muito rapidamente, apesar de já estar sozinho no apartamento.







Tudo parece estar bem, o CO2 caiu rapidamente para 410 ppm, mas o gráfico do PM2,5 aumentou 2,5 vezes e a temperatura caiu 2 graus.

Preços

Se você está planejando usar servidores Blynk. Essa exibição de todos os gráficos que tenho não é totalmente gratuita. Em Blynk, cada widget colocado no aplicativo custa uma certa quantidade de energia da bateria.







No meu caso, os seguintes widgets são usados:

• 5 x 400 valor rotulado
• 1 x 300 calibre
• 3 x 900 SuperChart

Energia total de 5.000. É oferecido gratuitamente 2000. Você pode comprar o que está faltando. A energia é comprada uma vez e pode ser usada indefinidamente. Se você excluir algum widget, a energia retorna por completo. E pode ser reutilizado.



Você também pode instalar seu próprio servidor Blynk. Ou existem servidores Blynk alternativos quase sem limite.



Bem, e outra opção, substituindo Labeled Value com Value Display, você pode salvar 1000, além de remover um ou 2 gráficos. Um gráfico pode exibir 4 indicadores.

Sobre sensores

Os sensores SenseAir S8 vêm em várias modificações muito diferentes. Para nossos propósitos, a modificação 004-0-0053 é perfeita e eu a usei para mim mesmo. Observe que os sensores S8 estão disponíveis para uso industrial, eles têm a mesma aparência, mas para faixas significativamente maiores, por exemplo, o modelo 004-0-0024 mede de 400 a 32000 ppm (mas ao mesmo tempo a precisão é de ± 1000 ppm, o modelo 0053 tem uma precisão de ± 40 ppm), em casa 400-800 ppm é bom, e mais de 2.000 ppm você já se sentirá muito mal.



Chamo a atenção para o fato de que os sensores de temperatura BME280 na forma de módulos prontos estão disponíveis para 3,3 V e 5 V. No nosso caso, é necessário para 3,3 V.



Os sensores de poeira PM 2.5 também estão disponíveis em várias versões: PMSA003-A (entrada e saída de ar por um lado) e PMSA003-C (entrada e saída por lados opostos). Aqui, em princípio, sem muita diferença, depende de quão conveniente será no caso. Existem também gerações mais antigas deste sensor PMS7003, PMS5003 (sem letras adicionais). Eles também funcionarão e deverão funcionar com o firmware inalterado, mas são maiores. Para o sensor PMSA003, é aconselhável comprar um adaptador, visto que existe uma almofada de contato com passo de 1 mm, e é um pouco estressante soldar com fios.



Quanto ao módulo ESP32 em si, esta é essencialmente a placa baseada em ESP32 mais barata. O firmware deve funcionar em outras modificações também, se os pinos correspondentes estiverem livres.

Conexão

O diagrama de conexão é semelhante a este.

No início, eu queria fazer o upload como esboços para o IDE do Arduino. Mas então terei que dizer a você como usar esse mesmo Arduino. Portanto, para aumentar o nível de disponibilidade, decidi fazer um firmware pronto e adicionar um gerenciador de WiFi.



Na primeira inicialização, ou quando não consegue se conectar à rede, o dispositivo muda para o modo de ponto de acesso e cria uma rede como esp32_eae234 (onde depois de esp32 é uma parte do número de série do chip, ou seja, será diferente).



Você abre a lista de redes em seu smartphone e se conecta a esta rede. Depois disso, o telefone dirá que você precisa abrir um navegador para se conectar (assim como em várias redes WiFi de lojas, cafés, etc.). Uma página é aberta no navegador onde você pode selecionar aquela que deseja na lista de redes disponíveis, inserir a senha para ela e também inserir o Token para Blynk.



Um projeto para Blynk pode ser clonado simplesmente digitalizando um código QR. E, no futuro, você pode usá-lo já pronto ou alterá-lo por conta própria.



O mesmo firmware com instruções de instalação e códigos-fonte será publicado posteriormente. Eu gostaria de obter feedback sobre as funções necessárias, bem, e alguns voluntários "para experimentos" para que você possa conduzir um teste beta fechado, antes de colocá-lo em domínio público. Se houver demanda, posso organizar um site para que as atualizações possam ser publicadas.

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PS

A propósito, descobriu-se por que o PM 2.5 aumentou tanto durante a exibição, acontece que mais uma vez algo está queimando perto de Kiev. E agora Kiev entrou no top 10 de cidades do mundo com o ar mais sujo . E eu senti o cheiro de queimado muito mais tarde do que o sensor começou a mostrar. Portanto, também é útil sinalizar que agora não é hora de ir ao ar.



156 é a leitura em papagaios locais, e no PM 2.5 é 64 µg / m³.