Czujniki smogu dla Skierniewic

Płytka prototypowa z ESP8266

Czujnik pyłów SDS011

Czujnik temperatury, wilgotności względnej
i ciśnienia atmosferycznego BME280

Komponenty w puszce Pawbol S-BOX 106

Czujnik zamknięty w obudowie oraz zasilacz

Budowa czujnika smogu

Czujnik pyłu zawieszonego projektu Luftdaten zbudowany jest z:

Budowa czujnika jest opisana dokładnie na stronie projektu.

Oprogramowanie czujnika jest dostępne w serwisie Github.

Własnoręczna budowa czujnika

Jeśli chciałbyś samodzielnie zbudować czujnik poniżej rozpisałem BOM (bill of materials) mojej wersji:

Całość to około 98 złotych. Można zrezygnować z modułu BME280 (oraz 4 przewodów goldpin), aby zejść w okolice 90 złotych, jeśli funkcja stacji pogodowej jest zbędna.

Podłączanie czujnika do sieci bezprzewodowej

Po podłączeniu do zasilania, jeśli czujnik nie jest w stanie zalogować się do sieci WiFi, do której był wcześniej podłączony, przechodzi w tryb pracy, jako punkt dostępowy. Umożliwia to podłączenie do rozgłaszanej tymczasowo sieci bezprzewodowej bezpośrednio z telefonu komórkowego i skonfigurowanie nowej sieci WiFi.

Sieci WiFi czujników mają nazwy airRohr-<numer> lub Feinstaubsensor-<numer>.

Rozwiązywanie problemów z połączeniem bezprzewodowym

Jeśli czujnik nie może się podłączyć do sieci bezprzewodowej, to po chwili od podłączenia zasilania, powinien wejść w tryb pracy jako punkt dostępu. Ten punkt dostępu jest aktywny tylko przez kilka minut, potem zostaje wyłączony i urządzenie pozostaje nieaktywne. Jeśli zasilanie zostanie odłączone na 30 sekund i podłączone ponownie, to czujnik albo zaloguje się do WiFi, albo pojawi się jako nowy punkt dostępu. W tym drugim przypadku, trzeba powtórzyć kroki związane z podłączeniem go do domowej sieci WiFi.

Czujnik obsługuje wyłącznie sieci w paśmie 2.4GHz i nie może połączyć się do WiFi w paśmie 5.8GHz. Jeśli domowa sieć rozgłasza dwa SSID, czujnik należy podłączyć do tej, która pracuje na 2.4GHz.

Czujnik nie obsługuje Wireless Multimedia Extensions (WMM), jeśli sieć domowa ma opcję wyłączenia WMM to także należy ją wyłączyć, gdyż domowy router może blokować klientów, którzy tego nie obsługują.

W przypadku nowoczesnych sieci bezprzewodowych należy włączyć tryb zgodności ze starszymi urządzeniami. W przypadku sieci IEEE 802.11n i nowszych należy pozostawić włączoną zgodność z urządzeniami 802.11b oraz automatyczne wybieranie szerokości kanałów (może to nazywać się np. mode: 802.11b/g/n mixed oraz channel width: auto).

Montaż czujnika

Najlepszy sposób na montaż czujnika to zawieszenie pionowo, rurkami w dół, na wysokości 2m nad ziemią, po północnej stronie budynku, w miejscu, w którym nie będzie narażony na zalanie przez deszcz ani ogrzewanie przez bezpośrednio padające promienie słoneczne. Czujnik może być umieszczony od strony ulicy lub ogrodu. Podczas dodawania czujnika do mapy można dodać informację z której strony zamontowano czujnik oraz na jakiej wysokości.

Oczywiście takie umieszczenie czujnika nie zawsze jest możliwe, dlatego obudowa czujnika powinna dawać mu pewną odporność na deszcz. Czujnik może być także zamontowany poziomo, wężykami w bok (końce wężyków muszą być nadal skierowane w dół). Możliwe jest np.ustawienie czujnika na parapecie i przeprowadzenie płaskiego przewodu zasilającego przez okno (uszczelki okna powinny być na tyle elastyczne).

Jeśli czujnik będzie zamontowany pionowo, wężykami w dół, wężyki można w razie potrzeby skrócić.

W przypadku montażu po południowej stronie budynku, albo w miejscu nasłonecznionym, wskazania temperatury i wilgotności mogą być przekłamane.

Umieszczenie czujnika na mapie

Aby umieścić czujnik na mapie i rozpocząć przesyłanie danych do systemu Luftdaten konieczne są następujące dane:

Informacje te możesz wysłać mi mailem.

Alternatywnie możesz założyć konto pod adresem devices.sensor.community/register i podać mi login. Przeniosę czujnik na twoje konto i będziesz mógł sam ustawić te parametry.

Luftdaten nie publikuje dokładnego położenia czujnika, jeśli użytkownik tego sobie nie życzy.

Odczytywanie wyników pomiarów

Po skonfigurowaniu czujnika możemy bezpośrednio odczytać wartości z jego interfejsu użytkownika. Gdy czujnik jest skonfigurowany do pracy w systemie Luftdaten możemy użyć aplikacji Kanarek na Androida i IOS, albo strony WWW pod adresem maps.sensor.community.

Konfigurowanie czujnika podłączonego do sieci WiFi

Gdy czujnik jest podłączony do sieci WiFi, a chcemy zmienić jego konfigurację możemy połączyć się z interfejsem WWW czujnika (port 80, protokół HTTP bez SSL/TLS). Jedynym problemem może być ustalenie aktualnego adresu IP czujnika. Możemy to sprawdzić w interfejsie administracyjnym domowego routera w sekcji aktywnych klientów usługi DHCP (ang. Active DHCP Leases). Alternatywnie możemy przeskanować sieć w poszukiwaniu czujnika np. za pomocą programu Network Analyzer (Android, IOS): opcja LAN Scan.

Integracja z systemami Smart Home

Kilka systemów Smart Home posiada możliwość integracji z sensorami Luftdaten:

Zużycie energii elektrycznej

Napięcie zasilania urządzenia wynosi 5V. Przeciętny pobór prądu w trybie oczekiwania to 0,09A, co przekłada się na moc 0,43W. Podczas pomiaru pobór prądu rośnie do 0,15A, a moc do 0,78W. W domyślnej konfiguracji pomiary wykonywane są co 145 sekund.

Dobowe zapotrzebowanie na energię elektryczną to około 12 Wh. Zakładając, że urządzenie będzie działać przez 365 dni bez przerwy to zużyje 4,38 kWh. Przyjmując cenę 1 kWh jako 68 groszy, roczny koszt energii elektrycznej wyniesie 2,98 zł. Zakładając, że urządzenie jest podłączone do zasilacza USB o bardzo niskiej sprawności, wynoszącej 60%, koszt ten rośnie do niecałych 5 złotych rocznie.

Działające czujniki

Aktualnie działają następujące czujniki pyłu:

Oprócz tego w mieście znajduje się jeszcze jeden czujnik smogu sieci Luftdaten (ul. Zwierzyniecka), jeden czujniki LookO2 (ul. Królowej Marysieńki) oraz czujnik Airly (ul. Dworcowa; raczej nieczynny).

Linki związane ze skierniewickim smogiem