Zaloguj się
Wszystkie
30 maja 2023
261
CO2-Guard to projekt DIY do monitorowania powietrza w pomieszczeniach i oceny jego jakości na podstawie stężenia dwutlenku węgla (Indoor Air Quality, IAQ). Urządzenie wykorzystuje czujnik niedyspersyjnej absorbcji podczerwieni (NDIR) i wyświetla jakość powietrza w pięciu zakresach na potrójnej skali LED. Dodatkowo, jeśli stężenie CO2 jest niedopuszczalnie wysokie, włącza się alarm. Istnieje możliwość przesłania zmierzonych wartości przez Wi-Fi (wartość CO2 i temperatura) do platformy analitycznej ThingSpeak IoT i graficznej oceny danych.
Istnieje wiele czynników wpływających na jakość powietrza, ale stężenie CO2 w pomieszczeniu jest jednym z nich, który jest odczuwalny niemal natychmiast. Zbyt wysokie stężenie tego gazu powoduje zmęczenie, utratę koncentracji, a nawet mdłości, nie wspominając o trwałych negatywnych skutkach, jeśli w Twoim otoczeniu jest zdecydowanie za dużo CO2. To ostatnie jest (miejmy nadzieję!) mało prawdopodobne w domu lub biurze, ale nasz CO2-Guard może dać Ci w porę wskazówkę, aby przewietrzyć pomieszczenie.
Obwód
Sercem jest MOD2, czyli Wemos D1 Mini, który jest modułem Wi-Fi opartym na ESP8266EX z 4-MB pamięci programu flash. Zbiera on dane z czujnika CO2 MH-Z19C (MOD1) poprzez programowy UART, napędza trzy diody LED sygnalizujące poziom CO2 (LED1...3) oraz steruje buzerem BZ1, który służy jako alarm akustyczny, gdy poziom CO2 jest nieakceptowalnie wysoki. CO2-Guard jest zasilany przez złącze micro-USB modułu Wemos, przy użyciu standardowego zasilacza sieciowego 5 VDC. To napięcie zasilania jest kierowane do pinu 9 MOD2 przez wewnętrzną diodę i bezpiecznik, oraz do stabilizatora napięcia 3,3 V. Wyjście tego stabilizatora LDO jest używane do wewnętrznego zasilania samego modułu Wemos i jest również podłączone do pinu 8 modułu. Napięcie 3,3 V może być wykorzystane do zasilania miniaturowego wentylatora podłączonego do K1, co omówimy później. Wyjście 5 V z MOD2 jest używane do zasilania czujnika CO2 oraz do dodatkowej diody LED wewnątrz przełącznika S1, która wskazuje, że połączenie Wi-Fi jest aktywne. Zasilanie to może być również podłączone do K1 (poprzez R6) jako alternatywne źródło zasilania dla wentylatora. Przycisk S1 może uruchomić czujnik CO2 w celu rozpoczęcia automatycznej kalibracji.
Zasilanie wentylatora
W tym projekcie wentylator nie jest używany do chłodzenia, ale do przepływu powietrza obok czujnika. Chociaż wydaje się oczywiste, aby zasilać wentylator jego nominalnym napięciem 5 V, to jednak w sytuacji, gdy maksymalny przepływ powietrza nie jest najważniejszą kwestią projektową – jak w tym projekcie – dobrym pomysłem może być zminimalizowanie hałasu tego urządzenia poprzez zmniejszenie przepływu powietrza przy obniżonym napięciu zasilania. W przypadku naszego CO2-Guarda możemy to zrealizować na kilka sposobów.
Szyna zasilająca 3,3 V modułu Wemos jest zasilana przez stabilizator Low Drop Out (LDO) w obudowie SOT23-5. Maksymalny prąd wyjściowy tego LDO jest ograniczony do 150 mA ze względu na rodzaj jego obudowy. Znaczna część prądu wyjściowego jest wykorzystywana przez układ ESP8266 samego modułu Wemos D1 Mini. Przeciążenie LDO może spowodować niestabilność ESP8266 i tym samym losowe awarie. Aby nie przeciążać stabilizatora 3,3 V, na płytce PCB CO2 Guard znajduje się opcja podłączenia wentylatora do napięcia 5 V poprzez rezystor (R6, na płytce jest miejsce dla typu 1 W). Pozwala to jeszcze bardziej ograniczyć przepływ powietrza i co ważniejsze hałas. Należy pamiętać, że wentylatory pracujące przy niższym napięciu niż to, do którego są przeznaczone, mają problemy z uruchomieniem lub nie uruchamiają się w ogóle. Jeśli wentylator powinien być podłączony bezpośrednio do 5 V, można użyć zworki na miejscu R6.
Pozostałe elementy
Brzęczyk jest również zasilany napięciem 5 V. Wysoki poziom wyjściowy I/O układu D1 Mini wynosi 3,3 V, więc aby wyłączyć brzęczyk, do bazy tranzystora PNP T1 jest podłączony dzielnik napięcia R4/R7. Niektóre buzery mają charakter indukcyjny i mogą wytwarzać impulsy napięcia, zwłaszcza przy wyłączaniu. Dioda D1 zapobiega uszkodzeniu tranzystora przez takie impulsy. Płytka posiada otwory dla montażu buzerów o skoku 6,5 mm i 7,62 mm.
Przełącznik, który zastosowaliśmy w S1, posiada wskaźnik optyczny w postaci niebieskiego pierścienia. Do diody LED znajdującej się wewnątrz przełącznika nie jest potrzebny żaden zewnętrzny rezystor. Piny z oznaczeniami + i – na płytce, obok dwóch pinów dla przełącznika, służą do podłączenia diody LED. Cztery przewody podłącza się do czterodrożnych pinów złącza S1 (lub lutuje bezpośrednio do PCB). Oczywiście można też zastosować osobny przełącznik i diodę LED, R5 określa wtedy prąd diody LED i trzeba zmodyfikować projekt płyty czołowej, aby zmieścić ten wskaźnik optyczny. Przy zastosowaniu przełącznika przepisanego z listy komponentów, R5 nie jest potrzebny i należy go zastąpić przewodem zworki.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
