Что нам поведает датчик СО2

31

Всем привет.Уже более трёх лет занимаюсь темой качества воздуха, уж очень меня эта тема задевает, когда дело касается продолжительной и сосредоточенной работы.Хотелось бы и сообщество поближе познакомить с данной важной составляющей…, и прежде всего это важно для здорового состояния вашего организма и эффективности труда.

Топик длинный, разбил на три подкаста:

1) Зачем все это.

2) Выбор компонент датчика.

3) Как сделать.

Если мало времени и хочется отложить в память просто выводы, то вот:

— Если мы дышим при повышенном содержании СО2, то наш мозг тупеет и отказывается эффективно работать.

— Компоненты, mh-z19, esp8266, tft 1.44(128×128), проводки, STL внизу статьи по ссылке.

— Arduino IDE, добавить библиотек, прошить.

#ЗАЧЕМ ВСЕ ЭТОПредыстория, с чего все началось. На дворе был 2015, трудился в одной IT компании (не буду уточнять какая) и стал замечать, что после 4х часов труда мой мозг приходил в негодность, отказывался концентрироваться, находила хандра и сонливость. Все коллеги отмечали духоту, но казалось выйди минут на 5 прогуляться и все, можешь начинать сначала. Да действительно, легкая прогулка перезаряжала организм, однако ненадолго — минут на 15-20, дальше все повторяется. И ладно бы это прекращалось после покидания своего рабочего места, только и вечер уходил на то, чтобы откиснуть, хотелось сесть закрыть глаза и быть в полудрёмке. Потом спустя пару месяцев к обеду начинала болеть затылочная область головы. А требования к выполнению задачи не сбавляются, нужно часов по 7 плодотворно отрабатывать. Долго я стоять на паузе не мог, в 3D печати с 2013, процессоры немного кодить умею. Стал искать, читать статьи про качество воздуха и обнаружил, что всем виною не как принято считать недостаток кислорода, а повышение процента СО2 — углекислоты.Тема оказалась не такая уж простая, если вы углубитесь, то найдете в рунете статьи, где команда, занимающаяся монтажом приточной вентиляции, исследовала поведение воздушных масс на примере школьного класса, они вымеряли положения подачи приточки, дабы обеспечить максимальный разгон углекислого газа. В общем, дальше встал вопрос предъявления всех этих наблюдений компании, мол не получается работать в таких условиях. Вопрос был эскалирован выше. Ну а дальше всё как у всёх)) -> Да? У нас то хорошо и у вас должно быть, сочувствуем. Нормы соответствуют, бумаги в порядке.

#ВЫБОР КОМПОНЕНТ ДАТЧИКАПришлось привлекать наших братьев за большой стеной. Приобрел датчик MH-Z19, который по своим характеристикам и цене был выгоднее всего.

Сначала я его запустил на ардуине, но потом естественно захотелось принимать показания онлайн. Недолго думая перевел показания на esp8266. У него уже wifi на борту, он пошустрее и так далее…

Дальше собрал устройство, притащил в офис и ужаснулся. Мы сидели работали при 1300+ ppm. PPM это характеристика измерения концентрации в миллионных долях. Parts per million. Нормальный содержанием CO2 считается значение 400ppm — это естественный фон улицы.

Вообще, естественная концентрация СО2 с годами постоянно прирастает, как видно на графике ниже.

Теперь про критические значения.

Желтая зона находится в значениях до 800ppm и уже 1000ppm считается повышенным значением, где необходимо применять меры к проветриванию.При нахождении в помещении, где значение выше 1200 в пределах 2-3 часов, следствием являются головные боли и те самые симптомы, что были озвучены в начале статьи, снижение концентрации, сонливость и т. д.Для примера, чтоб на пальцах — один человек за пару часов высаживает комнату 16 кв метров с 2.65м потолками в полную негодность, поднимая ppm до 1500+. В таком состоянии в течение последующего часа сознание человека приходит в полную недееспособность, начинается дикий тупёж и желание прокрастинации. Я специально закупоривал комнату и сидел наблюдал программируя.

Вот я в закупоренной комнате три с половиной часа.

А это спустя 15 минут после проветривания. Чувствуете разницу?)Возвращаемся к теме офиса, естественно мы предъявили график с цифрами главному инженеру, начался кипиш. Но самое интересное, накануне приезда, я поставил такой же датчик коллегам в соседний кабинет. В каждом из кабинетов находилось свыше 70 человек, то есть такой нехилый open space. И самое удивительное что произошло за 1.5ч до приезда главного инженера, в нашем open space значение пришло в норму, а в соседнем, где до этого момента «Х» было все хорошо, вдруг стало нарастать. То есть приточка была рассчитана на обслуживание одного из двух помещений. Весело однако. Но таковы реалии. Ну дальше после долгой борьбы нам удалось добиться небольшого снижения духоты за счет предоставления доступа к дополнительному участку проветривания.Еще через 2 месяца мы переехали в другой офис и там уже этот вопрос отпал. Такая вот история.

То как завышенное значение СО2 может повлиять на ваше здоровье, вы можете поискать сами хабровские статьи, пугать вас не очень хочу, но это реально коварная тема.В последствии несколько человек у меня заказывали эти датчики, в основном в детские.

Так к чему я все это пишу и привожу примеры.

Сегодня решил эту тему озвучить в 3D мейкерстве и выложить коды для самостоятельной сборки, тем кто хочет этот датчик установить у себя дома. Особенно, если у вас маленький ребенок, очень рекомендую обзавестись, понаблюдайте в каких условиях он находится.

#КАК СДЕЛАТЬ

Конечно вы можете купить сразу собранное аналогичное устройство, но если вы смотрите куда развиваться дальше после освоения 3D печати, то вот одно из интересных и набирающих ход направлений.Что вам необходимо для сборки такого датчика:- Ну во-первых заказать сам датчик на али экспрессе или в одном из магазинов вашего города под названием MH-Z19, можно и MH-Z19b, не суть.- Во-вторых также прикупить микроконтроллер под названием Wemos D1 mini на базе esp8266. Просто найдите в поиске wemos d1 mini и это будет оно.- Также вам понадобится стандартный кабель микро юсб и любой зарядник на 5 вольт. Подойдет даже 0.5 ампер, не супер мощный.- [опционально] Еще понадобится дисплей TFT 1.44» 128 на 128 пикселей, но не обязателен, показания вы сможете наблюдать удаленно на смартфоне.

— Провода Dupont 10см упаковка. Если хотите спаять намертво, то папа-папа. Если хотите съемную конструкцию, то мама-мама (берите их, проще). С датчиком СО2 при пайке будьте осторожны, рекомендую даже приобрести его с уже пропаянными пинами (папа), поскольку необходима быстрая пайка, продолжительный перегрев контактов, может привести к неработоспособности датчика. Поэтому использование пасты, канифоли или флюса — очень желательно.

К экрану и микропроцессору в комплекте идут колодки. Там все проще, можно греть контакты, не опасаясь за выход схемы из строя.- Ну и конечно же 3D принтер для печати корпуса. Какой использовать пластик, выбирать вам, можно и PLA, можете ABS, да любой другой, не суть, нагреваться до температур плавления ничего не будет. Я в своих поделках использую rec и filamentarno. В моей истории они первыми вышли на рынок, наравне с Китайцами, когда еще жил проект reprap и которого потом вышел пикасо, собственно его то я и приобрел. Ну и эти пластики на всех моих принтаках не вызывали проблем. На тех что были, я озвучивать не стану — это их проблемы:).Для внутренних деталей использую как правило pla от обоих производителей, для корпусов использую Total от Filamentarno, он шероховатый и его не нужно обрабатывать. Если что-то будете у них брать, то используйте мой промокод плииз Y6JHUZHP, вам с него скидка, а мне монетки от ваших покупок))

Когда соберете устройство, у вас получится примерно это. В моем примере, еще установлен датчик приближения, позволяет включать/выключать экран. В вашем случае это будет совершаться со смартфона через андройд приложение.

Все обходимые файлы выложил в репозиторий, там же программа для прошивки микроконтроллера.

Репозиторий с модельками и кодом

Далее скачиваем arduino ide, я использую версию 1.6.8.Заходим в настройки. В строке «Дополнительные ссылки для менеджера плат» вбиваем значение http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json и сохраняем.Далее заходим Инструменты ->Плата ->Менеджер плат. В поиске вбиваем esp8266 и устанавливаем. У меня версия 2.1.0Версии пишу, потому что скетч, который вы будете прошивать в микроконтроллер может выдать ошибку на других версиях библиотек, такое периодически происходит. Ну к примеру по причине, что у вас функции в коде описаны после основного цикла и при компиляции он эти процедуры не может обнаружить, а они на деле находятся после основного цикла. Парадигмы требований меняются, кто с этим постоянно — к такому готовы, новичкам конечно такие проблемы не нужны. Поэтому, если установите те версии, что изложены здесь, то все прошьётся.Далее в меню arduino ide Скетч -> Подкючить библиотеку -> Управлять библиотеками. Поиск blynk. От Voloymyr Shymaskyy.  У меня установлена версия 0.4.6.Если хотите использовать дисплей, то необходимо скачать архив и распаковать его в папку libraries, то где у вас установлена arduino ide. Если не используете, то установить все равно придется, поскольку скетч (код программы) вшит для работы с ним. Но будет он фактически присутствовать или нет — дело ваше.https://github.com/sumotoy/TFT_ST7735/Далее все просто. Подключаете wemos d1 mini к компьютеру по micro-usb, в программе arduino ide выбираете инструменты -> Плата — находите там wemos d1 R2 & mini.Инструменты -> Порт, необходимо выбрать один единственный, который у вас будет. Инструменты -> upload speed 256000.

Открываете скетч, это файл с расширением ino.

Устанавливаете на смартфон приложение blynk, находите в нем свой токен и переносите его значение в скетч. В скетче есть раздел пользовательские настройки, прокрутите код программы на 20 строчек вниз.В скетче также вписываете свою wifi сеть, пароль от нее.Далее жмете  прошить, Скетч -> Загрузка или ctrl+U. В начале скетча обнаружите инструкцию, как соединять проводки контроллера и датчика, а также экрана.Ну далее скачиваете STL корпуса, печатаете, собираете. Понадобится клей момент для фиксации пластины держателя микроконтроллера к обратной стороне крышки. И лицевая часть экрана также на клей. Особо красотой корпуса я не увлекался. Если у вас есть время и желание, выкладывайте более практичные варианты, с удовольствием их применю;)

Порядок сборки корпуса привожу на картинке

Ну и на домашку вам разобраться, как заводить значения в программе Blynk. На деле просто:)Скажу только, что значение показаний располагается на виртуальном пине V0, а управление экранчиком на Кнопке виртуального пина V1.То есть для элемента показаний вы создаете у себя в профиле blynk тип График, а для управления подстветкой экрана кнопку.Ну и дальше наблюдаете, что у вас происходит в комнате и сверяете со своим самочувствием. Через пару месяцев наблюдений, вы будете определять значение СО2 не хуже датчика! Главное это уже врезается в сознание и находится на вашем контроле, а значит ваше здоровье в ваших руках:) Напоследок скрин моего графика, я использую веб версию, это не скрин из программы blynk.

Вывод из этого прост. Лег спать с закрытым окном, утром проснешься разбитым, проверено неоднократно. Поэтому приточка это очень важно. У меня еще в стеклопакете отверстие для 110мм трубы и розетка включает вентиляцию, если показания СО2 превышают 800 ppm, в предыдущей статье конструкцию подробно освещал.

Для тех, кому это всё сложно, но есть желание поправить ситуацию дома, пробейте такое устройство бризер тион, возможно это вас сподвигнет на что-то. И разумеется существуют аналогичные датчики, уже собранные в корпусе и с экраном, можно просто приобрести и использовать по назначению. Ну а поскольку здесь сообщество 3D-мейкерства, думаю будет полезно проработать данный кейс, если планируете развивать направление интернет вещей. Здесь и польза и практика.И на этом наверно всё, будьте здоровы, свежего вам настроения)) Если что-то доработаете, пишите в комментариях, всем от этого польза. Пока!))

Ссылка на источник

Читайте также

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here
Перетащите ползунок, чтобы вставить комментарий