Датчик концентрации CO2 Tuya с интерфейсом Zigbee
В последние годы стало модно мониторить качество воздуха в помещениях, обращая особое внимание на загрязнённость. Для этого используются разные датчики, и один из них — датчик концентрации углекислого газа.
Считается, что повышение этой концентрации в помещении ухудшает самочувствие и работоспособность людей. Уже концентрация выше 1000ppm нежелательна и создаёт заметный дискомфорт. Хочу подчеркнуть: так считается в Интернете, но реакция организма может быть индивидуальной.
Содержание углекислоты в чистом атмосферном воздухе составляет около 400ppm (миллионных массовых частей), и оно повышается с каждым годом. На 2022 год актуально уже значение в 420ppm.
Существует несколько способов измерить эту концентрацию, но все бюджетные реальные датчики основаны на принципе NDIR — nondispersive infrared. Кроме этого, существуют псевдодатчики, которые не измеряют концентрацию CO2 напрямую, а прикидывают её косвенно, основываясь на измерениях более доступных параметров. На это надо обращать внимание при выборе: если у датчика в описании нет слова NDIR — это почти наверняка обманка.
Один датчик концентрации углекислого газа у меня уже был, в составе ClearGrass Air Detector. Но с развитием «умного дома», когда в каждой комнате появился свой термометр, захотелось контролировать CO2 в разных комнатах. Поэтому был заказан герой обзора, сенсор для экосистемы Tuya с радиомодулем Zigbee. Планировалось подключить его в Home Assistant.
Датчик довольно большой, имеет кронштейн для крепления на стену или потолок. Требует внешнего питания Micro USB 5V/1A. В комплекте идёт короткий провод USB.
В Home Assistant датчик из коробки не заработал — для него нет подходящего ZHA quirk. Это должно решиться сравнительно легко, потому что очень похожие датчики там есть, не соответствует только код изготовителя. Поэтому я сначала подключил его через шлюз Tuya.
На подоконнике открытого окна показания не опустились ниже 520ppm. Получается, что датчик заметно (на 100ppm) завышает показания. В приложении нет никаких функций для принудительной калибровки датчика. Возможно, что со временем показания выровнялись бы, но ждать не хотелось.
Разбирается корпус очень легко — 4 самореза, никаких защёлок. Потроха (ради которых и написан обзор):
В корпусе очень просторно, на основной плате неотмытая канифоль, в остальном — всё прилично.
Внутри действительно оказался сенсор типа NDIR, но безымянный, без маркировки. Даташит найти не удалось, хотя сенсор очень похож на MH-Z19. Один из выводов этого сенсора позволяет провести принудительную калибровку по уровню 400ppm. Замыкаем вывод bCal на землю на 7 секунд, показания датчика меняются на 400ppm. Похоже, что после этого нужно некоторое время держать его на свежем воздухе, если по аналогии с другими — 20 минут. Я же немного поспешил, и возможно, что именно поэтому показания стали заниженными примерно на 40PPM по сравнению с «эталонным» (перекалиброванным вчера) CGS1.
Затем датчик удалось подключить к Home Assistant, и вот результат сравнения:
Датчик измеряет и передаёт концентрацию раз в секунду, погрешность измерения заметна, поэтому график шумный. Со сглаживанием он выглядит лучше.
Резюме: датчик рабочий, пользоваться можно. Цена более приемлемая, чем несколько лет назад. В этом варианте исполнения не измеряется ничего, кроме CO2, и это немного неудобно, потому что температура и влажность обычно тоже нужны. Но комбинированные устройства, которые предлагает рынок, либо сильно дороже, либо не содержат сенсора NDIR.
UPDATE 2022.09.08: Всего через сутки работы возникло подозрение на фатальный недостаток. Датчик скачкообразно изменил показания ровно через 24 часа после начала работы.
UPDATE 2022.09.15: Выяснилось, что датчик проводит рекалибровку один раз, чуть более чем через сутки после подачи питания. Если в течение этих суток он какое-то время находился на свежем воздухе, то показания становятся адекватными. При дальнейшей работе в течение недели рекалибровок больше не случалось, несмотря на неоднократные проветривания.
Пора проветрить! Выбираем мониторы качества воздуха на Aliexpress
Измерители качества воздуха одни из самых недооцененных приборов для дома. Важно знать уровень содержания углекислого газа (CO2) в помещении, это важный показатель качества вдыхаемого воздуха. По прибору станет раньше понятно, что нужно проветривать помещение. Повышенное содержание CO2 вызывает усталость, снижение внимания и пониженную работоспособность.
Так же плюсом прибора будет отображение температуры воздуха и влажности в помещении.
Раньше подобные приборы стоили очень дорого, но со временем, с появлением новых датчиков, цена стала доступной. Такой прибор пригодится и на рабочем месте в офисе — можно с научным подходом проводить проветривания помещения и обосновывать свою низкую работоспособность.
Рассмотрим различные варианты, но по разумной стоимости на площадке AliExpress.
BSIDE
Открывает подборку простой и бюджетный вариант детектора CO2. Это небольшой (90х70х35 мм) портативный прибор для определения содержания CO2 в воздухе помещения. Так же прибор показывает на цветном экране температуру и влажность.
Диапазон измерения CO2: 400-5000 ppm. И есть наглядная цветовая индикация уровня углекислого газа.
У детектора встроенный аккумулятор 1200 мАч на несколько часов работы, он может так же работать от любого блока питания 5 В с штекером тип С.
Начинка таких приборов типовая — датчик температуры и влажности AM2120 и датчик CO2: mh-z19.
У меня такой стоит на рабочем месте и сигнализирует, когда нужно сделать перерыв на проветривание.