Mesurer la qualité de l'air : 17 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Qualité de l'air et particules fines: Les particules en suspension (notées « PM » pour « Particulate Matter ») sont généralement les fines particules solides véhiculées par l'air (Wikipédia). Les particules fines pénètrent profondément dans les poumons. Ils peuvent provoquer une inflammation et aggraver la santé des personnes atteintes de maladies cardiaques et pulmonaires.

L'appareil mesure le taux de présence de particules PM10 et PM2,5

Le terme « PM10 » désigne des particules dont le diamètre est inférieur à 10 micromètres. Le terme « PM2,5 » fait référence à des particules dont le diamètre est inférieur à 2,5 micromètres.

Le capteur:

Ce capteur est basé sur un laser SDS011 PM2.5 / PM10 pour mesurer avec précision et fiabilité la qualité de l'air. Ce laser fiable, rapide et précis mesure la teneur en particules dans l'air entre 0,3 et 10 m.

Contraintes du projet:

Appareil connecté au Wi-Fi

Performances Wifi car loin de la base Wifi

Ne doit être activé que deux fois par heure (limitation de la consommation électrique et limitation Wifi)

Environnement étanche

Surveiller le niveau de charge de la batterie

Fournitures

Étape 1: Composants nécessaires

• Wemos D1 mini pro
• Capteur SDS011
• Relais Reed Celduc D31A3110 (ou équivalent PRME 15005, Edr0201 a0500, SIP1A05)
• Deux résistances: 470K, 100K
• Support de batterie Wemos ESP32
• Batterie 18650 2500 mAh
• Boîtier électrique ~6.2x3.5x2.3in (158x90x60mm)
• Deux tubes coudés plus un tube de raccord (diamètre ~0.63in (16mm))
• Tube PVC flexible (diamètre ~0.47in (12mm))
• colle PVC
• Panneau solaire 5V 5W

• Matériel divers: borne de jonction, carte de circuit imprimé, interrupteur, 2 vis, tige plate en aluminium ~ 0,47 po (12 mm), support de relais

Logiciel:

• Logiciel embarqué Espeasy Mega (version 20190619)
• Centralisation des mesures sur serveur Domoticz

Étape 2: Électronique et principe de fonctionnement:

Le capteur de particules est programmé (en usine) pour fournir sur un bus I2C, après une quinzaine de secondes de fonctionnement, les valeurs mesurées correspondant aux PM10 et PM2.5. Ce capteur est piloté par un contrôleur de type ESP8266 équipé du logiciel ESPEasy mega (Version 20190626). Le logiciel doit être flashé au préalable dans le contrôleur.

ESPEasy inclut un plugin capable d'interfacer le capteur SDS011 et de collecter les valeurs mesurées. Il n'y aura donc pas de programmation (ou très peu) à faire mais seulement le réglage.

Il part du principe d'une mesure toutes les 30 minutes. En attendant, le système devra passer en mode veille afin de limiter la consommation électrique. L'ESP8266 dispose nativement d'un paramètre de veille. Pour le capteur, qui intègre également un dispositif pour dormir, on optera plutôt pour un relais pilote Reed. Ce relais sera alimenté par l'ESP8266 à son réveil (port D1 de l'ESP8266). Ainsi la consommation électrique du système sera minime en mode veille (de l'ordre de 20µA). L'utilisation d'un relais Reed a l'avantage d'être piloté directement par l'ESP8266 (consomme 10mA sur les 12mA maximum recommandés par port).

Afin de surveiller la tension d'alimentation du système, un diviseur de tension (résistances 100kO-470kO) fournira une tension comprise entre 0 et 1V (0 pour 0V et 1 pour 5V) au port A0 de l'ESP8266. Ce port accepte une tension maximale de 1V. L'ESP8266 dispose d'un convertisseur analogique/numérique qui fournit la valeur lue (de 1 à 1024). Cette valeur sera retransformée par l'ESP8266 en tension de 0 à 5V avant d'être transmise à Domoticz.

Étape 3: Paramètres Espeasy: Principal

Étape 4: Paramètres Espeasy: Contrôleur (domoticz)

Étape 5: Paramètres Espeasy: Tâche (surveillance de la tension)

Étape 6: Paramètres Espeasy: Tâche (SDS011)

Étape 7: Paramètres Espeasy: Règle

Sur SDS011#PM10 faire

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=63&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM10]

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=62&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM25]

gpio, 5, 1

timerSet, 1, 5

endonner

Sur le système #Wake faire

gpio, 5, 0

endonner

On Rules#Timer=1 faire

sommeil profond, 1800

endonner

Étape 8: Paramètres Domoticz: Contrôleur (factice)

Étape 9: Paramètres Domoticz: Périphériques connectés

Étape 10: Montage du capteur dans la boîte

Étape 11: Circuit imprimé

Étape 12: Assemblage final

Étape 13: Le capteur opérationnel

La tige métallique est fixée au boîtier et incurvée pour qu'elle puisse être facilement accrochée (balcon). Le panneau solaire est fixé à l'aide d'un support permettant une rotation sur deux axes.

Etape 14: Résultat des Mesures dans Domoticz (trois Appareils)

Etape 15: Résultat des Mesures dans Domoticz (PM2.5)

Etape 16: Résultat des Mesures dans Domoticz (PM10)

Étape 17: Conclusion:

Ce montage ne représente pas de difficulté particulière pour les personnes connaissant les logiciels Domoticz et ESPEasy. Il permet de mesurer efficacement la présence de particules fines à proximité de votre domicile. Grâce au panneau solaire il sera possible d'augmenter la fréquence des mesures si nécessaire. Cet ensemble peut être complété par des sondes de mesure de température, humidité, pression, CO2 etc.

Ce projet est également visible sur mon site (multilingue):