Luftqualitätsüberwachung mit ESP32 und Arduino - Kostengünstige und effektive Überwachung der Luftqualität

10.12.2024 - Engine: Gemini

Überwachung der Luftqualität mit ESP32 und Arduino

Einleitung

Die Überwachung der Luftqualität gewinnt zunehmend an Bedeutung, da die Luftverschmutzung zu einem ernsthaften Problem für die öffentliche Gesundheit weltweit wird. Sensoren wie der ESP32 und Arduino ermöglichen es, Luftqualitätsparameter kostengünstig und zuverlässig zu überwachen.

Sensoren für die Luftqualitätsüberwachung

PM2.5-Sensor: Misst die Konzentration von Feinstaubpartikeln (PM2.5) mit einem Durchmesser von 2,5 Mikrometern oder weniger.
PM10-Sensor: Misst die Konzentration von Feinstaubpartikeln (PM10) mit einem Durchmesser von 10 Mikrometern oder weniger.
CO2-Sensor: Misst die Konzentration von Kohlendioxid (CO2) in der Luft.
VOC-Sensor: Misst die Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs), die von Baumaterialien, Reinigungsmitteln und anderen Quellen freigesetzt werden.

Datenerfassung und -auswertung

1. Sensorschnittstelle:

Verbinden Sie die Sensoren mit dem ESP32 oder Arduino über analoge oder digitale Pins.
Konfigurieren Sie die Sensoren entsprechend den Herstellerspezifikationen.

2. Datenerfassung:

Lesen Sie die Sensordaten regelmäßig aus und speichern Sie sie in einem Array oder einer Datenbank.
Legen Sie die Häufigkeit der Datenerfassung fest, z. B. alle 10 Sekunden oder eine Minute.

3. Datenverarbeitung:

Konvertieren Sie die Rohdaten aus den Sensoren in sinnvolle Einheiten wie Mikrogramm pro Kubikmeter (µg/m³) oder ppm.
Wenden Sie Filter an, um Rauschen und Ausreißer zu entfernen.
Berechnen Sie Durchschnittswerte, Min-Max-Werte und andere relevante Statistiken.

4. Datenauswertung:

Vergleichen Sie die erfassten Daten mit den Luftqualitätsstandards, z. B. den Richtlinien der Weltgesundheitsorganisation (WHO).
Erstellen Sie Diagramme oder Dashboards, um die Luftqualitätsdaten zu visualisieren.
Analysieren Sie Trends und Muster, um Ursachen für schlechte Luftqualität zu ermitteln.

5. Benachrichtigungen und Maßnahmen:

Richten Sie Warnungen ein, um Benutzer über schlechte Luftqualität zu benachrichtigen.
Verbinden Sie das Überwachungssystem mit einem Luftreiniger oder anderen Mechanismen, um die Luftqualität zu verbessern.

Beispielcode

#include <Arduino.h>
#include <Adafruit_PM25AQI.h> // PM2.5-Bibliothek
#include <Adafruit_SCD30.h> // CO2-Bibliothek

// Sensoren einrichten
Adafruit_PM25AQI pm25 = Adafruit_PM25AQI();
Adafruit_SCD30 scd30 = Adafruit_SCD30();

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pm25.begin();
  scd30.begin();
}

void loop() {
  float pm25Value = pm25.readPM25();
  float pm10Value = pm25.readPM10();
  float co2Value = scd30.readCO2();

  Serial.print("PM2.5: ");
  Serial.println(pm25Value);
  Serial.print("PM10: ");
  Serial.println(pm10Value);
  Serial.print("CO2: ");
  Serial.println(co2Value);

  delay(10000); // 10 Sekunden zwischen den Messungen
}

Fazit

Die Überwachung der Luftqualität mit ESP32 und Arduino bietet eine kostengünstige und effektive Möglichkeit, die Luftqualität in Innen- und Außenbereichen zu überwachen. Durch die Verwendung geeigneter Sensoren und die Implementierung geeigneter Algorithmen zur Datenerfassung und -auswertung können Sie wertvolle Einblicke in die Luftqualitätsbedingungen gewinnen und Maßnahmen ergreifen, um die Gesundheit und das Wohlbefinden zu verbessern.