Günstige CO2-Ampel im Eigenbau

  • Da die CO2-Konzentration in geschlossen Räumen ein guter Indikator für Aerosole in der Luft ist, habe ich auch angesichts der nun zum Herbst hin wieder ansteigenden COVID-19 Fallzahlen eine günstige und zuverlässige CO2-Ampel für mein Kind in der Schule entwickelt.



    Leider kommt man um ein paar Lötfähigkeiten nicht herum, wenn man diese kompakte CO2-Ampel als USB-Stick nachbauen möchte. Zur Stromversorgung wird ein USB-Ladegerät/Powerbank oder ein entsprechender USB-Anschluss am PC benötigt.



    Hier die Stückliste an erforderlicher Hardware:

    • 1 x USB-Programmer für ESP-01
    • 1 x ESP-01
    • 1 x MH-Z19B Modul
    • 1 x WS2812 LED

    Je nach Bezugsquelle der Bauteile lässt sich die CO2-Ampel bereits ab 25,- EUR Materialkosten selbst zusammenbauen. Die teuerste Komponente ist der verwendete MH-Z19B CO2-Sensor, der auf Basis des NDIR-Prinzips die CO2-Konzentration in der Raumluft ermittelt.


    Hier ist exemplarisch die Verkabelung der einzelnen Komponenten dargestellt:



    Der passende Software-Sketch für den ESP2866 ist auf GitHub veröffentlicht.


    Die 3D-Vorlagen für das Gehäuse der CO2-Ampel gibt es auf Cults3D.com zum Download.



    Diese CO2-Ampel kann sowohl als "simple standalone CO2-Ampel" verwendet werden oder aber auch als smarter, externer Sensor mit Satellitenfunktion zu PiTS. Eine Verwendung zusammen mit PiTS bietet den Vorteil, dass man den genauen Wert der CO2-Konzentration in der Weboberfläche von PiTS ablesen kann und auch den Verlauf der CO2-Konzentration sieht.



    Bitte beachtet bei Verwendung dieser CO2-Ampel zusammen mit PiTS die FAQ.


    Auch falls es Probleme beim Flashen des ESP-01 mit der ArduinoIDE gibt, könnte ein Blick in die FAQ hilfreich sein.


    Viel Spaß beim Nachbau.


    LG

    TGD

    Edited once, last by TGD: Link zu den 3D-Objekten auf Cults3D hinzugefügt. ().

  • echt witzig, viele Bilder, aber wo ist der ESP01?


    ich rate mal, der steckt auf dem USB Adapter, eine Erwähnung wäre das doch wert gewesen?:conf:

    Nicht mal ein Schaltbild ist zu finden!:wallbash:

    Also ein Ratespiel für die YT Generation?:lol:

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Den aufgesteckten ESP-01 konnte man in diesem Bild erkennen/erahnen (hier groß dargestellt):



    Vielleicht bin ich als Entwickler im Mid-Age Alter nun zwischenzeitlich auch etwas betriebsblind geworden, aber ich finde, man kann ein wenig logisches Verständnis und gewisse Fähigkeiten zum Erkennen der kausalen Zusammenhänge von allen erwarten.


    Wenn man das nicht hat, bringt auch ein Schaltplan nichts. Der manchmal schwieriger zu verstehen ist, als ein einfaches nachlöten der Strippen wie abgebildet.


    Der mit dem Sketch geflashte ESP-01 gehört natürlich nachher auf den um WS2812LED und MH-Z19B ergänzten/verlöteten USP-Programmer gesteckt.


    Hier noch ein Bild mit abgebildeten ESP-01, bei dem aber die Verschaltung aufgrund der längeren Leitungsführung suboptimal ist:



    Ich hoffe, das ist soweit verständlich.


    LG und bleibt gesund

    TGD

  • Vielleicht bin ich als Entwickler im Mid-Age Alter nun zwischenzeitlich auch etwas betriebsblind geworden,

    das kenne ich deswegen, lässt man ja üblicherweise auch Andere drauf schauen!

    man kann ein wenig logisches Verständnis und gewisse Fähigkeiten zum Erkennen der kausalen Zusammenhänge von allen erwarten.

    habe ich doch und auch deswegen schrieb ich

    ich rate mal, der steckt auf dem USB Adapter


    Wenn man das nicht hat, bringt auch ein Schaltplan nichts

    OH doch, zuerst kommt IMMER der Schaltplan und dann die Verkabelung oder der Verbindungplan!


    Wer es anders macht ist Bastler und nicht vom Fach und muss Kritik akzeptieren!

    (muss er natürlich nicht, kann aber nicht erwarten ernst genommen zu werden)

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  • Nun ja, mein Beitrag richtet sich in erster Linie ja auch an die Bastler/Maker, die an so einer Lösung interessiert sind, und nicht primär an die Fachleute hier im Forum.


    ..., lässt man ja üblicherweise auch Andere drauf schauen!

    Ich habe die Funktionsfähigkeit des Nachbaus der CO2-Ampel übrigens im Vorfeld durch einen Bastler verifizieren lassen. Der kam mit den Abbildungen zur Verkabelung wesentlich besser zurecht, als mit einem Schaltplan.


    Jemand vom Fach würde so eine Lösung wahrscheinlich auch lieber selbst entwickeln wollen…

  • Nun ja, mein Beitrag richtet sich in erster Linie ja auch an die Bastler/Maker, die an so einer Lösung interessiert sind, und nicht primär an die Fachleute hier im Forum.

    und deswegen darf man nichts dazu schreiben?

    Du scheinst nicht kritikfähig zu sein, einen Schaltplan könntest du ja trotzdem anbieten!

    Ich habe die Funktionsfähigkeit des Nachbaus der CO2-Ampel übrigens im Vorfeld durch einen Bastler verifizieren lassen. Der kam mit den Abbildungen zur Verkabelung wesentlich besser zurecht, als mit einem Schaltplan.

    was glaubst du denn was uns hier schon an solchen Bildern vorgelegt wurde?:denker:

    Das Meiste unbrauchbar und nicht nachvollziebar, einfach weil die Bilder schlecht waren, falscher Winkel, falsche Belichtung und falsche Größe.

    Da meist kein Schaltplan oder gar Link mitgeliefert werden nur Ratespiele die niemanden helfen ausser Provider mit Bandbreitenverschwendung!

    Sorry aber das muss auch mal festgestellt werden!:fies:

    Ich schreibe das nicht um Menschen zu ärgern sondern um die Kommunikation etwas zu verbessern, gelingt nicht immer aber die Hoffnung stirbt zu letzt, leider stirbt sie trotzdem.;)

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  • Du scheinst aber auch auf deinem Standpunkt zu verharren und nicht offen für einen Perspektivwechsel zu sein.

    Du scheinst nicht kritikfähig zu sein, einen Schaltplan könntest du ja trotzdem anbieten

    Um endlose Diskussionen zu entgehen, hier ein Schaltplan für dich:


    Der USB-Programmer fehlt im Schaltbild, den muss man sich als Blackbox zwischen USB und dem ESP vorstellen.

    Und nagel mich nun nicht fest, dass die Nummerierung der Anschlüsse im Schaltplan nicht mit der Nummerierung oder Beschriftung der realen physikalischen Bauteile übereinstimmt. Auf die Schnelle habe ich in der Bibliothek bei Fritzing nichts Passendes gefunden.

  • Du scheinst aber auch auf deinem Standpunkt zu verharren und nicht offen für einen Perspektivwechsel zu sein.

    wer verharrte denn auf seinen Standpunkt?:conf:

    "Wer für alles offen ist kann nicht ganz dicht sein":lol:

    Nun ja, mein Beitrag richtet sich in erster Linie ja auch an die Bastler/Maker

    egal, lieber ein "schlechter" Schaltplan wenn er stimmt! als keiner.;)

    Nimm es hin oder auch nicht, aber es kann nur immer wieder gesagt und geschrieben werden,

    manches lernt man durch Wiederholungen, leider nicht Alle und Jeder.

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    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • mein letztes Wort, ich habe an keiner Stelle geschrieben oder gemeint das mir das Projekt nicht gefällt!

    Es gefällt mir auch!:thumbup:

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  • Zur Info: "Solid as a rock". Die kleinste, smarte DIY CO2-Ampel aus "Granit". Kompaktes Design ganz groß.


    Wer möchte kann sich das Gehäuse der CO2-Ampel auch mit Filament in Granit-Optik drucken. Sieht nicht nur gut aus, sondern ist auch noch lichtdurchlässig genug für die LED.



    Hier ein Leuchtest dieser CO2-Ampel bei Tageslicht mit direktem Lichteinfall am Fenster.

    Die Ampelfarben sind trotzdem noch gut erkennbar.




    Die zwei Deckelvarianten der CO2-Ampel hier im Dunkeln zum Vergleich.



    Für eine bessere Streuung des Ampellichtes wurde der blau leuchtende Deckel mit 10% Infill Gyroid gedruckt.


    Durch blau wird eine gute Luftgüte in unterkühlten Räumen signalisiert. Spätestens dann wieder Fenster zu.


    Bleibt gesund,

    TGD

  • Neuer Sketch zur CO2-Ampel auf GitHub:


    Der aktuelle Sketch der CO2-Ampel verfügt nun über einen "Nacht-Modus" bei dem automatisch nach Sonnenuntergang die Farben der CO2-Ampel in der Helligkeit gedimmt werden. Nach Sonnenaufgang leuchtet die LED dann wieder in der gewohnten Intensität.


    Wer weiterhin die CO2-Ampel auch als Nachtlicht verwenden möchte, muss nur die Zeile mit der Definition der Konstanten  #define NIGHTDIM 1  zu Beginn auskommentieren.


    Viel Spaß mit der neuen Software.


    VG

    TGD

  • Moin,


    ich probiere seit Tagen mein Glück, aber es kommt immer diese Fehlermeldung und ich finde den Fehler nicht. Vielleicht kann mir hier jemand helfen, was mache ich falsch?


    In file included from C:\Users\MH\Documents\Arduino\libraries\NTP-master\ntp.cpp:13:0:

    C:\Users\MH\Documents\Arduino\libraries\NTP-master\ntp.h:38:25: error: 'SECS_PER_HOUR' was not declared in this scope

    time_t _syncInterval = SECS_PER_HOUR;

    ^

    C:\Users\MH\Documents\Arduino\libraries\NTP-master\ntp.cpp: In member function 'time_t NTP::getNtpTime()':

    C:\Users\MH\Documents\Arduino\libraries\NTP-master\ntp.cpp:54:53: error: 'SECS_PER_HOUR' was not declared in this scope

    return secsSince1900 + (time_t)(totalOffset * SECS_PER_HOUR) ;

    ^

    exit status 1

    Fehler beim Kompilieren für das Board Generic ESP8266 Module.

  • C:\Users\MH\Documents\Arduino\libraries\NTP-master\ntp.h:38:25: error: 'SECS_PER_HOUR' was not declared in this scope

    time_t _syncInterval = SECS_PER_HOUR;

    Die Lösung für dieses Problem steht in der FAQ. Du musst nur eine ältere Version für die ESP8266 Boards in der Arduino IDE installieren.


    Mit der Version 2.3.0 funktioniert es.


    VG

    TGD

  • Hallo, es wird ja vom ESP-01 gesprochen, aber überall findet man nur den ESP-01s der geht doch auch, oder !?


    Im übrigen ist das MH-Z19B Modul in Deutschland nicht mehr auffindbar, überall ausverkauft oder total Teuer,

    eigentlich wollte ich ja nichts in China bestellen :-(


    Hat jemand noch nen Link für die einzelne WS2812 LED ? Der Fichtelbahn Shop wo ich sie gefunden habe hat leider keine mehr.

    Update: Habe sie selber gefunden unter WS281b SMD LED RGB NEOPIXEL


    Danke und nen schönen Rutsch ins neue Jahr

    Edited 2 times, last by Karuso01 ().

  • Happy New Year!


    Karuso01 :


    Es geht sowohl der ESP-01 als auch der ESP-01S.


    Da der MH-Z19B Sensor zur Zeit in Deutschland nicht erhältlich ist, kommt man wohl um eine Bestellung bei einem Händler in China nicht herum. Schau mal auf Aliexpress, da findet man meistens alles zu günstigen Preisen.


    Von der CO2-Bilanz her dürfte es wohl keinen Unterschied machen, ob man die Bauteile für Sensor & Co. direkt aus dem Herstellungsland oder hier lokal bestellt.

  • Sehr schöne Sache, das. Ich könnte auch ein etwas einfachereres Design mit einem Arduino Nano vorstellen (dann ohne die WLAN Anbindung), oder auch der Einfachheit halber mit einem NodeMCU (dann hat man den Programmer gespart und gleich eine USB-Schnittstelle).


    Sehr schönes Gehäuse!


    Es steht und fällt aber mit der Verfügbarkeit des CO2 Sensors. Vielleicht kann man auch einen Feinstaubsensor nehmen (Aerosole detektieren?).


    Oder man müßte einen CO2 Sensor selbst bauen. Wie funktioniert der eigentlich?

  • Für die kompakte USB-Stick CO2-Ampel gibt es nun zur einfacheren Einbindung in bestehende Smart-Home Lösungen einen neuen Sketch auf GitHub, der MQTT zur Messwertübertragung verwendet.


    MQTT ist ein offenes Protokoll, welches bei der Vernetzung von Endgeräten im Internet der Dinge (Internet of things = IoT) eine wichtige Rolle spielt und so einfache Integration in gängige Smart-Home Systeme ermöglicht.

    Die MQTT Publish-Requests können auch mit dem jüngsten Release von PiTS empfangen und weiterverarbeitet werden.


    ...Wie funktioniert der eigentlich?

    wend google mal nach "NDIR Prinzip", um mehr über die Funktionsweise des Sensors zu erfahren.

  • Danke für den Hinweis. Wow, haette nicht gedacht, dass solch aufwändige Spektrographen in den billigen CO2 Sensoren verbaut sind. Aber heute ist das ja alles möglich. Wahrscheinlich eine Laser-Diode im Infrarot, die durch die Gaskammer leuchtet und ein (oder zwei) photosensoren messen mit schmalbandigen Filtern.