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Die Zentrale Lüftungsanlage soll nur laufen wenn die Luft wirklich verbraucht ist?
Dann geht das am besten wenn man die Qualität der Luft mit einem Sensor misst.

Hardware

1 x IAQ-CORE C-ND                                   / 35-40€ / Link / Link
1 x Arduino Nano Original oder Nachbau   / 5€ / Link
1 x W5100 Ethernet Modul                         / 10€ / Link

Gesamtpreis für 3 Module ca. 170€ incl. Porto, Jung Co2 KNX Sensor kostet ca. 240€ je Stück.

Wie es funktioniert

Die gemessenen VOCs werden vom Sensor gemessen und umgerechnet in ein  CO2 Äquivalent.
Der IAQ-Core Sensor übergibt den Wert digital (I2C) an den Arduino, der wandelt diesen in eine Ganzzahl um und sendet den Wert per UDP an den MiniServer.
Den Messintervall kann man im MS per festgelegt. (siehe Programm im Anhang).

Der Sensor hat einen Bereich in dem er sehr genau arbeitet von 450-2000ppm (+-50ppm), gibt aber auch höhere Werte weiter (<65000ppm).
Ich habe den Wert in der Software des Arduino auf 3000ppm begrenz, es macht keinen Sinn Werte weiter zu geben die nicht unbedingt richtig sind.

Über einen Status-Baustein lasse ich die Qualität in bewerten.

Schaltung

Stromversorung
5V --> 5V  /  GND --> GND
Alle 3 Geräte sind auf 5V ausgelegt, somit können alle die gleichen Versorgungspannung nutzen.

Ethernet --> Arduino
5V --> 5V  /  GND --> GND  /  MO (Mosi) --> 11  /  MI (Miso) --> 12  /  SCK --> 13  /  SS --> 10

IAQ-Core --> Arduino
Pin6  --> 3,3V  /  Pin3 --> GND  /  Pin2 --> Analog5(SCL)  /  Pin4 --> Analog4(SDA)

Verkabelung

Ich nutze ein Ethernetkabel + 5V als extra Leitung
Es ist auch möglich ein PoE zu nutzen, aber aufgrund von Platz habe ich mich für eine extra Leitung entschieden.

Software

Arduino + Loxone

Beispiel-Dateien + Bibliotheken für Arduino siehe weiter unten bei Anhänge

Screenshot


Der obere Sensor ist der von mir gebaute, der untere ein gekaufter mit dem gleichen Sensor.
Man sieht sehr schön das die Werte passen. Bei Bild 3 seiht man einen Wert wenn er nicht begrenz wird, die Messung ist aber richtig da ich extra ein Parfum in der Nähe versprüht hatte.

Modul fertig aufgebaut


Die Abdeckung ist leider noch beim fräsen, aber hier die 3D-Zeichung... Bild wird nachgereicht wenn sie fertig ist.
  

Empfehlung

Platzierung des Sensors

  • auf Kopfhöhe
  • er darf keinen Zug bekommen, das würde das Ergebnis verfälschen
  • am besten eine Winddichte-Schalterdose benutzen das kein Zug von hinten kommen kann
  • keine direkte Sonnenstrahlung

Räume

  • Schlafzimmer
  • Flur 
  • ....

Erster Start / Kalibrierung

Beim ersten Start dauert es ca. 24 Stunden bis der Sensor sich Grundkalibriert hat, in dieser Zeit sollte er mindestens 1x Frischluft haben (450ppm).
Also in einem gut gelüfteten Raum starten.

Wird der Sensor vo Strom genommen, dauert es ca. 15Min. bis die Werte wieder passen (kalibriet sind).
Der Sensor kalibriert sich alle 2 Wochen selber, er kann aber jederzeit vom Netz getrennt werden um eine Neukalibrierung durch zu führen. 

Anhänge

Luftguete_Beispiel.rarLuftgüte.Loxone

13 Kommentare

  1. Daniel W. sagt:

    Wie sieht das denn aus mit der Positionierung dieser Sensoren? Wo habt ihr diese untergebracht? Irgendwo mitten in der Wand? An der Taster/Schalter Kombi an den Türen?Wäre für weitere Infos diesbezüglich dankbar. (Lächeln)

  2. Die Platzierung ist individuell ja nach Schnitt der Zimmer/Wohnung.
    Ich habe 3 direkt neben der Tür auf ca. 145cm Höhe einen weiteren in einer Ecke der Toilette das er keine Sonne abbekommt.

    Wenn man mehr als einen Sensor einsetzt sollte man mit einem Mittelwert der Sensoren arbeiten, und erst wenn ein sehr hoher Wert eines Einzelsensor (>1500ppm) gemessen wird die Lüftung steuern.  

  3. Jan Ziegler sagt:

    Ich habe eine Frage zur Kalibrierung. Ich teste den Sensor zur Zeit mit einem NodeMCU und verstehe nicht, wie sich der Sensor kalibriert. Wenn ich den Sensor bei "normaler" Zimmerlluft einschalte (und ein paar Minuten Aufwärmzeit abwarte), dann habe ich hier ca. 450ppm (Minimalwert). D.h. der Anfangswert scheint zunächst Basiswert zu sein. Öffne ich nun ein Fenster bleibt der Wert auf 450ppm (da bereits Minimalwert). Nach dem Schließen des Fensters geht der Wert dann deutlich hoch 600-700 ppm). Ich interpretiere das nun so, dass sich der Sensor beim Öffnen des Fensters und entsprechender Frischluftzufuhr einen neuen Basiswert ermittelt hat. Das macht Sinn, wobei ich davon ausging, dass der Sensor sich seinen Basiswert über die Spannungversorgung hinaus merkt. Ist dem nicht so, finde hierzu keinen Informationen ...?

    Nun wird es merkwürdiger: Ich schmeiße den Pizzaofen an und dampfe die ganze Bude ordentlich ein (Zwinkern) Wert geht schnell auf 2000ppm (Maximum). Ok - und da bleibt er nun auch erstmal. Nach der Pizza-Aktion lüfte ich ordentlich sodass der CO2 Wert kurzzeitig sogar wieder auf 450ppm geht, nach dem Schließen des Fensters passiert es jedoch, dass der Wert schnell wieder auf 2000ppm hochgeht - immer noch schlechte Luft also. Ich Lüfte erneut - selbes Spiel - Wert wieder Nahe an 2000ppm. So schnell bekommt man schlechte Luft wohl nicht aus dem Raum. Ich warte eine Nach und der Wert geht auf ca. 1000ppm zurück - immerhin. Und jetzt kommt´s - ich Lüfte erneut, der Wert geht auf 450ppm und nach dem Schließen des Fenster jedoch wieder auf 1800(!) ppm. Was für einen Sinn macht dies ? Der Wert müsste nun nach meinem Verständnis doch niedriger als 1000ppm sein ...?

    Ziehe ich den Sensor vom Netz und starte neu, habe ich (erwartungsgemäß ?) 450-500 ppm im Raum - vermutlich weil sich der Sensor wieder neu kalibriert hat bezüglich Basiswert.

    Für mich macht das Verhalten für den Dauerbetrieb eigentlich keinen Sinn.

    Gibt's hier ähnliche Erfahrungen ? Mache ich etwas falsch, d.h. was ist bei der Kalibrierung bzw. Trennung vom Netz zu beachten ?


    Ernüchternd: ein zum direkten Vergleich verbauter MQ-135 "Billigsensor" liefert scheinbar konsistentere Werte (nach einmaliger Kalibrierung), auch wenn dieser Sensor deutlich träger reagiert, etwas sprunghaft ist und die Genauigkeit nach oben deutlich abnimmt (also keine wirklich guten Werte liefert ab einem Grenzwert). Ansonsten ähneln sich die Kurven der beiden Sensoren.

  4. Ich nutze 4 dieser Seonsoren jetzt über ein Jahr, ohne weitere Probleme. Die Sensoren Kalibrieren sich selber und das funktioniert sehr gut. 

    Wichtig ist die Platzierung, zB sollte der Sensor nicht liegen. Etwas was ich festgestellt hatte, wenn man einmal das Vlies auf dem Sensor angefasst hat braucht der Sensor mehrere Tage bis er wieder richtige Werte bringt.

    Beim ersten Start braucht der Sensor mehrere Stunden bis die Werte passen. Danach reichen ihm ~5Min.

    Es ist durchaus normal das der Wert nach schließen des Fenster steigt, das ist ein Zeichen für mich das der Sensor im Zug steht und der Wert durch diesen zu schnell erreicht wird.

    PS WireGate nutzt diese Sensoren auch erfolgreich für Ihre CO2 Sensorik.


  5. Hat schon mal jemand sowas versucht?

    http://blog.thomasheldt.de/1-wire-luftguetesensor-mit-ds2438-und-tgs2600/

     

    Wäre das evtl. eine günstigere Alternative?

  6. Jan Ziegler sagt:

    Danke für die Hinweise!

    Dieter Schmidberger - aktuell liegt der Sensor in der Tat (Breadboard) und das Vlies hatte ich auch mal kurz versehentlich am Finger. Könnten also auch Erklärungen sein. Ich muss den Sensor vermutlich mal ein paar Tage am Stück laufen lassen und schauen, wie er sich "einpegelt". Gewundert hat mich eben die Tatsache, dass nach dem Lüften (und kurzer Wartezeit) ein schlechterer CO2-Gehalt in der Luft war, als zuvor. Aber ggf. muss er einfach mal länger laufen. WireGate sieht auch interessant aus!

    Interpretierst du nur den CO2-Wert oder auch TVOC (gehen für mich im Diagramm konstant gleich, nur eben in anderer Maßeinheit) ?

    Christian Koller Schau ich mir auch mal an. Sieht mir aber von der Art eher wie die MQ-135 Lösung aus.

     

     

  7. @Jan Ziegler

    Ich übergebe beide Werte an Loxone, nutze aber nur den CO2 Wert.Hier gibt es mehr Infos im Netz ab wann man Lüften soll usw.

    @Christian Koller

    Das Problem ist das kalibrieren und das keine Aussagekräftigen Werte dabei rauskommen. Als Indikator mag das ganz OK sein, aber nicht wenn man eine Lüftung effizient steuern will. Das was du hier sparst, zahlst du später in Form von Strom und Wärme mehr als drauf. 

    Aber das muss jeder selber entscheiden.

  8. Jan Ziegler sagt:

    Dieter Schmidberger Ich habe die Sensoren mittlerweile einige Tage am Stück in Betrieb gehabt in 3 Zimmern und komme (außer bei intensivem Lüften) nicht mehr auf niedrige Werte - meist liegen die Werte um die 2500 ppm (also quasi grottenschlecht - empfinde die Luft aber als ok).

    Lüften hilft um die Werte zu senken, nach dem Lüften springen die Werte aber schnell wieder hoch - eigentlich immer (kleben auch gerne mal an der 3000ppm). Nach der Trennung vom Strom sieht es für einen bestimmte Zeit wieder besser aus, dann dasselbe Spiel.

    Ich verstehe die Kalibrierung der Sensoren nicht (woher hast du entsprechende Infos aus deinem Aritkel?). Aktuell sorge ich immer dafür, dass die Sensoren in einem gelüfteten Raum starten (für die Kalibrierung auf einen sinnvollen Nullwert), aber das scheint nicht die Lösung zu sein. Vor allem bei hohen ppm Werten scheint mir das Lüften (mit kurzzeitig sinkenden Werten) die im Anschluß gemessenen Werte stets weiter in die Höhe zu treiben.

    Was hast du für Werte über den Zeitraum gesehen ? Korrigierst den mit einem Offset ?

     

    Nochmal zu meinem Aufbau:

    Aktuell sind die Sensoren an einem NodeMCU - das Gehäuse ist eine Klopapierrolle (Lächeln) Die Sensoren sind nach unten Richtung Boden ausgerichtet und befinden sich ein paar mm innerhalb der Papierrolle (Schutz gegen Zugluft und Berührung). Die "Gehäuse" hängen an der Wand, ca. 80 cm über dem Boden (in jedem Raum gleich).

     

     

  9. Kalibrierung
    Habe ich aus einer Beschreibung des Hersteller...

    Was soll das mit der Klopapier-Rolle bringen?
    Es ist eher von Nachteil ein aus Altpapier mit Klebstoff versehenes Produkt als Luftzufluss zu nutzen.
    Die VOC werden zB in Parts Per Billion gemessen. So können schon kleinste Partikel aus deinem "Gehäuse" für Fehler sorgen.

    Einfach den Sensor stehend aufstellen und testen. Vielleicht nicht gerade zwischen Tür und Fenster im Luftzug...



  10. Jan Ziegler sagt:

    Dieter Schmidberger Danke dir für deine Hinweise!

    Aber das mit der Rekalibrierung alle 2 Wochen finde ich in keiner Anleitung...?

    Ja, die Klopapierrolle (Zwinkern) da passt der NodeMCU eben direkt rein und der Sensor schien mir geschützt, ist nur eine Zwischenlösung - Gehäuse sind im Anmarsch.

    Meine Annahme bezüglich Stoffe/Kleber im Altpapier war, dass diese durch die Kalibrierung im "Gehäuse" keine Rolle spielen (verfälschen könnte das die Messung im Raum natürlich schon, da der Nullwert/Referenzwert ggf. zu hoch angesetzt wird auf Grund der "Dauerbelastung", aber relativ gesehen dachte ich sollte es keine große Rolle spielen).

    Also ich teste nochmal ohne "Gehäuse"...von der Platzierung befinden sich die Sensoren nicht im Luftzug.

     

     

  11. Jan Ziegler sagt:

    Hier noch ein "finaler Bericht" - meine Sensoren arbeiten im Gehäuse mit Lüftungschlitzen mittlerweile gut und im "Normbereich".

    Man muss die Sensoren in der Tat ein paar Tage laufen lassen, bis sie sich korrekt "justiert" haben (d.h. eine sinnvolle Baseline ermittelt haben).

    Ich habe einige Details über den IAQ erfahren (direkt von AMS) - falls jemand Informationen bezüglich Baseline-Korrektur, "Kalibrierung", Luftfeuchte & Widerstand des IAQ sucht - in diesem Forum hab ich es etwas detaillierter beschrieben:

    http://forum.iobroker.net/viewtopic.php?f=34&t=3954&p=57509#p57509

     

  12. Wer nicht basteln will kauft sich einfach eine Netatmo - funktioniert bei mir wunderbar. Als Budgetlösung oder zum Festeinbau ist das hier aber eine gute Lösung im Vergleich zu den völlig überzogen teuren fertigen Sensoren. 

    Alternative noch für Festeinbau ohne basteln: 1-wire VOC-Sensoren für 120 € pro Stück einzeln im Sensoreinsatz bzw. 100 € pro Stück im Sensoreinsatz als 5er-Pack - geht auch in Ordnung, finde ich.

  13. Netatmo habe ich, sehr langsam und recht ungenau.

    Die Wire-Gate arbeiten mit dem gleichen Sensor wie ich, allerdings erst wird aus einem Digitalen-Wert ein Analogwert (Spannung) gebildet um es mit dem DS2438 weiter zu senden. Auch hier verliert man die Genauigkeit:
    Den Sensor hatte ich ein paar Monate getestet, und war nicht zufrieden. Aufgrund dessen ist das Projekt erst entstanden.

    Ansonsten hast du recht, Alternativen sind es aber halt mit den o.g. Nachteilen.