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CO2-Raumluftwächter

  • Hallo Allerseits,


    ich bin jetzt so weit, dass meine Schüler die CO2-Raumluftwächter zusammenlöten. Jetzt habe ich etwas Luft, um die freie Variante fertig zu stellen. Der Raumluftwächter benutzt den Sensirion SCD30 NDIR CO2-Sensor, der per I2C-Bus vom Arduino abgefragt wird. Damit ich keine Probleme mit dem Arduino 5V und dem SCD30 3.3V am I2C-Bus bekomme, habe ich einen Levelshifter mit einem dual N-channel MOSFET BSS138BKS realisiert. Zusammen mit 16 WS2812b LEDs, die zu einem Ring zusammengefasst sind kann die der CO2-Gehalt der Raumluft optisch ausgegeben werden. Hier eine Konzeptzeichnung der Ausgabe per LED-Ring:



    Zusätzlich kann man noch eine Echtzeituhr DS3231, eine CR1220-Halterung, ein OLED-Display und ein SDCard-Slot verlöten, so dass man genauere Werte direkt am Display ablesen kann und man Messwerte aus SD-Karte sichern kann. Leider habe ich herausgefunden, dass die Verwendung des OLED-Displays nicht 100% stabil läuft und der Arduino abstürzt. Der Absturz ist reproduzierbar, immer nur dann, wenn auf das OLED-Display geschrieben wird. Ein Versuch per Watchdog-Funktion des Arduinos scheiterte komplett, so dass selbst der Reset-Taster des Arduinos nichts mehr gebracht hat. Ohne Watchdog kann man den Arduino per Reset wiederbeleben. Wenn man auf das OLED-Display verzichtet, dann läuft der CO2-Raumluftwächter über 2 Tage sauber durch (länger habe ich nicht getestet).


    Hier noch die Bilder der fast fertigen Platine, die ich hier in diesem Thread als Gerber-Dateien und Schaltplan veröffentlichen werde.


    Entgegen meiner früheren Entwürfe werde ich die Abblockkondensatoren der LEDs auf die Seite der LEDs setzen, so dass man leichter per Reflow-Ofen eine Seite fertig bestücken kann. Die komplette Platine werde ich per CC 4.0 BY-NC-SA veröffentlichen und die Software des Arduinos per MIT-Lizenz. Wer also will kann sich selbst einen CO2-Raumluftwächter zusammenbauen, wenn er SMD löten kann bzw. später mit den KiCAD-Datein einen eigenen ganz ohne SMD machen. Wobei die meisten Bauteile nur 1206-Bauteile sind und der BSS138BKS kann man mit etwas Mut 'ner Lupenlampe und viel Flussmittel auch gut löten.


    Wenn Interesse besteht, dann könnte ich eine kleine Sammelbestellung machen, vorallem beim SCD30 lohnt sich das, weil dieser deutlich günstiger wird (siehe hier <- Nettopreise). Aber es eilt etwas, da die SCD30-Sensoren recht schnell immer wieder weg sind. In den letzten 7-8 Wochen sind knapp 10.000 zusammen bei Digikey und Mouser weggegangen.

  • Wenn Interesse besteht, dann könnte ich eine kleine Sammelbestellung machen, vorallem beim SCD30 lohnt sich das, weil dieser deutlich günstiger wird (siehe hier <- Nettopreise). Aber es eilt etwas, da die SCD30-Sensoren recht schnell immer wieder weg sind. In den letzten 7-8 Wochen sind knapp 10.000 zusammen bei Digikey und Mouser weggegangen.

    Bei Mouser bereits nicht mehr lieferbar.


    Warum sind auf der Platine eigentlich keine Befestigungslöcher für das CO2-Modul vorgesehen? Das Modul ist doch relativ groß.



    Grundsätzlich wäre ich an einem Modul interessiert, aber das ist mir mit über 50 Euro doch etwas zu teuer.

    Von den Chinesen gibt's hier was günstiges:

    https://de.aliexpress.com/item/4000212024923.html

    Ein Bekannter hat damit experimentiert und es hat wohl ganz gut funktioniert. Zumindest ausreichend, um den CO2-Gehalt in Räumen abzuschätzen.

    Braucht auch keine 5V-Pegelwandler.

  • Bei Mouser bereits nicht mehr lieferbar.

    Ja, das ist schon seit zwei Wochen so. Aber Digikey hat noch 6.700 zu ähnlichen Preisen (am Donnerstag sind da frisch 8.500 reingekommen).

    Warum sind auf der Platine eigentlich keine Befestigungslöcher für das CO2-Modul vorgesehen? Das Modul ist doch relativ groß.

    Da das an eine Wand befestigt wird, reichen meiner Ansicht nach die verlöteten Stiftleisten.


    Grundsätzlich wäre ich an einem Modul interessiert, aber das ist mir mit über 50 Euro doch etwas zu teuer.

    Von den Chinesen gibt's hier was günstiges:

    https://de.aliexpress.com/item/4000212024923.html

    Ein Bekannter hat damit experimentiert und es hat wohl ganz gut funktioniert. Zumindest ausreichend, um den CO2-Gehalt in Räumen abzuschätzen.

    Braucht auch keine 5V-Pegelwandler.

    Ja toms01 hat mir auch etwas ähnliches angeboten. Aber 1. ist dieser etwas wenige genau und 2. die Lebenszeit des Bauteils beträgt mit 5 Jahren nur 1/3 des Sensirion Sensors. Wir werden an der Schule die Sensoren auf andere Werte einstellen, wenn die Corona-Geschichte vorbei ist und weiter verwenden.


    Ich lade bald alles hoch und dann kannst Du Dir gerne Deine Version machen.

  • ich wäre auch am Aufbau von einem Gerät interessiert ! :thumbsup:

    meine Schwester ist auch Lehrerin an einem Gymnasium und kämpft damit den Schulalltag für Gesundheit, Schüler und Lehrer so optimal wie möglich hinzubekommen :huh:

    Hat Deine Schwester das schon mit der Schuleitung abgeklärt, ob sie so etwas aufstellen darf? Ich kann gerne einen reservieren, alles weitere bitte per PN.

  • Endlich bin ich mit dem Aufräumen der Raumluftwächter-KiCAD-Dateien fertig geworden, so dass ich hier die KiCAD-Dateien und die Gerber-Dateien veröffentlichen kann (s.u.). Mit dabei ist die BOM von Mouser als Excel exportiert, wobei ich die LEDs direkt aus China habe (,weil deutlich billiger). Hier fehlt noch der Arduino.


    Außerdem habe ich die benötigten Bauteile bei Mouser (war vor ein paar Tagen zufällig alles vorrätig) geordert und die sind auch schon hier. Selbst die Arduinos und die LEDs sind bereits aus China die letzten Tage bei mir angekommen. Die Platinen des Raumluftwächters habe ich erst heute in Auftrag gegeben und sollten in knapp 10-12 Tagen dann bei mir sein.

  • Das ist glaube ich nicht ganz so schwer, wie Du denkst. Das hier ist der aktuelle Quellcode zum Schreiben der Daten auf SD-Card. Es wird eine neue Zeile der bestehenden Datei hinzugefügt, wenn es neue Daten gibt. Der Dateiname ist das aktuelle Datum mit Uhrzeit.


    SOP ist ein define statement und steht für serial output. Wenn SOP definiert ist, dann wird über die serielle Schnittstelle etwas Debug-Information ausgegeben. Damit ich einen besseren Überblick behalten kann habe ich bei den "#endif"-Anweisung noch als Kommentar den abgefragten define-Ausdruck dazu geschrieben.

    chours, cmin, csec ist die aktuelle Zeit der neuestens Messwerte co2 (CO2-Wert), temp (Temperatur), hum (Luftfeuchtigkeit)