Feinstaubsensor Luftdaten leicht messen

Oktober 4, 2020
Feinstaubsensor
Feinstaubsensor mit SDS011

Feinstaubsensor selbst bauen und Luftdaten am Standort messen. Der Feinstaubsensor misst alle paar Minuten Feinstaub von 10 µm (PM10) und 2,5 µm (PM2.5). Mit Hilfe von Kombisensor DHT22 auch noch Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Die Daten werden nach jeder Messung direkt per WLAN ins Internet übertragen und sofort auf der Feinstaubkarte angezeigt. Das Projekt ist betreut von OK Lab Stuttgart und die erfassten Daten sind für jedermann zugänglich.

Feinstaubsensor Karte Stuttgart
Feinstaubsensor Map von Luftdaten.info

Selbst gebaute Feinstaubsensor kann natürlich nicht mit professionelle Messstation mithalten, aber das ist auch nicht das Ziel. Durch die Masse von Feinstaubsensoren soll erreicht werden, dass sich in Großstädten hunderte von Sensoren befinden und erfassten Messdaten geben dann kumuliert eine sehr qualitative Übersicht über das Feinstaub in unseren Städten.

Feinstaubsensor Hardware

Die Original Bauanleitung des OK Lab Stuttgart verwendet als Gehäuse zwei HT-Rohrbögen und in einem solchen Bogen lässt sich die Platine des Feinstaubsensors einklemmen. Ein Silikon Schlauch 6 mm Durchmesser verlängert die Ansaug-Nase des Sensors.

Feinstaubsensor Hardware
Feinstaubsensor Hardware

Die ESP8266 Platine wird mit einem Kabelbinder am Feinstaub- Sensor befestigt. Die ganze Konstruktion ist gut durchlüftet und lässt sich dann leicht mit Kabelbindern an Geländern, Regenrinnen oder anderen Gegenständen befestigen. Die Rohre bieten Schutz vor Wind und Wetter. Die Öffnungen kann man mit Fliegenschutzgitter zusätzlich von Insekten schützen.

Hardware Liste

Feinstaubsensor Programmierung und Zusammenbau

Zuerst müssen Sie Flash Tool gemäß PC OS von Sensor Community Seite herunterladen und installieren. Sie müssen auch noch Treiber installieren um die NodeMCU (ESP8266) zu flashen. Benötigt wird USB-2-Seriell-Treiber für Ihrer Betriebssystem. Der Chipsatz für die NodeMCUs ist normalerweise der CH341, schauen Sie auf der Rückseite von NodeMCU nach, um einige technische Informationen zu finden. Der Treiber ist notwendig für Windows und Mac OS Systeme, Linux Anwender brauchen keinen Treiber.

Feinstaubsensor Shema
Feinstaubsensor Zusammenbau

Programmierung ist ganz einfach, ESP8266 (NodeMCU) Board mit PC verbinden, AirRohr Flasher starten, Board wählen und Flash-Prozess starten. Dauer nicht lange und NodeMCU ist programmiert, von PC trennen und gemäß Schaltplan Komponenten mit Steckbrücken verbinden.

Wenn Sie alles zusammengebaut haben, dann verbinden Sie Feinstaubsensor mit Stromversorgung. NodeMCU meldet sich mit eigenen WLAN erkennbar durch SSID airRohr (bzw. esp8266), verbinden Sie PC mit NodeMCU Access Point und unter http://192.168.4.1 erreichen Sie NodeMCU Weboberfläche und gemäß Anleitung konfigurieren Sie Feinstaub- Sensor.

feinstaubsensor http 1
Feinstaubsensor Weboberfläche

Wichtig: NodeMCU müssen Sie feste IP Adresse vergeben abhängig von Router Konfiguration (z.B. Fritzbox). Wenn Konfiguration fertig ist, melden Sie sich unter https://devices.sensor.community/ und registrieren Sie Ihren Sensor. Der Sensor sendet dann regelmäßig Daten zum Sensor Community und wird auch auf Luftdaten Info Map gelistet.

Sensor Daten ist auch möglich in verschiedene Smart Home Systeme zu integrieren. So zum Beispiel FHEM hat eigene Modul LuftdatenInfo zum Integration von eigenen oder fremden Feinstaub- Sensoren.

Fazit

Der Feinstaubsensor hat eine Lebensdauer von 8000 Stunden. Die Software von luftdaten.info steuert ihn alle 150 Sekunden an, sollte also einen Betrieb über ein paar Jahre erlauben. Der Temperatursensor BME280 empfiehlt sich als gute Wahl. Er liefert zusätzlich den Luftdruck und gilt als zuverlässig. Der vorgesehene DHT22 neigt bei der Feuchtigkeitsmessung zur Sättigung, wird dann also sehr träge.

Feinstaubwerte Stuttgart
Feinstaub- Sensor Integration in FHEM

Die Feinstaub- Sensoren sind für Betrieb zwischen -10 °C bis 50 °C und Luftfeuchtigkeit bis 70% vorgesehen. Außerhalb des Bereichs sollte man die Werte mit Vorsicht betrachten. Die Sensoren liefern vor allem Indizien zu Änderungen der Feinstaubbelastung. Ihren absoluten Werten kann man im unteren Messbereich nicht hundertprozentig trauen.

Schnell unterliegt man Fehlschlüssen: So konnten wir bei Regen stark ansteigende Feinstaubwerte beobachten, die auf hohe Luftfeuchte zurückzuführen waren. Die Theorie dazu ist, dass die Sensoren dann Wassertröpfchen fälschlich als Feinstaub interpretieren. Das bedeutet, dass
man aus den Daten keine schnelle Schlüsse ziehen sollte, aber wie schon früher gesamt die Menge von Feinstaub- Sensoren macht die Feinstaubwerte, bzw. Lufdaten Map zuverlässiger.

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