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Ich hatte mich ja schon in der Vergangenheit mit Feinstaubsensoren beschäftigt und jetzt hat mich der Bau einer CO2 Ampel interessiert. Diese Co2 Ampeln können dafür genutzt werden um in Schulklassen die Fenster zu öffnen wenn die Luftqualität nicht mehr „gut“ ist und das Lüften des Raumes sinnvoll wäre. Rein aus Interesse habe ich mir dann auch gleich das CO2 Ampel Set von Guido Burger (@guido_burger) auf TINDIE bestellt. Der Zusammenbau ging fix und war gleich erledigt denn die Komponenten wie der ESP8266 NodeMCU, die Nutzung des I2C Bus und die drei LEDs sind mir gut bekannte Bausteine aus vielen DIY Projekten die ich bereits umgesetzt habe. Lediglich des Sensirion SDC30 Sensor war für mich etwas Neues. Aber dank der Möglichkeit diesen ebenfalls via I2C Bus anschließen zu können hatte ich hier keine Sorge die Ampel nicht an das Laufen zu bekommen. Auch gibt es viele gut beschriebene Bibliotheken wie der SDC30 Co2 Sensor angesteuert werden kann.

Hier ein Bild meiner fertig aufgebauten CO2 Ampel mit USB Power Bank aufgebaut in einem Pappe Gehäuse als Ständer.

 

CO2 Ampel ESP8266 NodeMCU Sensirion SDC30

CO2 Ampel ESP8266 NodeMCU Sensirion SDC30

CO2 Ampel – Komplettpaket @guido_burger

Hier der Link des fertigen CO2 Ampel Kits welches ich mir gekauft habe. Das OLED Display habe ich selber ergänzt das ist kein Teil des Kits. Ich habe das OLED Display angeschlossen, da ich mir so die gemessenen CO2 Werte noch als Zahl darstellen lassen kann.

TINDIE: https://www.tindie.com/products/FabLab/diy-octopus-with-scd30-and-nodemcu-v2/

Zusammenbau

In dem CO2 Ampel Paket das ich mir auf Tindie von Guido gekauft habe sind alle Komponenten dabei die für den Zusammenbau der CO2 Ampel gebraucht werden der. Die Lötarbeiten fallen daher minimal aus und somit ist der Aufbau ganz einfach gehalten. Dank der großen Platine auf der alle Komponenten einfach fest gelötet werden müssen ist es so gut wie ausgeschlossen, dass man Fehler beim Zusammenbau macht. Die PDF Anleitung die es dazu online gibt führt einen ganz gut durch die einzelnen Schritte und zeigt Erweiterungen auf.

Hinweis: Ich habe allerdings bei meiner CO2 Ampel den ESP8266 NodeMCU und den Sensirion SCD30 Sensor auf Sockel gesteckt damit ich diese auch wieder abnehmen kann. Denn wenn der ESP8266 oder SCD30 einmal fest verlötet sind so ist es kaum noch mögliche diese wieder auszubauen.

Hier noch ein Video das den Zusammenbau zeigt wie einfach das ist.

Hier ein Bild der Komponenten die in meinem Paket enthalten waren.

CO2 Ampel Kit Sensirion ESP8266 NodeMCU SDC30

CO2 Ampel Kit Sensirion ESP8266 NodeMCU SDC30

Hier gibt es noch die PDF Anleitung an hand der ich den Zusammenbau des KITs vorgenommen habe.

Bevor ich jetzt den Lötkolben einschalten habe wurden drei Buchsenleisten passend mit deinem Drehmel zurecht geschnitten. In diese Buchsenleisten werden dann der ESP8266 und der SCD30 Sensor gesteckt.

CO2 Ampel Buchsenleisten Sensirion ESP8266 NodeMCU SDC30

CO2 Ampel Buchsenleisten Sensirion ESP8266 NodeMCU SDC30

Nach dem ich für den ESP8266 NodeMCU die passenden Buchsenleisten zugeschnitten hatte ging es an das anlöten dieser Buchsenleisten. Das ging recht flott da ich schon einiges an Übung habe. Wichtig ist, dass bei diesen vielen Lötpunkten der Dampf der beim Löten entsteht abgesaugt wird. Dazu habe ich mir wie so häufig wieder den kleinen Lüfter auf den Tisch gestellt.

CO2 Ampel loeten ESP8266 NodeMCU ensirion SDC30

CO2 Ampel loeten ESP8266 NodeMCU ensirion SDC30

Nach dem ich die drei Buchsenleisten fest gelötet hatte sieht die CO2 Octopus Platine jetzt wie folgt aus.

Hinweis: Wer wie ich die beiden GOOVE Buchsen / Schlüsse gleich mit verlötet verliert die beiden Löcher um die Platine fest zu schrauben. Ich habe dann später die beiden weißen Stecker wieder ausgelötet was gar nicht so einfach war.

CO2 Ampel Octopus Sensirion ESP8266 NodeMCU SDC30

CO2 Ampel Octopus Sensirion ESP8266 NodeMCU SDC30

Anschließend habe ich dann den ESP8266 und den SDC30 aufgesteckt. Bei dem SDC30 muss ich allerdings sagen das dieser etwas locker sitzt. Da er nur von einer Reihe einer Buchsenleiste gehalten wird. Aber einen Wackelkontakt konnte ich dann später im Betrieb nicht feststellen und die Co2 Ampel steht ja die meiste Zeit an einem Ort und ist nicht mobil bzw. Erschütterungen ausgesetzt.

Damit die LEDs für die Ampelfarben ROT, GELB und GRÜN an den ESP8266 angeschlossen werden können muss noch für jede LED ein Vorwiderstand eingelötet werden. Diese sind schon mit dabei und in der Anleitung sind auch die Farben schön beschrieben die diese Widerstände haben sollten. Das Einlöten der drei Widerstände war überhaupt kein Problem.

Ich habe die LEDs und die Diode für den NEO Pixel Ring gleich mit eingelötet. Von hinten sieht jetzt das Octopus Board wie folgt aus.

CO2 Ampel Octopus Rueckseite Sensirion ESP8266 NodeMCU SDC30

CO2 Ampel Octopus Rueckseite Sensirion ESP8266 NodeMCU SDC30

Jetzt sind alle Bauteile angelötet und die CO2 Ampel ist so gut wie Einsatzbereit. Lediglich die Software muss noch aufgespielt werden. Dazu auf GitHub einfach das Programm herunter laden und auf den ESP8266 NodeMCU schreiben. Wie genau das geht und was alles vorbereitet werden muss habe ich auf meinem Blog www.Custom-Build-Robots.com bereits beschrieben. Lediglich das CO2 Ampel Programm muss statt dem Roboter-Auto Programm verwendet werden.

Jetzt sollte alles Funktionieren und die Ampel in einer der drei Farben leuchten. Im seriellen Monitor seht ihr die Ausgabe welche Werte genau gemessen wurden.

CO2 Ampel Erweiterungen

SSD1306 OLED Display Erweiterung

Wer von euch wie ich gerne ein SSD1306 OLED Display verbauen möchte kann das natürlich machen. Wie dieses Display angeschlossen wird und welche Bibliotheken benötigt werden habe ich wieder auf meinem Blog www.Custom-Build-Robots.com bereits beschrieben. Lest euch diesen Beitrag bitte durch und installiert in der Arduino IDE die Unterstützung für das OLED Display.

Damit ich das OLED Display auch anschließen kann habe ich auf der Rückseite des Octopus Boards einem GND/5V sowie den I2C Bus mit SCL / SDA heraus geführt. Anschließend konnte ich das Display ohne Probleme verwenden und die Messwerte anzeigen.

Das Programm gibt es hier: GitHub CO2 Ampel

Base Line des SDC30 setzen

Wichtig ist es dem Sensirion SDC30 eine Baseline zu setzen für quasi frische Luft. Andernfalls zeigt er nicht die richtigen Werte an. Der SDC30 kalibriert sich auch selbstständig das dauert aber 7 Tage und pro Tag muss er auch für 1 Stunde an die frische Luft. Da mir das zu viel ist habe ich das Programm so erweitert, dass wenn man den Flash Button am ESP8266 NodeMCU drückt die neue Baseline ermittelt wird. Das macht man am besten wenn man den Raum vorher lange gelüftet hat oder direkt im Freien. Die LEDs blinken dann auch entsprechend das die Messung startet und wenn die Messung beendet ist.

Das Programm gibt es hier: GitHub CO2 Ampel

Zusammenfassung

Ich finde das Projekt der CO2 Ampel sehr interessant und hatte meine Freude daran mal ein Board wie das CO2 Octopus zu verwenden. Die Zweite CO2 Ampel werde ich direkt selber bauen ohne solch einem Board da ich so doch in etwa fast die Hälfte der Koste sparen kann. Dennoch ist das Projekt klasse und ich empfehle allen die sich nicht so gut auskennen das Kit auf Tindie von Guido zu kaufen. Da kann man einfach nichts falsch machen.

Meine Buchempfehlungen

Alle die jetzt mit dem Projekt starten und vielleicht etwas mehr rund um die Micro Controller Familie ESP und den Arduino erfahren möchten empfehle ich die beiden folgenden Bücher. Beide Bücher erklären auch sehr viel zum Thema Elektronik und wie diese am besten verbaut und angeschlossen wird. Auch wird jeweils auf die Programmierung eingegangen.

Das folgende Buch erklärt sehr gut die ESP32 Familie und viele davon kann auch auf den ESP8266 NodeMCU übertragen werden der in dem CO2 Ampel Projekt zum Einsatz kommt.

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Wer ganz neu in die Welt des ESP8266 startet sei das folgende Buch empfohlen. Es bietet einen tollen Einstieg in die Welt der Arduino und Klone wie dem ESP8266 NodeMCU.

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