Technische Details - BULME Luftqualitäts-Box
Die Luftqualitäts-Box besteht aus drei Teilen:
- CO2-Sensor (im Bild das Teil unten)
- Leuchtring (im Bild links)
- Mikrocontroller (im Bild rechts)
Der CO2-Sensor misst alle 10 Sekunden die Kohlendioxid-Konzentration der Umgebungsluft und überträgt die Messwerte an den Mikrocontroller. Er ist das teuerste und empfindlichste Teil der Box.
Der Mikrocontroller ist ein kleiner Computer mit einem Programm, das die Messwerte vom Sensor empfängt und bearbeitet. Auch die Anzeige auf dem Leuchtring wird vom Mikrocontroller erledigt; er ist die "Steuerzentrale" unserer Box.
Die roten und schwarzen Kabel im Bild versorgen den Leuchtring und den Sensor mit elektrischer Energie (Strom). Über das gelbe Kabel laufen die Steuersignale vom Mikrocontroller an den Leuchtring. Die 12 Lichter (Leuchtdioden die aus den 3 Grundfarben "rot", "gelb" und "blau" alle möglichen Farben mischen können) bekommen jeweils ihre drei Farbwerte als Zahlen vom Mikrocontroller.
Über das orange und blaue Kabel läuft die Kommunikation zwischen Mikrocontroller und Sensor; mit "Nullen" und "Einsen" (also einem digitalen Signal) wird die Messung gesteuert und die Messwerte übertragen.
Das Bild links zeigt den Verlauf der CO2-Konzentration in der Luft (500 bis 1300ppm, das sind "parts per million" - 1000ppm entspricht 0,1% CO2-Anteil). Beim Lüften geht die Kurve sehr schnell nach unten (meist unter die 500ppm-Linie), danach bei geschlossenen Fenstern steigt sie langsam wieder an, weil wir Menschen beim Atmen den Sauerstoff der Luft in Kohlendioxid (CO2) umwandeln. Hohe CO2-Konzentration macht müde und Mediziner haben nachgewiesen, dass hohe CO2-Werte auch ein Ausdruck für einen hohen Anteil an Aerosolen sind (also Teilchen, die auch Viren wie Grippe oder Covid-19 enthalten).
CO2-Sensor: Senseair S8 mit serieller Schnittstelle (Modbus-Protokoll über UART)
- Messbereich: 400-2000ppm CO2
- Messfehler: ± 70ppm (entsprechen ± 3% des Messbereichs) bei 5 bis 30°C und 20-70%RH
- Programmierung in C++ (objektorientiert) mit VisualStudio Code (PlatformIO-Erweiterung)
- Datenlogging, Ausgabe der Messwerte über USB (virtueller COM-Port)
- Kalibrationsdaten des Sensors werden ausfallssicher im EEPROM abgelegt
Leuchtring: 12 RGB-LEDs (WS2812B-kompatibel mit 3x 8bit Auflösung)
- Darstellung von 16 Millionen Farben möglich
- >30 frames/s für Animationen ("Bewegung" auf dem Leuchtring)
