CO2 Ampel Verstehbahnhof

Hier ist der Link zum Pad:
https://pad.ccc-p.org/2020-11-01_CO2-Ampel?view

CPU

… da ist Espressif (ESP) als Hersteller im Moment mit hoher Wahrscheinlichkeit “the way to go”. Evtl. noch STM. Über Microchip / Atmel / Infineon / Renesas / … hab ich bisher nicht weiter nachgedacht.

Bei ESP gibt es zwei gangbare Varianten (älter/schwächer: 8266 | aktuell/flott: ESP32), die mir gerade im Kopf sind (sicher gibt’s noch mehr und auch weitere Hersteller, die sind mir aber noch nicht eingefallen oder schon wieder verworfen - gerne ergänzen, soweit’s Sinn macht).

ESP8266 ESP32 ESP32 STM
Modulträger Wemos D1 WROOM-32 S2-WROOM CMWX1ZZABZ-091
EvalBoard nicht nötig nicht nötig WROOM-32 / TTGO / … B-L072Z-LRWAN1
Hand-Lötbarkeit 2,54mm-Raster (++) 2,54mm-Raster (++) 1,5mm-Raster (+/-) BGA (–)
Träger-PCB nötig nein nein ja ja++
Schätzpreis lokal 5€ 1,50€ incl. LoRa: 10€
Schätzpreis Asien 1€ 5,78$ 1,99€
Programmierung Arduino? Espressif-IDE / PlatformIO Espressif-IDE / PlatformIO STM CubeIDE

Die ersten Prototypen sind mit ESP8266 (Wemos D1) völlig okay - für eine größere “Serie” passt die Lösung meiner Meinung nach nur bedingt. Das kann / muss noch auf der technischen Ebene diskutiert werden und hängt am Ende von verschiedenen Randbedingungen ab die noch nicht klar sind.
Vom Bauchgefühl wäre die dritte Spalte (ESP-S2-WROOM mit selbst definierter Trägerplatine, Muster hier - Serie lokal gespendet oder aus Asien) aktuell ab ~100 Stück mein Favorit - ich bin da aber flexibel.
Unter 100 Stück kann eine handverdrahtete Spalte 1 Sinn machen. Um das genauer auseinanderzudröseln braucht es zwei parametrisierte Vollkostenrechnungen anhand der technischen Grobkonzepte zu beiden Lösungen, dann weiß man’s genau.

Datenübertragung

Im Jitsi-Call ganz richtig gesagt wurde ja, dass die Datenübertragung keine zentrale Funktion einer CO_2-Ampel ist. Im Prinzip genügt es völlig, wenn mit Farben angezeigt - und evtl. noch mit einem Piepen drauf aufmerksam gemacht wird, wenn gelüftet werden sollte. Daher:

Erste Eskalationsstufe:

  • bunte LED
  • Buzzer (Stufe 1b)

Zweite Eskalationsstufe:

  • Lokale Anzeige des Messwerts (LCD / OLED / …)

Dritte Eskalationsstufe:

  • Datenübertragung nach aussen (WLAN / LoRaWAN)

So lange man auf der ersten oder zweiten Eskalationsstufe bleibt, ändert sich auch meine vorhin geschriebene Beurteilung zur CPU grundlegend … dann tut’s ein kleiner Mikrocontroller (Arduino Uno / Nano / Microchip PIC / …) locker.

Für die Datenübertragung nach aussen gibt es grundlegend die Alternativen WLAN oder LoRaWAN (andere Alternativen: noch nicht drüber nachgedacht oder schon verworfen).
Dafür spricht, dass schon interessante Werte dabei heraus kommen die dann mit schönen bunten Graphen im Klassenzimmer oder im Direktorat blinken können. Dagegen spricht, dass schon interessante Werte dabei herauskommen, die dann irgendwo herumliegen und die irgendwie mittel-leicht-sicher abgelegt werden sollten. Wär ja blöd, wenn jemand anhand der Sensor-Daten verfolgen kann, dass die erste Schulstunde um 07:45 anfängt <hüstel>. Jetzt kann gerne eine beliebig ausgedehnte Datenschutz-Diskussion folgen.

WLAN hat im Vergleich zu LoRaWAN vor Ort einen hohen Konfigurations- und administrativen Aufwand, daher ist LoRaWAN schon sinnvoll, macht die Material-Kosten halt um ca. 10 bis 20 Euro je Ampel teurer.

Die Geräte können bei der Herstellung vorprogrammiert werden und schicken dann sobald ein Gateway erreichbar ist ihre Daten ohne weiteren Konfigurations- oder sonstigen Aufwand ins TTN. Von dort kann (muss nicht) sie der jeweilige “Endkunde” dann mit MQTT oder auf einem der anderen vom TTN angebotenen Wege abholen und kann unkompliziert seine schicken Graphen zaubern oder die Daten in Moodle integrieren. Da ist noch kurz zu klären bzw. bei der Programmierung zu berücksichtigen, ob und wie das beim TTN noch unter “fair use” fällt oder schon darüber hinaus geht. Die notwendige Infrastruktur ist kein Hexenwerk und sollten wir im Netzwerk hinbekommen können, auch wenn’s natürlich nicht vom Himmel fällt.

Am Ende ist es meiner Meinung nach sinnvoll, wenn man in die Richtung geht, auf einer Trägerplatine einen Layout-Teil für LoRaWAN zu berücksichtigen … und den Bereich nur bei einem Teil der am Ende hergestellten Ampeln (je nach Bedarf) zu bestücken. Auf der Platine stört der unbestückte Bereich nicht … und bei Bedarf hat man (auch nachträglich noch) die Option, den Bereich zu bestücken - oder eben auch nicht.

In einer “handverdrahteten” LowLevel-Variante kann man das ähnlich tun, indem irgendwo ein optionaler Montageplatz für ein LoRa-Shield (z.B. Dragino) vorgesehen ist.

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Noch ein schönes Stück Literatur - dankenswerterweise von @source beim CCC-P verlinkt:


… morgen (Dienstag), 19:00
http://3b.umwelt-campus.de/b/gol-nhc-hax

Bin leider jetzt erst auf den Beitrag gekommen. Will der Vollständigkeit halber noch diesen Artikel verlinken:


Wurde wohl auch von dieser Lehrerin gebaut:
https://twitter.com/StahmerVerena

Ein Beitrag wurde in ein neues Thema verschoben: DIY Lüftungsanlagen für Schulräume

Ich habs leider nicht geschafft ins Jitsi. Ich habe die Grove Platine nachgebaut, weil die von Seedstudio ausverkauft ist. Bin gerade noch am testen aber zumindest geht der Sensor schon mal. Gerade hab ichs mit einem Arduino Leonardo und einen Grove Board geschafft ich will aber es auch mit einem Microbit oder Calliope probieren. Dann könnte man leicht anderes Zeugs anschließen.

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Heute abend nächste Update Telco ; 20:00

https://meet.d.ccc-p.org/co2-ampel

lg mario

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@ddb hier hat mir der Entwickler des Boards aus Karlsruhe noch den Link geschickt warum sie das Board von Sensirion nutzen und nicht den Winsen. Thema Qualitätskontrolle. China vs. Schweiz CO2-Sensor Winsensor MH-Z19 - Mikrocontroller.net

und hier die Auswirkung von Luftdruck auf die Co2 Messung. Höherer Druck mehr Partikel … ist etwa 1% pro 100 Höhenmeter. Was noch Auswirkung ist die Temperatur aber da hat man ja einen Sensor in allen Co2 Sensoren. https://www.vaisala.com/sites/default/files/documents/VIM-G-How-to-measure-CO2-Application-Note-B211228DE.pdf

FYI

Ich glaub du hast das Netzteil vergessen!?
Dann stellt sich mir die Frage ob man das ganze nicht gleich über 5V USB versorgt!? :thinking:

Die Stromversorgung ueberlassen wir den Empfaengern. Wir verbauen ein USB Kabel, wo das eingesteckt wird ist jedem selbst ueberlassen. Ich glaube das ist so am besten denn ich kenne die Situation vor Ort nicht. USB ist flexibel genug.

Ich mache morgen ab 11 das jitsi :

https://meet.d.ccc-p.org/co2-ampel wieder auf, dann können wir während des workshops miteinander diskutieren (wer will) lg Mario

Neue Anleitung für eine CO2 Ampel:

FYI

@ARKopp aus München hat ne Platine gebastelt wo man Sensor und D1-Mini einfach aufsteckt. …
wäre auch noch ne Möglichkeit bei höheren Stückzahlen !?
@ARKopp vieleicht magst du mal ein Bild davon hochladen ??

PXL_20201125_171258372 das ist jetzt das Teil von der Iot werkstatt.

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Das ist meine letzte Varianten, gehe aber jetzt weg von 3d Druck case und bestelle jetzt mal ein paar Platinen. Mein China Sensor ist immer noch nicht da. Wie weit seid ihr?

Hab jetzt 3 Leds drin und eine Status LED, Buzzer und zwei Buttons, den Buzzer kann man ausschalten. Der andere Button ist dazu da die Kalibrierung anzuschalten. Will jetzt noch das mit dem Wemos probieren und das es auch auf dem Tisch stehen kann.

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