Netz39

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====== VOC-Sensor (Messung der Luftqualität) ======

===== Project information =====
  ? Maintainer: 
  : [[user:mg-95|Max2]]
  ? Interessenten:
  : [[user:tux]], [[user:dkdent]]
  ? Status
  : Planning  
  

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## ESPHome Firmware

Verwendet diese esphome Firmware: https://git.unhb.de/smash/co2ampel

## Vorhaben

Um zu Corona-Zeiten die Luftqualität im Netz39 messen zu können, wird geplant, einen VOC-Sensor zu verbauen.

Warum der VOC-Gehalt gemessen werden soll und eine CO2-Messung nicht ausreicht, kann man hier nachlesen: [PDF](https://sensortec.ch/wp-content/uploads/documents/de/%5B6%5DAllgemeine%20Infos%5Bgrey%5D/Unterschiede%20VOC%20und%20CO2%20Messung.pdf)


### Related Work

[Watterot hat auch ne CO2 Ampel](https://github.com/watterott/CO2-Ampel), die kann man direkt kaufen, [wenn man reich ist](https://github.com/watterott/CO2-Ampel)

### Sensor
In der Make-Zeitschrift 5/20 wird eine [CO2-Ampel](https://www.heise.de/select/make/2020/5/2022015381334973804) vorgestellt, die sowohl CO2 als auch VOC misst. 

Dort wurde für die VOC-Messungen der Sensor [BME680 von Bosch](https://www.bosch-sensortec.com/products/environmental-sensors/gas-sensors-bme680/) verwendet. Dieser ist ziemlich klein, für low-power-Anwendungen geeignet und lässt sich über I2C/SPI ansprechen. 

Der Sensor kann zusätzlich zu VOC-Messung außerdem die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck messen. (Die drei Sachen werden benötigt, um die VOC-Messgenauigkeit zu gewährleisten)

#### Sensor-Firmwaretreiber

Bosch hat die Treiber für die Sensoren auf [github](https://github.com/BoschSensortec/BME680_driver) veröffentlicht.  
Bosch hat die Arduino-Bibliothek für die Sensorfusion als Binaryblob auf [github](https://github.com/BoschSensortec/BSEC-Arduino-library) veröffentlicht.
Von Adafruit gibts einen [Arduino](https://github.com/adafruit/Adafruit_BME680) und einen [CircuitPython](https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_BME680) Treiber

### Firmware

[Hier](https://github.com/24367dfa/bme680_esp32) bastelt David mit RIOTos an der Firmware auf einem esp32. Übertragung der Daten geplant per WiFi und MQTT.

[Arduino Code Beispiel](https://gist.github.com/JavanXD/e18d510216599d678d1f380f82a6841e) für die Berechnung eines AirQualityIndex

### Datenübertragung

Die Übertragung kann über BLE geschehen, sofern der Sensor mit Batterien betrieben werden soll.
Bei einer festen Stromversorgung kann sie auch über ESP/WiFi oder CAN stattfinden.


### Frontend

Die Daten sollen auf OpenHab gesammelt werden und dort ausgewertet werden und ggf. eine Statusmeldung zur Luftqualität im Space veröffentlicht werden.
* Openhab nutzt für Persistenz auch nur 3rd-Party-Datenbanken, z.B.
  * https://www.openhab.org/addons/persistence/rrd4j/
  * https://www.openhab.org/addons/persistence/influxdb/
* Wir könnten die Daten auch direkt in einer Influxdb abliefern. (Dann muss man nicht zwingend OpenHab haben.)
* MQTT → InfluxDB ist möglich
  * http://nilhcem.com/iot/home-monitoring-with-mqtt-influxdb-grafana
  * https://github.com/mhaas/mqtt-to-influxdb-forwarder
* D.h. letztendlich reicht es für den VOC-Sensor, Daten in einem MQTT-Topic abzuladen. Der Rest kann bequemer auf einem RPi oder in einem Docker-Container gemacht werden.

### Diskussion

- [tux] Wie wäre es mit einem komponentenbasierten Design?
  - eine Komponente ist der VOC-Sensor, der für alle gleich sein kann
  - zweite Komponente: Steuerung/Kommunikation, z.B. BLE mit STM oder WiFi mit ESP
  - dritte Komponente: Stromversorgung: Batteriebetrieben oder mit ext. Versorgung
- [maxD] Wollen wir RIOT OS benutzen? Das hat sogar schon einen Treiber dafür: [Externer Link](https://doc.riot-os.org/group__drivers__bme680.html)

### ToDo-Liste

- Batteriebetrieb oder Kabelgebunden
- David hat Breakoutboards bestellt, sind angekommen
- Design der Platine
- Sammlung der Daten in OpenHab
- OpenHab-Indikator, dass gelüftet werden muss oder Luftfilter anwerfen

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