Feinstaubsensor – Auswahl und Gehäuse

Schon seit vielen Monaten wabert das Thema Feinstaubfilter durch die Tweets und Einträge diverser Foreneinträge. Seit jetzt der Paxcountersketch von Cyberman54 den SDS011 unterstützt habe ich mich mal daran gemacht, meine luftdaten.info-Version mit WLAN einmal auf LoRa umzubauen.

Eine der ersten Reaktionen im Forum – Paxcounter und Feinstaubsensor – wie passt das zusammen?
Nun ja, der Paxcounter wurde in der letzten Zeit vom einfachen Sensor eher zum Schweitzer Taschenmesser umgebaut und wenn man die Parameter entsprechend setzt macht man aus diesem Node einen Klimasensor.

Doch dazu mehr. Hier soll es erst einmal um die Geräteauswahl und das Gehäuse gehen.

Die Geräteauswahl war in meinem Fall recht einfach. Im Standard unterstützt der Feinstaubsensor von luftdaten.info den Node.MCU in zwei unterschiedlichen Bauformen. Da ich gern ein dafür designtes Gehäuse nutzen wollte, musste das Board vergleichbare Maße haben. Ein Display war weniger relevant da dieses im Gehäuse eh nicht mehr sichtbar sein wird.

So viel meine Wahl auf den TTGO LoRav1, ein Board welches ich noch im der Ramschkiste liegen hatte. Dies hat offensichtlich damit zu tun, das der kombinierte Betrieb dieser Boards mit Akku und USB-Kabel zu brenzligen Ergebnissen führen kann. In meinem Fall war aber auch dies nicht relevant, der Node bekommt keinen Akku – mit dem SDS stecke ich lieber erst einmal ein USB-Kabel / Netzteil an.

Vielleicht habe ich später mal Zeit und Lust, die Stromaufnahme im Betrieb bzw. im Ruhezustand hinsichtlich einer möglichen Batterieversorgung zu untersuchen.

Das passende Gehäuse habe ich mir selbst gedruckt. Es gibt verschiedene Vorlagen unter dem Suchbegriff Airrohr oder Feinstaubsensor auf thinigverse.com.

Wichtig bei m Drucken der Gehäuse ist die Auswahl des richtigen Filaments. Es kann durchaus sein, das man PETG durch Auftragen einer Farbschicht UV-Beständig bekommt, ich entschied mich gleich für den Einsatz von ASA auf Grund seiner UV-Beständigkeit. Sonst ist dieses Material vergleichbar mit ABS – neben dem UV-Thema spielt hier auch die Temperaturbeständigkeit eine Rolle.
Leider hat ASA jedoch auch einen Nachteil, es enthält Styrol und beim Drucken entstehen Dämpfe, welchen man aus dem Weg gehen sollte. Für meinem Drucker bedeutete dieses Vorhaben, im Vorfeld noch ein stabiles Gehäuse drum rum zu bauen. Weiterhin sollte man ASA immer mit BRIM-Option drucken – durch den zusätzlichen Rand sind dann zwar immer die Kanten des Druckstücks extra zu glätten, aber der Rand hält das Druckteil besser auf der Druckplatte.

Ich habe mich letzten Endes für dieses Gehäuse entschieden. Zum Einen kann ich es frei im Gelände an einem Rohr aufstellen, zum Anderen ist es durch seinen Aufbau gut belüftet, was mir für den Einsatz des BME recht wichtig war.

Für das Gehäuse müssen 8 verschiedene Teile gedruckt werden. Dabei handelt es sich um das Oberteil, jeweils 4 Mittelteile und das Unterteil. Dazu kommt die Halterung, welche in zwei verschiedenen Versionen einmal als Wandhalterung und einmal als Halterung für die Montage an einem Rohr verfügbar ist. Das letzte Teil ist der Geräteträger im Inneren des Gehäuses. Hier gibt es eine Version für den CH340 oder den CP210.

Das von mir genutzte Board passt mit einer kleinen Modifikation auf den Halter CP210. Diese Modifikation besteht einfach darin, den im Bild rot markierten Bereich aus der Halterung heraus zu schneiden. [Das ist die russische Variante der Anpassung – sollte sich jemand finden der das *.stl-File der Halterung so anpassen kann, das diese ohne chirurgische Eingriffe passt, wäre das mein Favorit. Aber, bis dahin geht es aber auch so!)

Zusammengehalten wird das Gehäuse durch 3 PTFE-Rohre (4mm), in welche oben und unten jeweils eine Schraube gedreht wird. Ich verwendet dazu Edelstahlschrauben M2,5.

Hat man alles gedruckt kann man das Gerät zusammenbauen und, wenn man alles richtig gemacht hat, befinden sich USB-Anschluss und Rohrabgang genau über den, im Bodenteil dafür vorgesehenen Öffnungen.

Die Antenne des Nodes kann, wie auf dem Bild zu sehen einfach mit in die Grundplatte geschraubt werden. Auch diese Darstellung zeigt, die Nutzung des inneren Halters funktioniert, aber wenn jemand das *stl-File anpasst wäre es günstig, auch die gesamte Position des Boards so zu optimieren, das der USB-Anschluß besser mittig über der Öffnung der Grundplatte steht. Sofern man sich selbst ein USB-Spannungsversorgungskabel mit einem USB-Stecker in einer kleinen Bauform baut, geht es prima. Wenn man fertige Kabel verwendet, sind die Stecker meistens zu breit und sorgen für ordentlich seitlichen Druck auf die USB-Buchse. Wie gesagt, schmale Stecker funktionieren und die nutze ich.

Eigentlich wollte ich nun direkt mit dem Einspielen des Sketches weiter machen. Hier zeigt sich jedoch, das die Implementierung des Feinstaubsensors in den Paxcountersketch noch einige Defizite hat. So läuft der Feiinstaubsensor unabhängig vom eingestellten Sendeintervall alle 30s los, was mir mit Blick auf die Lebensdauer eines solchen Sensors deutlich zu oft ist. Auch die Einbindung in den Payload ist nicht wirklich schön.

Dementsprechend wird es hier demnächst Anpassungen geben, welche wir dann hier vorstellen werden. Also, bis dann!

Steffen

2 Antworten auf „Feinstaubsensor – Auswahl und Gehäuse“

  1. Hi,
    wie hat sich das Gehäuse bis jetzt über die Zeit so geschlagen?
    Wie sieht es mit der Wetterfestigkeit und Insektenhotel-Fähigkeit aus?

    Grüße,
    Oliver

    1. Moin,

      Also bisher habe ich mit dem Gehäuse nur gute Erfahrungen gemacht. Selbst bei Sturm und Regen arbeitete der Sensor sauber durch und Insekten sind bisher keine eingezogen. Das Material ist noch wie neu, also bisher alles Top. Ggf. Muss ich ihn noch etwas höher hängen, das Gras davor wächst langsam ran – dann könnten auch Insekten ein Thema werden.

      Steffen

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