IOT-Luftqualitätsmessgerät

Team: Sebastian Auer, Martin Stropp

Es soll ein Raumluftmessgerät entwickelt werden, welches sowohl den CO2-Gehalt der Luft als auch die Temperatur sowie die Luftfeuchtigkeit und den Luftdruck misst. Dieses System soll über einen Akku versorgt werden, welcher mithilfe einer USB-Buchse sowie wahlweise auch mit einem Solarmodul geladen werden kann. Das Luftraummessgerät soll die Messwerte über ein WLAN-Modul bereitstellen. Weiters sollen diese Messwerte anschließend mit der Programmier- und Visualisierungsplattform NodeRed oder vergleichbaren Alternativen angezeigt werden. Als Abschluss dieser Arbeit sollen noch weitere Luftraummessgeräte gebaut und gleichzeitig verwendet werden. So soll ein Netzwerk entstehen, in dem alle diese Messgeräte ihre Daten übermitteln. Auf einer Visualisierungswebsite sollen alle Messwerte einander vergleichbar dargestellt werden.

Der CO2-Sensor wurde mit dem CCS811 von ScioSense realisiert. Für die Messung der Temperatur sowie der Luftfeuchtigkeit wurde der Sensor HDC1080 von Texas Instruments eingesetzt. Als dritter Sensor wurde für die Erfassung des Luftdrucks der BMP280 von Bosch eingebaut. Der Microcontroller wurde mit dem ARM STM32L031K6 realisiert, da dieser ein LowPower-Prozessor ist und daher einen sehr geringen Energieverbrauch hat. Als Akku wurde ein 3,7V LiPo-Akku mit einer Kapazität von 300mAh eingesetzt, welcher über eine Mini-USB Buchse oder ein kleines Solar-Panel geladen werden kann. Für die Datenübertragung über WLAN wählten wir das ESP8266-01 Modul. Wahlweise kann ein OLED-Display angeschlossen werden.

Die WLAN-Datenübertragung wurde zuerst mit einem Steckbrettaufbau getestet. Weiters wurde eine Verbindung zur Datenbank hergestellt. Für die Visualisierung wurde ein Grafana-Dashboard erstellt, in welchem die Messwerte der Datenbank dargestellt werden. Für die Sensoren wurde eine Schaltung entworfen, woraus eine elektronische Leiterplatte entwickelt wurde. Diese wurde bestellt, gelötet und getestet. Anschließend wurde die Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) mit dem μController und dem WLAN-Modul getestet.

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