Spis treści:
- 1 Hauptquellen der Luftverschmutzung
- 2 Luftreinheitssensor - Feinstaubanalyse
- 3 Luftreinheitssensor - Funktionsprinzip
- 4 Zusätzliche Informationen zu Sensoren, die das Vorhandensein von Feinstaub in der Luft messen
- 5 Andere Parameter des Luftqualitätssensors
- 6 Möglichkeiten zur Verbindung von Luftqualitätssensoren und Kompatibilitätsinformationen
- 7 Batteriebetriebener Luftqualitätssensor - eine fertige Lösung
- 8 Warum einen Luftreinheitssensor installieren?
Das Problem der verschmutzten Luft betrifft sowohl die Bewohner großer städtischer Ballungsräume als auch ländlicher Gebiete. Schlechte Luftqualität hat direkte Auswirkungen auf die Gesundheit, da sie das Risiko von Atemwegserkrankungen erhöht. Luftqualitätssensoren sind hochentwickelte Geräte, die die Luft auf das Vorhandensein von Schadstoffen, einschließlich PM10- und PM2,5-Feinstaub, analysieren. Mit diesen Informationen ist es möglich, Aktivitäten außerhalb des Hauses anzupassen und so die Auswirkungen von Smog auf die Gesundheit zu minimieren. Was sollte man sonst noch über diese Sensoren wissen?
Hauptquellen der Luftverschmutzung
Zu den schädlichsten Luftschadstoffen gehören Stickoxide, Schwefeldioxide und Kohlendioxide. Die Schadstoffe werden vor allem von Öfen in Privathaushalten, lokalen Heizungsanlagen und Verbrennungsfahrzeugen ausgestoßen. An windstillen Tagen besteht ein hohes Risiko so genannter niedriger Emissionen, bei denen viele kleine Quellen geringe Mengen an Schadstoffen in die Atmosphäre abgeben, die sich zu Smog anreichern. Feinstaub ist der Hauptbestandteil des Smogs und stellt für Menschen jeden Alters ein ernstes Gesundheitsrisiko dar.
Luftreinheitssensor - Feinstaubanalyse
Luftqualitätssensoren sind Geräte, mit denen die Luft auf das Vorhandensein von Schadstoffen, hauptsächlich PM10 und PM2.5, untersucht wird. Sie messen nicht nur das Vorhandensein, sondern auch die Menge der Partikel. PM10-Partikel haben einen Durchmesser von weniger als 10 Mikrometern. PM2,5 hingegen hat einen Durchmesser von weniger als 2,5 Mikrometern.
Letztere sind besonders gefährlich, da sie über die Lunge in den Blutkreislauf eindringen und verschiedene Krankheiten verursachen können. Sensoren melden, wenn sichere Schadstoffwerte überschritten werden, so dass Maßnahmen zum Schutz der Gesundheit ergriffen werden können.
Luftreinheitssensor - Funktionsprinzip
Der Luftqualitätssensor untersucht die Luft, die durch ihn strömt, und bewertet den Grad der Schadstoffbelastung. Wenn er eine Überschreitung der festgelegten Normen für bestimmte Stoffe (z.B. Feinstaub PM10 und PM2,5) feststellt, gibt das Gerät ein optisches, akustisches oder ein Signal an das Bedienfeld des Smart Home Systems ab. Auf diese Weise wird vermieden, dass Sie sich ungünstigen atmosphärischen Bedingungen aussetzen, insbesondere in Zeiten von starkem Smog. Der Sensor kann auch anzeigen, dass ein Luftreiniger aktiviert werden muss, der z. B. mit einem Kohlefilter ausgestattet ist, um die Luft von PM10- und PM2,5-Partikeln zu reinigen.
Zusätzliche Informationen zu Sensoren, die das Vorhandensein von Feinstaub in der Luft messen
Sensoren zur Überwachung der Luftqualität können Teil von Wetterstationen sein, die den Verschmutzungsgrad, die Luftfeuchtigkeit, den Luftdruck, die Temperaturen und andere Umweltparameter bestimmen. Neben PM10 und PM2.5 überwachen moderne Sensormodelle auch PM1.0-Konzentrationen. Ausgewählte Geräte sind sogar in der Lage, Zigarettenrauch zu erkennen.
Ein Vorteil moderner Luftqualitätssensoren ist ihr geringer Stromverbrauch von z.B. 100 mA. Die einzelnen Modelle unterscheiden sich z.B. im Spannungsbereich (z.B. 4,5 V bis 5,5 V), dem Partikelmessbereich, z.B. von 0,3 µm bis 1,0 µm, 1,0 µm bis 2,5 µm und 2,5 µm bis 10 µm. Ein weiterer Parameter ist die Empfindlichkeit, z. B. 50% für 0,3 µm große Partikel, 98% für 0,5 µm und größere Partikel. Die Sensoren können sich auch in der Art der Kommunikation unterscheiden. Einige von ihnen verwenden die UART-Schnittstelle.
Andere Parameter des Luftqualitätssensors
Der Sensor der die Konzentration von Feinstaub in der Luft überwacht, garantiert eine kurze Reaktionszeit. Ausgewählte Modelle melden erkannte Verunreinigungen in weniger als 10 Sekunden. Ein weiterer Vorteil ist der Betriebstemperaturbereich.
Einige Geräte sind nur für die Verwendung in Innenräumen geeignet, während andere sicher im Freien verwendet werden können. Der Standardtemperaturbereich für Luftqualitätssensoren im Außenbereich liegt zwischen -20°C und +50°C. Es sind kleine Geräte mit Abmessungen von z.B. 50 × 38 × 21 mm.
Möglichkeiten zur Verbindung von Luftqualitätssensoren und Kompatibilitätsinformationen
Der Feinstaubsensor ist eine wichtige Komponente in vielen elektronischen Projekten, einschließlich intelligenter Heimsysteme. Ausgewählte Geräte sind mit Mikrocontrollern, z. B. Arduino, kompatibel, die die Schaltzentrale von Hausautomatisierungssystemen sind. Am Sensor befinden sich Pins, die am häufigsten als VCC (Stromversorgung), Gerätemasse, Reset, PWM, ein Pin, der die Kommunikation von UART auf I2C und umgekehrt umschaltet, ein SET-Pin und andere bezeichnet werden.
Batteriebetriebener Luftqualitätssensor - eine fertige Lösung
Mit batteriebetriebenen mobilen Luftqualitätsdetektoren werden unter anderem die Konzentrationen von PM1-, PM2,5- und PM10-Partikeln mit einer Genauigkeit von bis zu 1 ug/m3 gemessen. Die Kommunikation mit solchen Geräten erfolgt über ein integriertes Bluetooth-BLE-Modul, das z. B. mit Smartphones verbunden werden kann. Darüber hinaus bieten die Hersteller ausgewählter Sensoren eine App an, mit der der Sensor aus der Ferne ausgelesen und verwaltet werden kann.
Einige Sensoren verwenden ein Lasermodul, um einen äußerst präzisen Lichtstrahl zu erzeugen, der dann in das zu testende Medium (z.B. Luft) gerichtet wird. Während das Laserlicht die Luft durchdringt, analysiert ein in den Sensor integrierter Mikroprozessor genau die Menge und Art des Lichts. Eine solche Messung beinhaltet eine detaillierte Analyse der Veränderungen in der Lichtstreuung über einen bestimmten Zeitraum. So lässt sich die Konzentration von Partikeln in der Luft genau bestimmen. Sensoren dieser Art berücksichtigen nicht nur die Anzahl der Partikel, durch die der Laserstrahl dringt, sondern auch deren Durchmesser.
Warum einen Luftreinheitssensor installieren?
Der Einsatz eines Luftqualitätssensors in Häusern und Wohnungen soll Informationen über die aktuelle Konzentration gefährlicher Partikel in der Luft liefern. Während eines Smogphänomens ist der Aufenthalt im Freien besonders gefährlich für ältere Menschen, Kinder und Menschen mit Lungenkrankheiten. Mit dem Sensor kann der Aufenthalt im Freien reduziert oder ganz vermieden werden, insbesondere wenn die Konzentration von PM1-, PM2.5- oder PM10-Partikeln hoch ist.
