11 Umweltsensor Open Data Projekt
Feinstaubsensor Typ "AirRohr" über dem Haupteingang des ZAM (Hauptstraße 65)
Bausatz für geplanten Workshop, Foto von sensor.community
Die Inspiration
Inspiration: sensor.community
2019 durfte ich auf einem Workshop am 36C3 angeleitet von einem freundlichen Menschen aus Irland meinen ersten eigenen Feinstaubsensor zusammenbauen. Begeistert messe ich seitdem in verschiedenen Situationen und Orten Feinstaub, Luftfeuchte und Temperatur und will nun auch andere Menschen an dieser Erfahrung teilhaben lassen!
Zudem zeigt die Karte von Erlangen (Screenshot Stand November 2021, Link zu aktueller Ansicht), dass noch niemand in der Altstadt/Innenstadt einen Sensor installiert hat:
Projektziel
Das ZAM soll über mindestens einen Umweltsensor verfügen, welcher seine generierten Daten (Feinstaub, Luftfeuchte, Temperatur) sowohl auf einen Server des ZAM als auch an madavi.de und sensor.community überträgt, um sie der Allgemeinheit verfügbar zu machen.
Weiterhin sollen im Laufe des Jahres 2022 mindestens ein öffentlicher Workshop zum Bau eines eigenen Feinstaubsensors (kompatibel zum sensor.community Projekt) angeboten werden
Als Sahnehäubchen soll es eine Visualisierung der Sensorwerte im Schaufenster geben + Schautafeln, die den Begriff Feinstaub und das Messprinzip erläutern.
Grober Zeitplan
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Konzept steht
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Team an Bord | Umsetzung Start | Erste aussagekräftige (Zwischen-) Ergebnisse | Umsetzung abgeschlossen (Ziel) | Zeitraum für Dokumentation, Abrechnung |
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Eigener Sensor: E.01.22 Workshop: E.03.22 |
Eigener Sensor: E.02.22 Workshop: E.04.22 |
Eigener Sensor: A.03.22 Workshop: A.05.22 |
Eigener Sensor: E.04.22 Workshop: E.05.22 |
Eigener Sensor: E.08.22 Workshop: E.06.22 |
Eigener Sensor: E.10.22 Workshop: E.07.22 |
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Anmerkungen
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Das Team kann und darf jederzeit noch wachsen! Dafür gerne auf Mailinglist registrieren | Erster Zweiter |
Je nach Nachfrage werden weitere Workshops angeboten. Budget dafür nicht erforderlich, da die Teile zum Selbstkostenpreis weiterverkauft werden. |
Nächste geplante Schritte (aktualisiert 21.01.09.05.2022): Ersten Workshop durchführen+evaluieren, Sensoren für weitere Messgrößen recherchieren, geeignete Plätze für Sensoren aller Art am ZAM ausfindig machen, Lösung für hosten einer eigenen Datenbank/Visualisierung finden.
Gewünschte Ressourcen [Zuschüsse und Materialien / Raum / Werkzeuge / Know-how]
| (Material)kosten bzw Material | Raum | Werkzeuge | Know-how |
| Pro Sensor fürs ZAM grob 50€, falls Netzteile erforderlich werden je noch 15€. Falls irgendwie möglich, lieber alte USB-Netzteile recyclen! | Für Workshop: Sehr schlichte Elektronikwerkstatt, paar Tische mit guter Beleuchtung und Steckdosen reichen wohl aus. |
Lötkolben Evtl 3D-Drucker, falls sich Workshopteilnehmer eigene Gehäuse designen wollen |
Eventuell jemand, der sich mit den 3D-Druckern auskennt |
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Vergleich verschiedener Feinstaubsensoren: TERA NextPM: 99€ Heating Chamber Kit von Nettigo: 20€ Sensirion SPS30: 32€ |
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| Sonstiges Workshop-Material: Lötzinn + 40 Stück Abflussrohr-Bögen DN 75, 87°, Kabelbinder, Litze, Ansaugschlauch: 70€ | |||
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Zusatzsensoren: Sensirion SHT35: 10€ Regensensor (vermutlich Hydreon RG-11): 100€ Sensirion SCD30: 60€ |
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Weitere Sensoridee: DIY Open Source Taupunktspiegelhygrometer zur möglichst genauen Bestimmung der Luftfeuchte Basis wird dieses Konzept, nur etwas professioneller Budget grob 150€ |
Zur Kalibrierung hochgenaues Messgerät leihen? Oder Ausflug in die Nähe einer offiziellen Wetterstation? Kalibrieren der Luftfeuchtemessung mit Salzlösungen? | Implementierung Digitalregler auf uController, welche Plattform (AVR, PSOC, nodeMCU, STM...?) AKtuell geplant: erste Gehversuche mit AVR und bereits vorhandener H-Brücke | |
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Summe Kostenabschätzung 750€ (Stand 29.01.22) |
--> Summe für 3 ZAM-Sensoren plus Workshop-Material: 220€.
--> Erweiterung um Tera NextPM-Sensor, Sensirion SPS30 und weiteren SDS011 mit Heating Chamber: grob 370€
--> Zusatzerweiterung um Noise Sensor (bestehend aus Extra-PCB, Teensy 4.0 Evalboard und Mikrofon ICS-43434): Noch mal grob 40€ extra, ähnliche Idee siehe Idee von Julian hier
Ideen für weitere Sensoren: Regenmenge, UV, Ozon (O3), Kohlenstoffmonoxid (CO), Stickoxide (NOx) und für die Innenräume des ZAM eventuell noch CO2. Bei sämtlichen Gassensoren muss leider ausführlich recherchiert werden, ob diese für den Außengebrauch tauglich sind...
Bilder und Grafikzeugs
Verschiedene Bauweisen von Lärmsensoren im Grünen installiert
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LOGBUCH
09.05.2022: Workshopvorbereitung - am 11.05.22 wird um 19:30h der erste Workshop mit voraussichtlich 4 Teilnehmern stattfinden. Lötkolben müssen (noch) keine besorgt werden, da manche Teilnehmer diese selbst mitbringen.
25.04.2022: Sensor ZAM_entrance Netzteil getauscht (gegen 18:15h). Dummerweise haben die Störungen bereits um die Mittagszeit ausgesetzt, also konnte der Erfolg der Maßnahme nicht direkt beurteilt werden. Am nächsten Tag stellt sich heraus, dass der Sensor auch mit neuem Netzteil nur Mist misst (Feinstaubwerte zeigen sehr hohes Messrauschen, Temperatur/Feuchte/Druck sind iO).
30.03.2022 Heike Müller: Workshop soll während des Nürnberger Digitalfestival stattfinden. Probeworkshop im Mai
12.03.2022: Sensor ZAM_entrance zeigt immer noch in unregelmäßigen Abständen für längere Zeit unrealistisch hohe Feinstaubwerte an (teils dauerhaft, teils viele Spitzen hintereinander). Verdacht waren Gase/Teilchen aus der Kanalisation (Regenrohr direkt darunter). Dieses wurde für ein paar Stunden zugestopft, keine Änderung. Vergleich mit einem SPS30 (direkt daneben gelegt), dieser zeigt keine ungewöhnlichen Werte. Demnächst Netzteil tauschen, falls das nicht hilft, den im AirRohr verbauten SDS011 tauschen.
11.03.2022: Sensor ZAM_entrance mit Alufolie umwickelt, um Aufheizen durch Sonneneinstrahlung abzumildern
02./09.03.2022: Heike: Emailkorrespondenz über Kosten, Einordnung und Abrechnungsmöglichkeiten
05.03.2022: ZAM_indoor zeigt unrealistisch niedrige CO2-Messwerte (deutlich unter 400ppm). Für Kalibrierung wieder ausgebaut.
04.03.2022: ZAM_indoor wurde um SCD30 (CO2-Messung) ergänzt: Link zu madavi.de. ZAM_entrance macht noch Probleme bei der Feinstaubmessung (ungewöhnlich hohe Messwerte, eventuell Probleme da Netzteil etwas mehr als 5V ausgibt).
11.02.2022: Registrierung der drei ZAM-Sensoren auf openSenseMap. Testweise Inbetriebnahme SCD30 (CO2, Temperatur/Feuchte) und SHT35 (Temperatur/Feuchte). Beim SCD30 muss aktuell noch die AirRohr-beta-Firmware benutzt werden, beim SHT35 ist in der Firmware nicht die default-I²C-Adresse hinterlegt, also wurde hier ebenfalls eine (minimal) angepasste Firmware kompiliert/geflasht.
10.02.2022: Beta-Firmware des NextPM-AirRohrs angepasst, so dass ein PMS7003 fingiert wird. Dies ermöglicht den Upload der Feinstaubmesswerte auf openSenseMap, auf Madavi wird nun jedoch der falsche Sensor angezeigt. Außerdem wurden heute neue Sensoren geliefert: Sensirion SCD30 für CO2, Sensirion SPS30 für Feinstaub, Sensirion SHT35 für Temperatur/Feuchte
04.02.2022: Inbetriebnahme Tera NextPM: Software kompiliert, Supportpingpong mit der sensor.community-crew, Sensor zusammengebaut da Kabel endlich geliefert. Aktuell noch Test in meiner Wohnung, demnächst Umzug aufs Dach des ZAM: Messwertverlauf auf madavi.de Aktuell in Arbeit ist die testweise Integration auf opensensemap.org, Feinstaubwerte werden noch nicht übergeben
20.01.2022: Stromausfall in der Erlanger Innenstadt - laut Sensoraufzeichnungen circa von 23:12h bis 01:48h.
18.01.2022: Höchstwahrscheinlich haben unsere Messdaten zu einem Projekt der City University London beigetragen, in welchem die die Ausbreitung der Druckwelle der Explosion des Vulkans auf Tonga am 15.01.2022 visualisiert wurde.
15.01.2022: Tera PM Sensor wurde geliefert (97,52€), aber passendes Kabel muss noch bestellt werden.
Mit Fox und Ilker am ZAM getroffen: Spontan zweiten Sensor am Haupteingang des ZAM aufgehängt: Link zu Twittermeldung, Messwertverlauf auf madavi.de
14.01.2022: Das Projekt eignet sich hervorragend dafür, in die ZAM-Wiki-Dokumentation https://wiki.betreiberverein.de/books/how-tos übernommen zu werden, und zu einem Eintrag in der Bibliothek der guten Ideen zu werden [Jochen]
11.01.2022: Zusatzmaterial (Luftschlauch, Fliegengitter, Abflussrohre) aus Baumarkt besorgt, Feinstaubmessung des Innenhof-Sensors gefixt.
10.01.2022: Standortwechsel Innenhof-Sensor von "unter dem Dach" -> "auf dem Dach". Temperatur entspricht nun gut der Temperatur von Google und Hawo, die Luftfeuchte liegt etwas darunter. Feinstaubwerte nach Umzug leider ausgefallen, wird bald(TM) gefixt.
07.01.2022: Ersten Sensor im Innenhof des ZAM installiert: Link zu Twitter, Sensor auf maps.sensor.community, Sensor auf madavi.de
Die Platzierung des Innenhof-Sensors muss definitiv noch verbessert werden... Unter dem Dach des Innenhofs ist er aktuell zu sehr von der Umgebung entkoppelt (z.B. 4°C gemessene Temperatur bei 0°C laut Wetterseiten)
21.12.2021: BME280 und ESP8266 eingetroffen. Stückpreise BME280: 11,38€ ESP8266 NodeMCU v3: 4,03€
Auch eingetroffen: HECA Kit von nettigo (zum Vorheizen eines Feinstaubsensors am ZAM für Vergleich trockene/feuchte Luft)
09.12.2021: Mailinglist zam-feinstaub@betreiberverein.de für Interessenten an Workshop und/oder Mithilfe erstellt. Registrieren bitte unter: https://lists.erlangen.ccc.de/mailman/listinfo/zam-feinstaub oder per leerer E-Mail an zam-feinstaub-subscribe@betreiberverein.de
19.11.2021: Erster Schwung Feinstaubsensoren (23 Stück PM Nova SDS011) von AliExpress angekommen! Ali-Preis + Zollgebühr + DHL-Gebühr: (411,66€ + 67,65€ + 6€) / 23 = 21,10€ pro Stück