CO2/Kohlendioxid/Luftqualität

Entwicklung und Bau von Hardware aller Art, die im HM-Umfeld eingesetzt werden kann

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eisbaeronice
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CO2/Kohlendioxid/Luftqualität

Beitrag von eisbaeronice » 26.05.2020, 20:36

Liebe Homematic Gemeinde,

ich weiß, dass es zu diesem Thema hier schon einige Beiträge gibt. Keiner der Beiträge hat mir bei meiner Recherche aber unmittelbar weitergeholfen. Ich will natürlich nicht ausschließen, dass ich unter den 115 Seiten Suchergebnissen irgendwas übersehen habe :wink: In dem Fall wäre der Folgende Beitrag nur als Alternative zu anderen Lösungen zu betrachten. Absolut nichts komplexes und für viele hier sicher Standard aber vielleicht hilft es ja wem - so wie es mir geholfen hätte. Das Folgende richtet sich also eher an die kleineren Hobbybastler unter uns :)

Btw: ich verstehe nicht, warum es im Homematic Portfolio keine CO2/Luftqualitäts Sensoren (mehr) gibt.

Aufgabe

Ich war auf der Suche nach einem CO2-Sensor, bei dem ich so wenig wie möglich basteln muss (ich löte ungerne selbst Platinen zusammen) und bei dem ich ohne irgendwelche Softwareschnittstellen und Gateways auskomme. Ich möchte, dass meine Rasperrymatic auch weiterhin komplett ohne Zusatzsoftware auskommt, um unabhängig zu bleiben. Da sich meine Homematic in einer Mietwohnung befindet, ist eine Wired-Lösung bislang für mich auch keine Option.

Homematic-Modul

Daher habe ich mir bei ELV die Homematic IO-Modulplatine HmIP-MIO16-PCB für knapp 70€ bestellt. Diese hat u.a. 4 Stück 0-10V Eingänge und ist als Funkmodul für Mietwohnungen optimal. Der Bausatz erfordert zwar auch ein paar Lötpunkte, diese sind aber super einfach (ich bin definitiv auch kein Profi) da lediglich 4 baugleiche Relais und die Funkplatine angelötet werden müssen. Dazu benötigt man noch ein 5V Micro-USB-Kabel + USB-Anschluss (Smartphone-Ladegerät o.ä.).

Der Sensor

Dazu habe ich mir einen CO2-Sensor mit 0-10V Ausgang für knapp 120€ bestellt. Der Sensor ist wirklich top und kompensiert den CO2 Wert in Abhängigkeit der Temperatur und der Luftfeuchte. Man kann über kleine "Schalter" (? bin kein Elektroniker) den Messbereich für die Temperatur innerhalb eines Bereichs von -100 bis +200°C auf z.B. 0-40°C genau einstellen. Auch der Messbereich für die CO2-Messung lässt sich einstellen (0-2000 oder 0-5000 ppm). Außerdem kann man einstellen, ob der Sensor sich regelmäßig selbst kalibrieren soll oder nicht. Bei der automatischen Kalibrierung wird der am niedrigsten gemessene Wert innerhalb eines Zeitraumes auf die Außenluft-CO2-Bedingungen (also etwa 400ppm) kalibriert. Wer das nicht will, weil der Sensor nur innen ohne regelmäßige Außenluftbedingungen eingesetzt wird, kann das über einen der Schalter deaktivieren. Man sollte ihn aber vorher wenigstens einmal kalibrieren lassen!

Zubehör

Für den CO2-Sensor benötigt man noch ein kleines Netzteil mit mindestens 12V Ausgangsspannung. Bei ELV z.B. dieses für etwa 7€. Es gibt Online auch noch Netzteile mit zusätzlichem USB-Ausgang, über den sich auch gleich noch die IO-Platine anschließen ließe.

Dazu kann man sich (z.B. bei ELV) noch eine Box für die IO Platine bestellen. Diese hier war fast etwas groß, aber so hat man noch genug Platz für die Kabel. Die Box lässt sich super mit einem Beliebigem Bohrer bohren um Öffnungen für die Kabel herzustellen.

Kosten

Insgesamt liegt man also bei etwa 200€.

Installation

Installation ist denke ich selbsterklärend:

1. Stecker am Netzteil abschneiden und die Adern entsprechend der Polung (am besten mit Adernendhülsen) an die Klemmen 7 und 8 am CO2-Sensor stecken
2. Ein Kabel an die Klemmen (z.B. A und B) auf der IO-Platine und an die Klemme 3 (je nach Sensorausstattung!) des Sensors sowie an die Erde des Sensors (z.B. des Netzteils)
3. Einhausung nach Wunsch und persönlichem Anspruch :mrgreen:

Bedienung

Im WebUI erhält man nun ein 0-10V Signal am entsprechenden Eingangskanal. Bei einem eingestellten Messbereich von 0-2000 ppm am Sensor sind also 10V 2000ppm und 0V 0ppm (das praktische Minimum liegt bei etwa 400ppm und damit etwa 2V). Der Sensor benötigt bei Ersteinrichtung ein paar Stunden bis er präzise misst. Ein Abgleich mit einem anderen CO2-Sensor (TFA Dostmann) zeigte sehr ähnliche Werte. Der Sensor liefert damit wohl recht genaue Ergebnisse :)

Hinweise

Zum MIO16-PCB Modul wurde hier im Forum ja schon einiges geschrieben. Nachteil ist tatsächlich: das Modul verfügt über sehr viele Kanäle, die man nicht deaktivieren kann. Nutzt man, so wie ich derzeit, nur einen der Kanäle für einen Sensor, sendet die Platine periodisch sehr viele nicht benötigte Daten für alle anderen ungenutzten Eingänge und sorgt damit für ordentlich Auslastung im DutyCycle. Leider sendet die Platine auch nur zyklisch und nicht in Abhängigkeit von Änderungen. Bei geringstem Zyklus sendet die Platine alle 2-3 Minuten Werte und sorgt damit für knapp 15% mehr Auslastung im DutyCycle. Würde man alle Eingänge nutzen wäre das ok aber für nur einen Sensor ist das doch ganz schön heftig und mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Für mich hat sich ein Zyklus von 10-15 Minuten als ausreichend herausgestellt. Damit liegt die Erhöhung noch bei knapp 3%. Nicht ideal aber unproblematisch.

Noch eine Info: für die 0-10V Eingänge lassen sich im WebUI auch Diagramme anlegen.

Und: die Leistungsaufnahme der Komponenten zusammen liegt bei rund 1,0 Watt.

Kleiner Tipp für alle mit einer automatischen Lüftung (z.B. kontrollierte Wohnraumlüftung): es gibt auch einen baugleichen VOC-Sensor, der auch die geruchsbildenden Partikel in der Luft misst. Für Personen mit manueller Fensterlüftung, wie mich, ist der CO2-Sensor aber meines Erachtens noch immer die bessere Wahl, da man auf die wahrnehmbaren Gerüche ja immernoch individuell reagieren kann. Ich will nur die nicht wahrnehmbaren CO2-Bestandteile gemessen haben.

Anwendung

Ich werde im nächsten Schritt noch ein Script erstellen, dass die Spannung in PPM umrechnet und in eine Variable schreibt. Diese werde ich dann auf dem Dis-WM55 visualisieren und über den Kombisignalgeber eine Lüftungsempfehlung in Abhängigkeit der CO2 und (Innen- und Außen-)Luftfeuchtigkeit aussprechen lassen :wink:

Bei Fragen oder Anregungen gerne melden.

Gruß
Viktor

spaceduck
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Re: CO2/Kohlendioxid/Luftqualität

Beitrag von spaceduck » 27.05.2020, 10:09

Hallo Victor,

ganz schön aufwendige und vor allem teure Lösung - 200 EUR für eine CO2 Messung ist ja mal ne ganz ordentliche Summe. Und bei der Platzierung im Wohnraum ist man durch die zusätzlich nötige Verbindung + Stromversorgung zum HmIP-MIO16-PCB auch etwas eingeschränkt. Aber wenn es für Dich passt dann ist es OK.

Ich habe die CO2 Messung für 26 EUR realisiert - funktioniert seit Jahren ohne Probleme.
Bei Interesse: https://forum.iobroker.net/topic/8535/p ... r%C3%A4ume

Jan
Zuletzt geändert von spaceduck am 27.05.2020, 10:52, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: CO2/Kohlendioxid/Luftqualität

Beitrag von jp112sdl » 27.05.2020, 10:19

Interessanter Sensor, aber irgendwie noch zu gierig (max. 18mA, 3.6-5.5V) für ein AskSin-Batterieprojekt :mrgreen:

VG,
Jérôme ☕️

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spaceduck
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Re: CO2/Kohlendioxid/Luftqualität

Beitrag von spaceduck » 27.05.2020, 10:58

Ja, leider zuviel Stromaufnahme für Batteriebetrieb, aber mit Netzversorgung wäre doch auch vorstellbar - dann fällt der "Umweg" über mqtt weg, obwohl mich der nicht wirklich stört da ich die Werte eh im iobroker benötige.

Aber ein MH-Z19 als Homematic Device hätte trotzdem was... :D

Jan

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Re: CO2/Kohlendioxid/Luftqualität

Beitrag von cmjay » 27.05.2020, 11:49

Aber ein MH-Z19 als Homematic Device hätte trotzdem was
Ich habe auch schon länger so einen CO2 Sensor auf meiner Wishlist beim Ali stehen, konnte mich aber bisher nicht zwischen dem MH-Z14, dem MH-Z116 und dem MH-Z19 entscheiden. Habe die Unterschiede zwischen denen nicht wirklich begriffen. Kannst du mir was dazu sagen?
Es kann leider nicht ganz ausgeschlossen werden, dass ich mich irre.
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Re: CO2/Kohlendioxid/Luftqualität

Beitrag von spaceduck » 27.05.2020, 12:24

Hauptunterschiede zwischen den 3 Typen sind eigentlich nur die Messbereiche und die Genauigkeit.
Der Z19 braucht von allen 3 Typen am wenigsten Strom, der Z16 hat die schnellste Ansprechzeit.
Muss man sich für Details mal durch die Datenblätter wühlen... 8)

Jan

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Re: CO2/Kohlendioxid/Luftqualität

Beitrag von cmjay » 27.05.2020, 12:45

Danke für die Aufklärung.
Es kann leider nicht ganz ausgeschlossen werden, dass ich mich irre.
HmIP muss leider draussen bleiben.
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Re: CO2/Kohlendioxid/Luftqualität

Beitrag von klassisch » 27.05.2020, 14:15

spaceduck hat geschrieben:
27.05.2020, 10:58
Aber ein MH-Z19 als Homematic Device hätte trotzdem was... :D
Wobei ein senseAir S8 angeblich besser und stabiler sein soll.
Wobei ich mich über meinen MH-Z19 noch nicht beschweren kann. Habe aber auch keine Referenz.
Für mich ist aufgrund der Stromaufnahme eine WLAN-ESP-Lösung der naheliegende Weg. SW auf dem ESP mit ESPHome konfiguriert und Einlieferung der Werte via MQTT. Einn schnelles und kostengünstiges Projekt.

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Re: CO2/Kohlendioxid/Luftqualität

Beitrag von Mikus30 » 27.07.2021, 16:50

Hallo Victor,
ich fand Deinen Beitrag so gut, dass ich 4* CO2-Stationen bereits nutze. Hast Du inzwischen ein Script erstellt, dass die Spannung in PPM umrechnet? Dies würde mir sehr weiterhelfen.
Beste Grüße
Micha

eisbaeronice
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Re: CO2/Kohlendioxid/Luftqualität

Beitrag von eisbaeronice » 19.08.2021, 18:12

Hi Micha,

sorry, ich habe zu deinem Beitrag leider keine Benachrichtigung erhalten. Freut mich, dass dir der Beitrag weitergeholfen hat :) Wahrscheinlich hast du dir inzwischen selbst geholfen, hier trotzdem das Script:

Code: Alles auswählen

var co2mess = dom.GetObject("HmIP-RF.XXXXXXXXXXXXX:1.VOLTAGE").Value();
var co2zahl = co2mess * 200;

! Ueberschreibung "Alt-Wert"
dom.GetObject("CO2-Variable").State(co2zahl);
Das geht bestimmt auch mit weniger Variablen aber ich bin da nicht so anspruchsvoll ;)

Du musst die Variable "CO2-Variable" als Zahl anlegen und die XXXXXXXXXXX ersetzen durch die Seriennummer deines I/O-Moduls. Die Auslösung des Programms dann über Änderungen am Eingangskanal vom I/O-Modul.

Ich habe mir übrigens inzwischen auch den VOC-Sensor geholt. Aus der Differenz VOC und CO2 berechne ich mir den Nicht-CO2-Anteil im VOC (also praktisch die Gerüche-Only). Außerdem habe ich eine Kalibrierung für den CO2-Variablen-Wert angelegt weil ich mit der internen Kalibrierung des Sensors nicht ganz so zufrieden war. Falls du dazu noch Infos brauchst, sag gerne Bescheid (ist mit 3 Programmen etwas aufwändiger).

Gruß
Viktor

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