Erfahrung mit Luftqualitaetssensor ZPHS01B und Alternativen

[Ton_vanN]

Oliver,

(Englische) Beschreibung meiner 'Gas'-Anlagen-Konfiguration.
Seit Anfang 2023 ungeändert, weil keine Neu-Entwicklung die Anlass gibt zu Änderung/Upgrade ......
Auch bei mir halten die Geräte länger als erwartet.
Im Voraus schon geachtet auf Gehäuse-Aufbau, und 'unterwegs' die Staubmesser G2Y10 und SDS011 schon mehrmals 'retten' können mit vorsichtiges Saubermachen.
Feucht hat sichtbar Einfluss, jedenfalls G2Y10 ist am metallischen Aussenseite braun verrostet,
aber funktioniert noch immer, obwohl Empfindlichkeit deutlich weniger geworden.
Auch MiCS6814 ist 2 Mal 'abgestürzt', aber nach Trocknen wieder zum Leben erweckt.
Fazit: obwohl 'Indoor'-Konstruktion lebt es noch, aber Kalibrierung???? ......
Heutiges Wetter mit 100% Feucht und +10C hat deutlich Einfluss, mit Betrieb weit ausserhalb den spezifizierten Umweltwerten,
also wäre ein Vorstufenheizung zu wünschen.

Auch bei mir Zweifel gekommen für Kaufentschluss für AirGradient, wenn schätzungsweise P&P, Zoll und Steuer berechnet wurde.
Habe AirGradient ein Übersicht gefragt was erfahrungsgemäss gültig wird für Versand von Thailand zu den Niederlanden,
aber (noch) kein Antwort bekommen.

Anpassung 14Feb2024:
Text umgeordnet. Letzter Satz hinzugefügt.

[Ton_vanN]

Angeregt von dieser Diskussion mal weiter gesucht nach Sensor-Pakkete mit 'nur Gas'.
Solche gibt es auch bei Winsen: wie die ZEHS04-set und kostenmässig besser diskutierbare ZCE04B.
Jedoch sind für unsere Anwendungen diese Angebote interessant (auch in Verhältnis zu Preis)?
ZEHS04 => CO, SO2, NO2, O3
ZCE04B (für industrielle Umgebung) => CO: 0-1000ppm/ H2S: 0-100ppm/ O2: 0-30%vol/ CH4: 0-100%LEL

[olicat]

Hi Ton,

Auch bei mir Zweifel gekommen für Kaufentschluss für AirGradient, wenn schätzungsweise P&P, Zoll und Steuer berechnet wurde.

das ist lustig, weil ich mir kürzlich den Preis für den Airgradient-Sensor "schöngerechnet" habe.
Als Selbstbaulösung würde ich den wohl in Deutschland inkl. Porto und Zoll etc. für 164EUR kaufen können.
Das wäre dann schon wieder akzeptabel.
Mich stört aber, dass die Ausgabe des Nox nur ein Index ist. Außerdem halte ich CO2 für eine Außenmessung in unseren Breiten für nicht sehr zielführend. Letztlich ist mit der aktuellen Firmware eben auch kein lokaler Zugriff auf die Daten möglich.
Es gibt also einige Punkte, die beim Airgradient O-1PST für mich nicht ideal gelöst sind.

Daher bastle ich gedanklich an einer Eigenentwicklung auf Basis der Sensoren von SPEC Sensors:
NO2: SPEC Sensors 110-507
SO2: SPEC Sensors 110-610
O3: SPEC Sensors 110-406
CO: SPEC Sensors 110-610
sowie zusätzlich dem Sensirion SEN55 bzw. SPS30 als PM-Sensor.

Der Knackpunkt dabei ist, eine Wandlerplatine zu bauen, die die Werte der günstigen Sensoren (Stückpreis ca. 20EUR!) in UART oder I2C bereitstellt.
Zwar bietet SPEC Sensors mit dem DGS2 solche Platinen an (NO2, SO2, O3 und CO. Jedoch bräuchte man pro Sensor eine. Und das zum Stückpreis von $139 - somit weit außerhalb des gewünschten Budgets.
Könnte man jedoch eine solche Platine deutlich günstiger und in einer Bauform bauen, die eine 2x2-Anordnung in quadratischer Form ermöglicht, ließe sich ein kompaktes Gerät von ca. 80x60mm in Trichterform wie der Airgradient-Sensor herstellen, das im Endausbau vielleicht 300EUR kostet.
Dafür würden jedoch alle mich interessierenden Werte gemessen werden.
Die Einsatzbedingungen der Sensoren mit -30 to 55 °C sowie 10 to 95% Luftfeuchtigkeit und die angegebene Lifetime der Sensoren von 10 Jahren klingen auch interessant (ich habe bisher jedoch nur den O3-Sensor näher betrachtet).
Das wäre also ein modulares System, das standardmäßig (nur) den PM-Sensor beinhaltet (wie bisher der WH41 nur zusätzlich mit PM10 und bei Verwendung des SEN55 NOx-Index) und in einer zweiten Ausbaustufe um NO2 und O3 (die muss man wegen Cross-Sensivität als Kombi nutzen) erweitern und könnte im Endausbau auch noch um CO und SO2 erweitert werden.

Fraglich ist aber natürlich die Qualität der Messwerte.

Die Winsen-Kombi ZEHS04 wäre sehr interessant. Wenn denn nicht der Preis mit mit $1380 weit, weit weg von meinen Zielvorstellungen wäre. Aber vielleicht kann man einen solchen Kombisendor in guter Qualität nicht viel günstiger bauen?
Der ZCE04 misst leider die mich interessierenden Dinge nicht und fällt (für mich) daher raus.

Aktuell prüfe ich noch die technischen Daten der Sensoren und recherchiere Studienergebnisse. Nebenbei versuche ich zu ergründen, welche Teile eine Wandlerplatine haben müsste um eine Kostenschätzung machen zu können.

Oliver

[Ton_vanN]

Auf gleiche Wellenlänge:
siehe momentan ZPHS01B und zehs04 als Gedankenanstoss,
mit AirGradientOutdoor als 'schönste' Gehäuse-Lösung,
aber wegen Kosten muss Eigenbau-Variante entwickelt werden,
in 'Stufen-Approach', sonst nicht praktisch realisierbar (und kein WAF erhältlich ......).

[dc3yc]

Der Preis der einzelnen SPEC-Sensoren klingt ja akzeptabel, allerdings sehe ich ein Problem in der Kalibrierung. Habt ihr euch da schon Gedanken gemacht? Im Aufbau einer passenden Schaltung sehe ich kein grösseres Problem. Allerdings wahrscheinlich nicht batteriegespeist, sondern eher mit Netzteil.

[olicat]

Hi!

Bezueglich der Kalibrierung gehe ich davon aus, dass die Sensoren werkseitig kalibriert sind.
Zugegebenerweise habe ich mich damit jedoch noch nicht beschaeftigt.

Im Aufbau einer passenden Schaltung sehe ich kein grösseres Problem.

Das kllngt vielversprechend. Ist es etwa wirklich so einfach, einen ADS115 zu nehmen und die Analogwerte nach I2C zu bringen?
So hatte ich mir das jedenfalls bisher grob vorgestellt ...

Oliver

[dc3yc]

Im Prinzip ist das relativ einfach, allerdings muss da schon etwas Elektronik dazu gebaut werden, wie in den Unterlagen gezeigt. Man braucht eine Bias-Spannungsquelle und einen Strom-Spannungswandler, also zwei Opamps.
Und diese Teile bringen halt auch Fehler rein, sodass eine Kalibrierung schon sinnvoll wäre. Sind halt analoge Bauelemente.

[RunMike]

Das kllngt vielversprechend. Ist es etwa wirklich so einfach, einen ADS115 zu nehmen und die Analogwerte nach I2C zu bringen?
So hatte ich mir das jedenfalls bisher grob vorgestellt ...

Oliver

Grob gesagt, Ja!

Es gibt natürlich reichlich Möglichkeiten der Anbindung.
Ich kenne das bezeichnete Projekt nicht, beziehe mich also nur auf den Teil "Wandlung der Messwerte von Analog nach I2C":
Wenig Aufwand: ADS1115-Integration in ESPHome. Je nach Höhe der zu messenden Analog-Spannung evtl einen Spannungsteiler vorschalten. Konfiguration via .yaml; Daten in Home-Assistant abgreifen, fertig.
Ansonsten betreibe ich auch sieben ADS1115 an drei verschiedenen RPis. Dazu sind allerdings Programmier-Kenntnisse erforderlich, die aber bei dir vorhanden sein dürften.
Sind Spikes zu erwarten, dann unbedingt die Eingänge mit Z-Dioden schützen.
Ebenfalls (meinerseits) nicht zu empfehlen: Boost-Converter (DC/DC-Aufwärtswandler) im System. Damit habe ich jedenfalls schon mindestens zehn ADS1115 gekillt.

Gruß

Mike