4.7 KiB
Sensor onderzoek
In dit bestand gaan we onderzoek doen naar de sensoren die we willen gebruiken op de Kobuki. Hierin gaan we meerdere sensoren vergelijken met elkaar en kijken welke wij het beste kunnen gebruiken voor ons project.
Probleem
Voor ons project moeten wij een manier vinden om gassen/stoffen te detecteren zodat je in een gebouw weet waar je niet veilig naartoe kan.
De vraag
Welke sensoren kunnen wij het beste gebruiken om schadelijke gassen/stoffen te vinden in een gebouw ?
Voorwaarden
De voorwaarden waar de sensors aan moeten voldoen zijn:
- De sensoren moeten op de kobuki passen.
- We moeten zo weining mogelijk sensoren gebruiken zodat we genoeg plek over houden voor andere onderdelen van de Kobuki.
Hoe aansluiten
Wij gaan deze sensoren aansluiten op een esp32 en deze laten wij via MQTT de gegevens doorsturen naar de raspberry pi.
De sensoren.
Wij zijn uitgekomen op 3 sensoren.
- De dht11 sensor
- De tvoc/eC02 Gas Unit.
- Gravity: Elektrochemische zuurstof-/O2-sensor (0-25%Vol, I2C) SEN0322
- Gassensor MQ-5 module (OT2018-D55)
Wij hebben voor de Dht11 en de tvoc/eC02 gas unit gekozen omdat wij deze bij james konden lenen. En wij hebben gekozen voor de Gassensor MQ-5 module (OT2018-D55) Omdat dit een mooie kleine sensor is die wij makkelijk kwijt kunnen op de kobuki. Voor de o2 sensor hebben wij gekozen voor de Gravity: Elektrochemische zuurstof-/O2-sensor (0-25%Vol, I2C) SEN0322. Deze sensor is helaas op het moment van schrijven (29-10-2024) niet op voorraad dus deze sensor kunnen wij helaas nog niet toevoegen. Zodra deze sensor op voorraad is zal ik deze bestellen en aan de esp toevoegen.
Sensor uitleg
Dht11
De dht11 is een eenvoudige en goedkope sensor die wordt gebruikt om de temperatuur en luchtvochtigheid te meten.
De sensor bevat de volgende onderdelen om te werken:
- Een thermistor : Dit is een component die temperatuur meet door variaties in elektronische weerstand.
- Een capacitieve vochtigheidssensor : Deze meet de relatieve luchtvochtigheid door de verandering in het materiaal tussen de condensatorplaten te meten. Deze verandering gebeurt door de waterdamp in de lucht.
- Een geïntegreerde microcontroller : Deze microcontroller verwerkt de gegevens van de sensoren en zet deze om in een digitaal signaal.
Het meetbereik van de sensor is 0 tot 50 graden voor temperatuur en voor de luchtvochtigheid is het 20 tot 90% Hierbij is de temperatuur tot ±2 graden nauwkeurig en de luchtvochtigheid ±5 procent.
De DHT11 kan aangesloten worden op een 3.3 of 5 volt voeding. Wij kunnen deze sensor dus zonder problemen compleet aansluiten op de esp32s3
Tvoc/eC02 Gas Unit
De M5Stack TVOC/eCO2-Gassensensor-eenheid (SGP30) is een compacte sensor ontwikkeld om vluchtige organische stoffen (TVOC) en schijnbare CO₂-concentraties (eCO2) te meten. Deze component maakt gebruik van de SGP30-sensor van Adafruit
De SGP30 is gebaseerd op een metal-oxide (MOX) halfgeleidertechnologie. Deze technologie detecteert veranderingen in elektrische weerstand bij blootstelling aan vluchtige organische stoffen (VOC's), zoals ethanol en aceton.
De sensor bevat ingebouwde algoritmes om de gemeten VOC waarden om te zetten in tvoc en eco2.
- TVOC : Dit is de totale concentratie vluchtige organische stoffen.
- ECO2 : Dit is een geschatte koolstofdioxideconcentratie. Dit is een schatting op basis van de VOC metingen.
Deze sensor werkt op 3.3 en 5 volt dus ook voor deze sensor kunnen wij de esp32s3 gebruiken.
MQ5 Gassensor
De MQ5-gassensor is een veelgebruikte sensor voor het detecteren van brandbare gassen, zoals aardgas (methaan), vloeibaar petroleumgas (LPG), waterstof en koolmonoxide. Het werkt op basis van veranderingen in elektrische weerstand van het sensorelement wanneer het wordt blootgesteld aan specifieke gassen.
De kern van de MQ5 sensor is een chemisch gecoat metalen oxide (meestal tinoxide). Dit materiaal reageert op de aanwezigheid van brandbare gassen. Wanneer de sensor gasdeeltjes detecteert, reageren deze met zuurstofionen op het oppervlak van het tinoxide. Deze reactie veroorzaakt een verandering in de elektrische geleidbaarheid (weerstand) van het materiaal. De verandering in weerstand wordt door een elektronisch circuit omgezet in een elektrisch signaal dat de concentratie van gas vertegenwoordigt.
De MQ5 sensor heeft ook een ingebouwde verwarmingsspiraal die het sensorelement op een hoge temperatuur houdt (ongeveer 300-500°C). Deze temperatuur zorgt ervoor dat gassen efficiënt reageren met het tinoxide-oppervlak.
Het enige nadeel van deze sensor is dat hij niet selectief is dus de sensor kan geen onderscheid maken tussen bijvoorbeeld methaan en lpg.
Aansluitschema
Hierboven is te zien hoe wij de sensoren hebben aangesloten op de esp32.