Air Surfer: DIY Luchtkwaliteit Monitor met Arduino Mega 2560

Componenten en Benodigdheden

Apps en Online Diensten

Over dit Project

Als burgerlijke ingenieur weet ik hoe ventilatiesystemen thuis moeten werken. Om de luchtkwaliteit in mijn appartement te meten, kocht ik een CO2 monitor. Die toonde niet alleen CO2 maar ook kamertemperatuur. Toch was dat niet genoeg; ik wilde meer parameters meten. Commerciële apparaten waren veel te duur, dus besloot ik er zelf een te bouwen.

Ik had al ervaring met Arduino programmeren voor een pompstation met elektrokleppen.

Basis: Arduino Mega + TFT Display

Ik wilde een groot scherm (10 inch), maar dat was te duur. Ik koos voor een realistische optie: Arduino Mega 2560 R3 met een 3.2" TFT 480x320 display. Dit vereist minimale bedrading omdat het display direct op de Mega past.

Het bestelde display van AliExpress had kwaliteitsproblemen (witte stippen, geïnverteerde kleuren). Ik loste dit op door kleuren in de code aan te passen en het scherm om 12:00 en 00:00 te verversen.

Sensoren

MH-Z19 CO2 Sensor

Het duurste onderdeel. Relatief goedkoop onder CO2 sensoren, betrouwbaar met auto-kalibratie. Communiceert via UART (gekozen voor betrouwbaarheid) of PWM. Kalibratie duurt ~24u: wanneer CO2 daalt naar buitenwaarde (~400ppm) kalibreert de sensor zichzelf.

SI7021 Temperatuur & Vochtigheid (Binnen)

I2C protocol (SDA/SCL pinnen). Goedkoop, industriële precisie. Geen problemen mee gehad.

DS18B20 Temperatuur (Buiten)

In RVS kapsel. Goedkoop en accuraat. Vereist 4,7kΩ pull-up weerstand. Communiceert via 1-Wire.

DS1307 RTC Module

Voor tijdregistratie, I2C communicatie.

Extra's

• 3 LEDs voor CO2 niveaus: Groen (400-800ppm), Oranje (800-1200ppm), Rood (>1200ppm)
• 3 RVS drukknoppen met LEDs: Uren, Minuten, Tekstkleur wijzigen
• Fotoweerstand voor LED helderheid (dimmen 's nachts)

Voeding

Ik had alleen 19V en 15V adapters, terwijl Arduino 7-12V aanbeveelt. Ik gebruikte een LM2596 DC-DC converter (ingesteld op 7V) in de behuizing. Resultaat: Arduino verhit niet meer en werkt met diverse voedingen.

Voor de buitensensor gebruikte ik aviator connectors en telefoondraad.

Behuizing

Zonder 3D-printer was dit de grootste uitdaging:

1. Polymere klei: hield vorm niet, verbrand in oven.
2. 6mm multiplex: werkte, maar moeilijk te zagen (excentrische zaag, Dremel).
3. 3mm multiplex (winnaar): te knippen met Stanley-mes en schuurpapier. Afgewerkt met acrylverf. Ziet er professioneel uit.

Kostenoverzicht

Code

Air Surfer Code (Arduino)

De complete code gebruikt bibliotheken: Wire, RTClib, SoftwareSerial, SparkFunHTU21D, OneWire, DallasTemperature, UTFT.

#include <Wire.h>
#include "RTClib.h"
#include <SoftwareSerial.h>
#include <SparkFunHTU21D.h>
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#include <UTFT.h>

#define ONE_WIRE_BUS 9
#define GREENLED 5
#define YELLOWLED 7
#define REDLED 8
#define BUTTONLED 11

// ... (volledige code met functies: lamps(), drawmain(), dateandtime(), co2(), th(), photosensor(), screenreset())
// Zie origineel voor complete implementatie met display rendering, sensor uitlezing, knopafhandeling, schermverversing.

Schema

Aansluitschema voor Air Surfer systeem.