Experiment

Časová dotace: 10 min.

Monitor kvality vnitřního klimatu

Popis experimentu

Ze stavebnice HARDWARIO TOWER si postavíme monitor kvality vnitřního klimatu. Zařízení nám umožní měřit koncentraci oxidu uhličitého (CO2), koncentraci organických těkavých látek (VOC), teplotu a relativní vlhkost. Komunikace bude probíhat bezdrátově do Radio Dongle zasunutého do USB portu počítače. Naměřená data budeme zobrazovat v aplikaci HARDWARIO Playground, resp. v dashboardu vložené aplikace Node-RED.

V rámci experimentu pochopíme:

• že teplý vzduch stoupá vzhůru a proč

• co to je relativní vlhkost, rosný bod a TH index

• že standardní koncentrace CO2 ve venkovním prostředí je 400 ppm, tzn. 0,04% a že v nevětrané místnosti se bude zvyšovat a že při vyšších koncentracích negativně ovlivní naši výkonnost

• že CO2 je těžší než vzduch

• že VOC jsou organické těkavé látky, měří se v ppb a akceptovatelná koncentrace TVOC (VOC celkově) je 500 ppb (0.00005%)

Kroky experimentu

1. Postavení monitorovací jednotky

2. Instalace aplikace Playground

3. Připojení jednotky k Playgroundu

4. Nastavení funkcí monitoringu a zobrazení dat

Měření teploty, vlhkosti, CO2 a VOC

Postavení monitorovací jednotky

Moduly v sestavě:

• Core Module

• Battery Module

• CO2 Module

• Display Module

• Temperature Tag

• Humidity Tag

• VOC-LP Tag

Postavte si jednotku podle videonávodu

Instalace aplikace Playground

Stáhněte si aplikaci HARDWARIO Playground a nainstalujte si ji do svého počítače.

Připojení jednotky do Playgroundu

• Zasuňte do USB portu svého počítače Radio Dongle

• Otevřete aplikaci Playground a běžte na záložku Devices

• Vyberte z listu USB zařízení váš Radio Dongle a klikněte na Connect

• Klikněte na Start pairing

• Vložte do jednotky baterie

Nastavení funkcí monitoringu a zobrazení dat

• Přepněte se na záložku Functions

• Proveďte import flow

[{"id":"2c41a2bd.aa36ae","type":"tab","label":"IAQ Monitor","disabled":false,"info":""},{"id":"8203aaee.220c58","type":"mqtt in","z":"2c41a2bd.aa36ae","name":"","topic":"node/air-quality-monitor:0/battery/-/voltage","qos":"2","datatype":"auto","broker":"67fc6ccd.e460d4","nl":false,"rap":false,"inputs":0,"x":330,"y":80,"wires":[["c2882634.6eba68"]]},{"id":"302aef24.2e89a","type":"mqtt in","z":"2c41a2bd.aa36ae","name":"","topic":"node/air-quality-monitor:0/co2-meter/-/concentration","qos":"2","datatype":"auto","broker":"67fc6ccd.e460d4","nl":false,"rap":false,"inputs":0,"x":390,"y":180,"wires":[["4d2b292b.1832b8"]]},{"id":"c20126e0.8e7338","type":"mqtt in","z":"2c41a2bd.aa36ae","name":"","topic":"node/air-quality-monitor:0/thermometer/0:0/temperature","qos":"2","datatype":"auto","broker":"67fc6ccd.e460d4","nl":false,"rap":false,"inputs":0,"x":410,"y":280,"wires":[["38569570.b364ca"]]},{"id":"1a91cdd2.5a6892","type":"mqtt in","z":"2c41a2bd.aa36ae","name":"","topic":"node/air-quality-monitor:0/hygrometer/0:4/relative-humidity","qos":"2","datatype":"auto","broker":"67fc6ccd.e460d4","nl":false,"rap":false,"inputs":0,"x":320,"y":360,"wires":[["52201a4f.691954"]]},{"id":"c2882634.6eba68","type":"ui_gauge","z":"2c41a2bd.aa36ae","name":"","group":"57ff470b.93fdf8","order":6,"width":"3","height":"3","gtype":"gage","title":"Voltage","label":"V","format":"{{value}}","min":0,"max":10,"colors":["#00b500","#e6e600","#ca3838"],"seg1":"","seg2":"","x":710,"y":80,"wires":[]},{"id":"4d2b292b.1832b8","type":"ui_gauge","z":"2c41a2bd.aa36ae","name":"","group":"57ff470b.93fdf8","order":1,"width":"3","height":"3","gtype":"gage","title":"CO2 concentration","label":"ppm","format":"{{value}}","min":0,"max":"3000","colors":["#00b500","#e6e600","#ca3838"],"seg1":"","seg2":"","x":710,"y":180,"wires":[]},{"id":"38569570.b364ca","type":"ui_gauge","z":"2c41a2bd.aa36ae","name":"","group":"57ff470b.93fdf8","order":2,"width":"3","height":"3","gtype":"gage","title":"Temperature","label":"°C","format":"{{value}}","min":0,"max":"40","colors":["#00b500","#e6e600","#ca3838"],"seg1":"","seg2":"","x":710,"y":280,"wires":[]},{"id":"52201a4f.691954","type":"ui_gauge","z":"2c41a2bd.aa36ae","name":"","group":"57ff470b.93fdf8","order":3,"width":"3","height":"3","gtype":"gage","title":"Humidity","label":"%","format":"{{value}}","min":0,"max":"100","colors":["#00b500","#e6e600","#ca3838"],"seg1":"","seg2":"","x":720,"y":360,"wires":[]},{"id":"9d36bbee.e2cd08","type":"mqtt in","z":"2c41a2bd.aa36ae","name":"","topic":"node/air-quality-monitor:0/voc-lp-sensor/0:0/tvoc","qos":"2","datatype":"auto","broker":"46ddad92.b27704","nl":false,"rap":false,"inputs":0,"x":360,"y":480,"wires":[["58b50f2f.eedd3"]]},{"id":"58b50f2f.eedd3","type":"ui_gauge","z":"2c41a2bd.aa36ae","name":"","group":"57ff470b.93fdf8","order":0,"width":0,"height":0,"gtype":"gage","title":"TVOC","label":"units","format":"{{value}} ppb","min":0,"max":"200","colors":["#00b500","#e6e600","#ca3838"],"seg1":"","seg2":"","x":710,"y":480,"wires":[]},{"id":"67fc6ccd.e460d4","type":"mqtt-broker","broker":"127.0.0.1","port":"1883","clientid":"","usetls":false,"compatmode":true,"keepalive":"60","cleansession":true,"birthTopic":"","birthQos":"0","birthPayload":"","willTopic":"","willQos":"0","willPayload":""},{"id":"57ff470b.93fdf8","type":"ui_group","name":"Default","tab":"11207769.c31889","order":1,"disp":true,"width":"6","collapse":false},{"id":"46ddad92.b27704","type":"mqtt-broker","name":"","broker":"127.0.0.1","port":"1883","clientid":"","usetls":false,"compatmode":true,"keepalive":"60","cleansession":true,"birthTopic":"","birthQos":"0","birthPayload":"","closeTopic":"","closeQos":"0","closePayload":"","willTopic":"","willQos":"0","willPayload":""},{"id":"11207769.c31889","type":"ui_tab","name":"Home","icon":"dashboard"}]

• Přepněte se na záložku Messages, pokud vše proběhlo správně, tak byste měli vidět příchozí zprávy z jednotky

• Přepněte se na záložku Dashboard, pokud vše proběhlo správně, tak byste měli vidět budíky s aktuálními naměřenými hodnotami teploty, vlhkosti, CO2 a VOC. Pozn.: 1. Pro urychlení odeslání dat na jednotku dýchněte 2. Jednotka měří teplotu, vlhkost a VOC každých 5 sekund, CO2 pak každých 15 sekund 3. Jednotka odesílá data každých 15 min. 4. Jednotka odešle data ihned, pokud dojde mezi dvěma měřeními k nárustu vyššímu než 0,2 °C u teploty, 5 % u relativní vlhkosti, 50 ppm u CO2 a 5 ppb u TVOC.

Měření teploty, vlhkosti, CO2 a VOC

• Zasoutěžte si v týmech kdo vlastním dechem vygeneruje nejvyšší teplotu Otázka pro tým s nejnižší teplotou Proč teplý vzduch stoupá vzhůru?

• Porovnejte si mezi týmy naměřenou vlhkost Otázka pro všechny týmy Naměřená vlhkost je relativní vlhkostí. Vysvětlete pojmy relativní vlhkost a rosný bod.

• Porovnejte si mezi týmy naměřené koncentrace CO2 a VOC Otázka pro všechny týmy Čím vysvětlíte rozdíly v naměřených hodnotách?