Monitor de Co2 con sensor mh z19


¿Alguna vez se ha preguntado por qué a menudo se siente somnoliento o incluso cansado por la mañana después de dormir toda la noche? Hay muchas cosas que pueden provocar un sueño de mala calidad,   pero   dada la grave pandemia  al que nos estamos exponiendo  desgraciadamente, también  hay otra razón  contundente: una mayor  exposición a  agentes virulentos al no  estar suficientemente ventilado la estancia .

En efecto , ambas casuísticas citadas  se deben a una concentración inadecuada de dióxido de carbono (CO2) puesto que las personas emiten dióxido de carbono durante la respiración , lo  que implica que   la concentración de CO2 es uno de los principales factores que afectan la calidad del aire y con ello   la exposición a agentes infecciosos.

Por estas razones según los científicos  apuntan que puede ser interesante contar con  un medidor de CO2 para comprender si la concentración de CO2 en nuestro entorno  como afecta la calidad del aire.

Una concentración menor de 800 ppm se considera adecuada, aunque lo ideal es que ronde las 500 ppm. A partir de 800 ppm salta la alerta ya que la ventilación es deficiente, lo que facilita en gran medida la permanencia del virus en el aire, de tal forma que su capacidad de transmisión puede prolongarse durante varias horas.

Estos medidores se pueden comprar ya montados, pero  no dispondremos ningún nivel de mejora ni personalización ni interacción  y los de bajo coste además ofrecen muy poca precisión ,  por lo que vamos a  ver como construir  un medidor real para que entendamos como funciona y de paso podemos pensar en futuras mejoras .

 

La elección del sensor

En un prototipo puede que se vea tentado en usar  sensores del tipo  MQ135 , un sensor de calidad de aire barato) , que detecta NH3, NOx, alcohol, benceno, humo, CO2  y que hemos visto en numerosos proyectos en este blog.

Este  tipo sensores  son  módulos listo para usar para Arduino y Raspberry Pi  gracias a su doble salida analogica   y digital  (para el uso con laRPi se requiere un convertidor AD adicional a no ser que solo necesite la señal de haber superado el umbral  ajustable de disparo de la señal digital ,pero para Arduino la conexión es directa ). 


Los sensores de la serie MQ utilizan un pequeño elemento calefactor con un sensor electrónico-químico por lo que son sensibles a una amplia gama de gases y son adecuados para su uso en interiores. Es cierto que  tienen una alta sensibilidad y un tiempo de respuesta rápido, pero tardan unos minutos en dar lecturas precisas porque el sensor tiene que calentarse.

Estos sensores son  muy fáciles de de usar para medir la concentración de GLP, i-butano, propano, metano, alcohol, hidrógeno y humo en el aire, midiendo concentraciones de gas de 100 a 10000 ppm   siendo ideal para la detección de fugas de gas, alarmas de gas u otros proyectos de robótica y microcontroladores. 

Según el fabricante  en general este tipo de sensores tienen relativa poca precisión incluso después de aplicar la corrección de temperatura y humedad. Además  suelen  tener  un alto consumo de energía (800 mw) y un tiempo de precalentamiento  excesivo lo cual son bastantes inconvenientes para abandonarlo y probar con otro  tipo de sensor.

Hay bastantes sensores de CO2 en el mercado de precios muy variados: MG811 (~ 40 $), MH-Z14 WINSEN (~ 40 $), MH-Z19 WINSEN (~ 30 $), K-30 (~ 85 $), VERNIER CO2-BTA ( ~ 330 $).

Los  sensores de CO2 NDIR (infrarrojo no dispersivo) son el   tipo de sensor más común utilizado para medir el CO2, pues  tienen buena precisión y bajo consumo de energía aunque los precios son muy variados.

Un ejemplo de sensor NDIR es el sensor MH-Z19 tiene buenas características y muy buen precio, así que puede ser una buena opción.  Aquí algunos parámetros técnicos del sensor MH-Z19 :

Tensión de trabajo   4,5 V ~ 5,5 V CC
Corriente media   <85 mA
Nivel de interfaz   3,3 V
Rango de medición   0 ~ 5% VOL opcional
Señal de salida   PWM, UART
Tiempo de precalentamiento   3min
Tiempo de respuesta   T90 <90 s
Temperatura de trabajo   0-50C
Humedad de trabajo   0 ~ 95% de humedad relativa
Peso   15 g
Esperanza de vida   > 5 años
Dimensión   57,5 × 34,7 × 16 mm (largo × ancho × alto)

Este sensor e pequeña escala de uso general  utiliza el principio infrarrojo no dispersivo (NDIR) para detectar la presencia de CO2 en el aire, con buena selectividad y dependencia anaerobia, larga vida y cuenta con compensación de temperatura incorporada y al mismo tiempo  salida en serie, salida analógica y salida PWM. Además, tiene un precio contenido (en amazon unos 14€)

Hay varias  variantes de este sensor con diferentes rangos de medición:

  • 0 ~ 10000 ppm
  • 0 ~ 2000 ppm
  • 0 ~ 5000 ppm

Una opción interesante es la primera porque el modelo B es el más extendido y fácil de conseguir,  si bien  un nivel de CO2 superior a 2000 ppm no sería apropiado para un ambiente doméstico. 

Puede ser interesante montar un dispositivo móvil para poder medir el nivel de CO2 donde quiera dentro del hogar , puesto que como el voltaje de trabajo del MH-Z19 es de 4.5 ~ 5.5V DC, puede usarse la salida USB standard  o simplemente  3 baterías AA ) como fuente de alimentación.

 

Respecto a la visualización de los datos una pantalla OLED LCD 0.96 “I2C IIC SPI Serial 128X64 (en amazon unos 9€)  es una buena opción pues  es muy fácil usarla con nuestro Arduino  gracias a la conexión I2C , y claro las librerías gratuitas para Arduino

Para  poderla usar en nuestro proyecto , es importante tener en cuenta que necesitaremos  la biblioteca de controladores oled Adafruit SSD1306

Respecto al conexionado , no puede ser más sencillo, pues conectaremos la alimentación   del sensor ,la pantalla  y nuestro  arduino  a través de un interruptor al polo positivo de   un portapilas de 3 pilas de 1.5V. Obviamente  complementaremos las conexiones de VCC  con las  masa (0v) conectando el  polo negativo del portapilas a las conexiones de 0v del sensor ,la pantalla  y nuestro  arduino.  

El montaje se complementará con las conexiones de datos  del  sensor MH-Z19    y de la pantalla , conectando la salida PWM del  sensor digital  al pin 7 (pin digital 7) de Arduino ,  y las conexiones de datos I2C  de la pantalla a los pines  SDA( pin 19)   y   pin SCL(pin 18) de nuestra placa Arduino. 

 

Medidor de CO2 MH-Z19

Este  es el resumen de elementos básicos de  hw para hacer este pequeño proyecto:

  • Sensor de co2 infrarrojo MH-Z19 (en amazon unos 14€)
  • Arduino Pro Micro  ( o cualquier otra placa Arduino que disponga)
  • Pantalla OLED LCD 0.96 “I2C IIC SPI Serial 128X64 (en amazon unos 9€)
  • Soporte de batería 3 AAA 1.5V 
  • Interruptor

Implementación

Necesitaremos lo siguientes elementos software para implementar este proyecto

Respecto al   proyecto, cuyo código Arduino al completo podemos ver más abajo , de forma  simplificada  este es   su funcionamiento: 

Primero importamos las librerías  para el control de la  pantalla I2C

#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define OLED_RESET 4
Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);

A continuación definiremos las variables, empezando definiendo el pin 7 para el pwm para el sensor de Co2,  constantes, etc   destacando el valor del precalentamiento para el sensor de co2  cuyo valor es de 120 segundos

#define pwmPin 7        
int preheatSec = 120;
int prevVal = LOW;
long th, tl, h, l, ppm = 0;

Ahora veremos la  parte esencial , cuya principal ocupación es proporcionar el valor de la medida de C02 en la variable ppm 

void PWM_ISR() {
long tt = millis();
int val = digitalRead(pwmPin);

if (val == HIGH) {
if (val != prevVal) {
h = tt;
tl = h - l;
prevVal = val;
}
} else {
if (val != prevVal) {
l = tt;
th = l - h;
prevVal = val;
ppm = 2000 * (th - 2) / (th + tl - 4);
}
}
}

Otra  función  importante es la inicialización de la pantalla OLED , que  conseguiremos al introducirla en la función setup

void setup() { 
Serial.begin(115200);
pinMode(pwmPin, INPUT);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pwmPin), PWM_ISR, CHANGE);
display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // initialize with the I2C addr 0x3C (for the 128x64)
display.setTextColor(WHITE);
}

Dado el intervalo de precalentamiento , es interesante una función que presente la cuenta atrás para que el usuario sea consciente de que es necesario esperar ese intervalo:

void displayPreheating(int secLeft) {
display.setTextSize(2);
display.println("PREHEATING");
display.setTextSize(1);
display.println();
display.setTextSize(5);
display.print(" ");
display.print(secLeft);
display.display();
}

Obviamente tampoco nos puede faltar la visualización del nivel de ppm , que solo se mostrará si es superior  a 1000 ppm ( obviamente podemos ajustar este umbral al valor que deseemos).

void displayPPM(long ppm) {
display.setTextSize(2);
display.println("CO2 PPM");
display.setTextSize(1);
display.println();
display.setTextSize(5);
if (ppm < 1000) {
display.print(" ");
}
display.print(ppm);
display.display();
Serial.println(ppm);
}

Finalmente en el bucle principal  básicamente  borraremos la pantalla y mostraremos la  cuenta atrás  del precalentamiento para finalmente mostrar el nivel de ppm  cada 1000ms.

void loop() { 
display.clearDisplay();
display.setCursor(0,0);
if (preheatSec > 0) {
displayPreheating(preheatSec);
preheatSec--;
}
else {
displayPPM(ppm);
}
delay(1000);
}

 

Para terminar, IhorMelynk nos ofrece el código fuente para Arduino que el mismo cargó en su Arduino:

#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define OLED_RESET 4
Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);

#if (SSD1306_LCDHEIGHT != 64)
#error("Height incorrect, please fix Adafruit_SSD1306.h!");
#endif

#define pwmPin 7

int preheatSec = 120;
int prevVal = LOW;
long th, tl, h, l, ppm = 0;

void PWM_ISR() {
long tt = millis();
int val = digitalRead(pwmPin);

if (val == HIGH) {
if (val != prevVal) {
h = tt;
tl = h - l;
prevVal = val;
}
} else {
if (val != prevVal) {
l = tt;
th = l - h;
prevVal = val;
ppm = 2000 * (th - 2) / (th + tl - 4);
}
}
}

void setup() {
Serial.begin(115200);
pinMode(pwmPin, INPUT);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pwmPin), PWM_ISR, CHANGE);
display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // initialize with the I2C addr 0x3C (for the 128x64)
display.setTextColor(WHITE);
}

void displayPreheating(int secLeft) {
display.setTextSize(2);
display.println("PREHEATING");
display.setTextSize(1);
display.println();
display.setTextSize(5);
display.print(" ");
display.print(secLeft);
display.display();
}

void displayPPM(long ppm) {
display.setTextSize(2);
display.println("CO2 PPM");
display.setTextSize(1);
display.println();
display.setTextSize(5);
if (ppm < 1000) {
display.print(" ");
}
display.print(ppm);
display.display();
Serial.println(ppm);
}

void loop() {
display.clearDisplay();
display.setCursor(0,0);
if (preheatSec > 0) {
displayPreheating(preheatSec);
preheatSec--;
}
else {
displayPPM(ppm);
}
delay(1000);
}

 

Teniendo esto en cuenta, a la hora de mantener el contacto social los espacios al aire libre se presentan como la mejor alternativa. En espacios cerrados la ventilación es fundamental. No es suficiente con abrir las ventanas 10 minutos cada hora. La ventilación debe ser constante. Por supuesto, en ambos casos la mascarilla sigue siendo un elemento de protección esencial.

 

 

 

 

 

 

 

Cómo medir la calidad del aire


En  esta etapa  de la historia que nos hemos visto  abocados  a  vivir , dadas  las vías de contagio del  coronavirus ,  se hace necesario evaluar la calidad del aire que respiramos para intentar minimizar las vías de contagio.

Para evaluar  la calidad de aire, uno de las principales indicadores  es la cantidad de material particulado ( PM) , que a  menudo se clasifica además por sus tamaños, por ejemplo, PM2.5 y PM10. Sin embargo, se vuelve más complejo medir compuestos orgánicos volátiles (COV) u otros  componentes como el formaldehído y los pesticidas, todos ellos  más complicados de identificarlos aunque existen  sensores disponibles (pero es mucho menos sencillo que medir partículas).

Asimismo tanto el CO2  como  CO son otros contaminantes potencialmente mortales, pero afortunadamente hay disponibles sensores muy baratos. El ozono también  en altas concentraciones es otro contaminante, pero para el  se encuentran disponibles sensores económicos.

 

 

 

Hay dispositivos que prueban uno o varios contaminantes,  como   vamos  a ver  a continuación,  pero algunos de estos  dispositivos de control de la calidad del aire también  analizan la temperatura y la humedad ( ya que  la combinación de ambos  puede producir moho).  Además existen dispositivos específicos  para la medición de  niveles de  dióxido de carbono y monóxido de carbono ( algunos de  ellos muy asequibles).  Sin embargo, esto es solo la punta del iceberg pues hay muchos contaminantes posibles y probables: ozono, óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre, radón (un gas radiactivo sin color ni olor que  proviene del uranio que está presente en el suelo del que se dice que es la segunda causa principal de cáncer de pulmón en los EE . UU), plomo, y la lista sigue y sigue y no son tan raros como uno podría pensar. 

Como es muy difícil evaluar todos los posibles sustancias contaminantes presentes en  el aire  veamos ahora con detalle  los  6 diferentes indicadores  que nos pueden servir para evaluar la calidad del aire que respiramos:

TVOC

Los compuestos orgánicos son sustancias químicas que contienen carbono y se encuentran en todos los elementos vivos. Los compuestos orgánicos volátiles, a veces llamados VOC, o COV, se convierten fácilmente en vapores o gases que  contribuyen a la mala calidad del aire interior, siendo omnipresentes tanto en interiores como en exteriores.

Los COV son sustancias químicas orgánicas emitidas como gases por productos o procesos; en su mayor parte, puedes oler su presencia. Las fuentes típicas de COV en interiores incluyen cosas como agentes de limpieza, desinfectantes, ambientadores, deshumidificadores y más. (Incluso algo tan aparentemente inocuo como una alfombra nueva es probable que emita gas de formaldehído). Las fuentes de contaminación de COV del exterior podrían incluir sustancias químicas volátiles en el agua subterránea contaminada que se introducen durante el uso del agua.

Para medir la contaminación del aire en interiores, debe realizar pruebas para detectar todos los contaminantes posibles o probables. Una excepción a esto es un sensor de compuestos orgánicos volátiles (COV), que analiza múltiples contaminantes y  brinda un valor / nivel agregado.

  • Intervalo de concentraciones para una situación de confort : < 200 µg/m3
  • Intervalo de concentraciones con inicio de situaciones de desconfort: 200–3000 µg/m3
  • Intervalo de concentraciones para una situación de desconfort : 3000 – 25000 µg/m3
  • Intervalo de situación tóxica > 25000 µg/m3

HCHO

El formaldehído o metanal es un compuesto químico, más específicamente un aldehído altamente volátil y muy inflamable, de fórmula H₂C=O. Se obtiene por oxidación catalítica del alcohol metílico.

Es  un alérgeno muy extendido ya que se encuentra presente en múltiples productos y se incorpora a otros muchos en los procesos de fabricación incluyendo plásticos, fluidos de corte, medicamentos, telas, cosméticos y detergentes.

Este producto químico  se utiliza ampliamente como bactericida o conservante, en la fabricación de ropa, plásticos, papel, tableros y en otros muchos usos. De hecho el formaldehído está muy extendido en nuestro medio. También puede encontrarse en muchos productos como producto de descomposición o alteración de los mismos.

CO2

 La concentración de CO2 en el aire es un gran “gas trazador” para controlar qué tan mal están las cosas.. Por supuesto, los humanos producen CO2 al respirar, y cuanto más trabajamos, más CO2 producimos. El CO2 se mide con bastante facilidad en dispositivos  portatiles ( en este blog hemos hablado  hecho de los sensores)

El dióxido de carbono (CO2) puede no ser el factor más pernicioso que impacta la calidad del aire interior, pero a menudo se usa como sustituto de la calidad del aire y el nivel de ocupación del edificio. Cuantos más ocupantes haya en una habitación o edificio, más CO2 se libera al aire. Para evitar que los niveles de CO2 aumenten demasiado, lo que puede tener un impacto negativo en los ocupantes, el aire exterior debe introducirse deliberadamente en el edificio a través de un sistema de ventilación.

A menudo, sin embargo, esos esfuerzos sobrecargan innecesariamente el sistema de ventilación, desperdiciando energía. Al monitorear los niveles de CO2 y proporcionar ventilación según sea necesario, lo que se denomina ventilación de control de demanda, puede mantener una calidad de aire saludable y reducir el uso de energía

Mire la medida de CO2 anterior. Típicamente, el aire exterior es de aproximadamente 400. Si el medidor pasa de 1000 ppm, en general, debe hacer algo con el aire que hay allí.

CO

A diferencia de los COV, el monóxido de carbono es imposible de oler, saborear o ver. En concentraciones bajas y moderadas, puede causar fatiga, dolor de pecho o problemas de visión; en concentraciones elevadas podría ser fatal. Las fuentes de monóxido de carbono son generadores, calderas u hornos mal mantenidos, gases de escape de vehículos cercanos al ralentí y más.

PM

Material particulado (PM): el material particulado, que se encuentra tanto en el interior como en el exterior, es una mezcla de partículas sólidas y gotitas líquidas suspendidas en el aire, como polvo, polen, humo y hollín. Las partículas en sí son de diferentes tamaños, pero las que más nos preocupan son las más pequeñas (10 micrómetros de diámetro o menos) porque pueden inhalarse. La inhalación de PM puede afectar el corazón y los pulmones. La PM al aire libre, generada por la construcción, por ejemplo, o la quema de combustibles fósiles, ingresa a los edificios a través de ventilación natural y mecánica. En interior puede producirse por chimeneas, tabaquismo u otras actividades.

 Hay  disponibles sensores económicos que utilizan láseres y luz difusa.

Muchos aparatos de medida suelen indicar el  diámetro de las películas que puede medir en micrómetros , siendo los mas extendidos  los medidores de  PM2.5

AQI (Índice de Calidad del Aire )

El índice de calidad del aire es una medida para determinar el nivel de contaminación del aire y, por lo tanto, la calidad del aire implícita en los EE. UU. El AQI se divide en seis categorías.

Cuanto menor sea el AQI, mejor será la calidad del aire. Un AQI por debajo de 50 indica una calidad del aire bastante buena, mientras que un AQI por encima de 300 significa que el aire contiene concentraciones peligrosas de sustancias nocivas.

cálculo del índice de calidad del aire (aqi)

Significado de los diferentes niveles del AQI

umbrales, colores y significado de los niveles del índice de calidad del aire

 

DATOS RECOMENDADOS

A modo de resumen  se muestran algunos de los parámetros recomendados para la calidad del aire interior según lo indicado por el International Well Building Institute:

CARACTERÍSTICAS CONDICIONES A CUMPLIR
Materia particular (PM)

10 micrómetros o menos de diámetro: 50 ug / m3;

 2,5 micrómetros o menos de diámetro: 15 ug / m3

Monóxido de carbono (CO) Menos de 9 ppm
Compuestos orgánicos volátiles (COV) Menos de 500 ug / m3

Formaldehído (HCHO)

 

Menos de 27 ppm
Dióxido de carbono(CO2) Aproximadamente 700 ppm por encima de los niveles del aire exterior (generalmente alrededor de 1,000 a 1200 ppm(ASHRAE)
Índice calidad del aire (AQI) Entre 0 a 50. 
Humedad Por debajo del 60%, idealmente entre 30% y 50% (EPA)
Temperatura 20 °C a 23 ° C (invierno); 24 ° C a  27 °C (verano) (ASHRAE)

* ug / m3 = microgramos por metro cúbico

 

 

SISTEMAS DE MEDIDA COMERCIALES

Además de obtener una “imagen completa” de la calidad del aire interior, algunos  monitores de calidad del aire interior se pueden ajustar  para proporcionar alertas de umbral. Si, por ejemplo, el aire exterior tiene un nivel de CO2 de 400 ppm, puede configurar su equipo de monitoreo para que le avise cuando los niveles interiores alcancen 950 ppm y cuando el aire haya alcanzado un punto crítico de 1100 ppm. Desde allí, puede tomar las medidas adecuadas para resolver la situación de inmediato.

 Todos sabemos que el aire es una parte indispensable de nuestras vidas. La calidad del aire está afectando nuestro cuerpo y mente, pero como el aire es incoloro e insípido, no podemos medirlo con los ojos. En este momento, necesitamos medidores  de aire para ayudar a controlar la calidad del aire.

Veamos algunos de estos medidores comerciales.

Kecheer medidor display leds de CO2

En este modelo , tenemos  un detector de calidad del aire AQI, CO ,CO2 ,HCHO TVOC  del famoso  fabricante Kecheer   siendo este modelo uno de los mas asequibles de esta marca.

Este modelo usa  tecnología de detección de flujo de aire natural  y una  pantalla digital LED de  diodos rojos ( de ahí su bajo coste )
El error flotante es entre el  3% y el 30% necesitando unos 120 segundos  en el encendido para dar lecturas debido al precalentamiento necesario.

Este equipo se alimenta con  5v  y cuenta con una batería interna de litio de  1000 mAh 

La pantalla de  leds de 7 segmentos  de gran tamaño facilita la lectura de datos   a diferencia de algunas LCD  que son difícilmente visibles según   el ángulo con que se mire)  y los tres  botones con lo que cuenta  son fáciles de operar.

PROS 

  • Gran abanico  de  sustancias detectables  son  CO, CO2, HCHO, TVOC y  AQI 
  • Al alimentarse  con batería es fácil de transportar, adecuado para el hogar, el automóvil, la oficina, la fábrica y otros entornos.
  • Manuales  en ingles ( algunos modelos  solo están en chino).
  • Precio asequible
  • Puede monitorizar en tiempo real las 24 horas dejándolo siempre conectado
  • Es uno  de los mas vendidos 

CONTRAS 

  • Quizás la falta mas relevante de este equipo es que NO cuente  con una medición especifica  para las partículas PM 2.5 .
  • No hay registro de histórico.
  • No hay indicación de niveles dañinos o adecuados   por ejemplo  por colores.

Si le interesa este modelo en Amazon ronda  los 30€

 

Keecher medidor LCD de co2

Estamos ante un dispositivo cuya medición se muestra en una pantalla LCD siendo el  diseño pequeño y ligero para facilitar su transporte. La tecnología de detección de flujo de aire natural , la cual se adopta para determinar los problemas de calidad del aire con mayor precisión.

Esta alimentado por una batería de litio recargable  con una batería de 3.7V, 1000mAh.

Después de encender, el dispositivo tarda unos 120 segundos en mostrar los primeros valores. Hasta entonces, la pantalla se contará hasta 120 por segundo.

Este monitor de calidad del aire hace que sea fácil tomar mediciones de una habitación a otra para obtener una visión general de la calidad del aire en un hogar, lugar de trabajo, escuela, guardería o cualquier otro lugar detectando y controlando los problemas del aire en cualquier momento para garantizar la salud de los miembros de la familia o los empleados.

Este tipo de monitores de calidad del aire también son una herramienta esencial para usar cuando se realizan inspecciones de propiedades o cuando se usan herramientas domésticas para ver si hay una cantidad anormal de liberación de toxinas gracias a la detección inteligente de varios tipos de gas   ya que la mayoría de los gases domésticos se pueden detectar, sin necesidad de preocuparse por la aplicabilidad.

PROS 

  • Gran abanico  de  sustancias detectables  son TVOC/HCHO/CO2/ AQI
  • Hay una  indicación en la pantalla LCD   de niveles dañinos o adecuados     en la parte inferior
  • Al alimentarse  con batería es fácil de transportar, adecuado para el hogar, el automóvil, la oficina, la fábrica y otros entornos.
  • Manuales  en ingles   ( algunos modelos  solo están en chino).
  • Teclado  versátil  y fácil de entender  (  ( algunos modelos  solo están en chino).
  • Precio asequible
  • Puede monitorizar en tiempo real las 24 horas dejándolo siempre conectado
  • Bajo consumo 

CONTRAS 

  • Quizás la falta mas relevante de este equipo es que NO cuente  con una medición especifica  para las partículas PM 2.5 .
  • No cuenta con medición especifica de CO
  • No hay registro de histórico.

 

Si le interesa este modelo en Amazon  cuesta unos 27€

Medidor de Co2 kkmon

Estamos en un medidor  de calidad de aire mas avanzado   que los anteriores capaz detectar nivles de  HCHO, TVOC y   CO2 en tiempo real  contando  además  con  al medición de  evaluación ambiental de la calidad del aire AQI.  El error flotante ronda entre el  3% y  el 30%  muy similar a los medidores anteriormente citados.

Después de encender, el dispositivo tarda unos 120 segundos en mostrar los primeros valores.

Esta alimentado por una batería de litio recargable  con una batería de 3.7V, 1000mAh.

 

Este detector en tiempo real  de HCHO   guarda el registro de valor promedio de 60 minutos. También detecta TVOC en tiempo real  guardando  un registro de valor promedio de 30 minutos. Igualmente detecta  CO2 en tiempo real registrando el  valor promedio de 10 minutos y no olvidemos con que cuenta con el indicador de evaluación ambiental de la calidad del aire AQI

La pantalla de gran tamaño facilita la lectura de datos, y los botones son fáciles de operar  .Es fácil de transportar, adecuado para el hogar, el automóvil, la oficina, la fábrica y otros entornos.

La parte posterior está diseñada con un marco de soporte, que puede colocarse en la superficie plana de manera más conveniente.

 

PROS 

  • Gran abanico  de  sustancias detectables  son HCHO, TVOC, CO2 y AQI
  • Hay una  indicación en color  en la pantalla LCD   de niveles dañinos o adecuados     en la parte inferior.
  • Registro promedio en tiempo real  de HCHO (60 minutos),TVOC (30 minutos)  y  CO2( 10 minutos ) en una linea por debajo del valor instantáneo de  HCHO,TVOC y CO2 
  • Al alimentarse  con batería es fácil de transportar, adecuado para el hogar, el automóvil, la oficina, la fábrica y otros entornos.
  • Manuales  en ingles   ( algunos modelos  solo están en chino).
  • Teclado  muy versátil  y fácil de entender  (   algunos modelos  solo están en chino).
  • Precio no tan asequible
  • Bajo consumo 

CONTRAS 

  • Quizás la falta mas relevante de este equipo es que NO cuente  con una medición especifica  para las partículas PM 2.5 .
  • No cuenta con medición especifica de CO
  • No hay registro de histórico ( solo el valor promedio en diferentes intervalos según el indicador).

Este medidor es algo mas caro que los dos anteriores ( unos 10€ mas )

 

Kecheer monitor lcda color  de calidad del aire 

Este medidor avanzado del famoso fabricante Keetcher puede detectar HCHO, TVOC, CO2, PM2.5, PM10.

Como novedad respecto a los modelos anteriores  también muestra la temperatura, humedad, y también puede configurar el tiempo de visualización, reloj despertador y calendario.

Este  sistema de monitoreo de calidad del aire interior y exterior es de alta precisión gracias a la tecnología de detección de grado profesional.

Cuenta con gran pantalla LCD a color con luz de fondo, conveniente para su lectura en cualquier momento y es adecuado para usar en el automóvil, sala de estar, casa con muebles y decoración nuevos, cocina, dormitorio, oficina, aula, ambiente al aire libre, etc.

 

Este dispositivo muestra lecturas locales de la calidad del aire exterior en tiempo real y monitoreo de gases en tiempo real para prevenir enfermedades respiratorias pero no guarda histórico ningún tipo de promedio

PROS 

  • Gran abanico  de  sustancias detectables  son HCHO, TVOC, CO2 y AQI
  • Mide   nivel de impurezas  tanto  PM2.5 como  PM10
  • Presenta  la  temperatura  en grados centígrados  y Farenheid  así como la, humedad en %
  • Cuenta con calendario y, hora e incluso despertador
  • Hay una  indicación en color del índice   AQI muy visual en la pantalla LCD    en la parte inferior.
  • Al alimentarse  con batería es fácil de transportar, adecuado para el hogar, el automóvil, la oficina, la fábrica y otros entornos.
  • Manuales  en ingles   ( algunos modelos  solo están en chino).
  • Precio asequible  y bajo consumo 

CONTRAS 

  • No cuenta con medición especifica de CO
  • No hay registro de histórico ni del valor promedio
  • Esta pensado cono una  especie de despertador  avanzado  y no como uno monitor de la calidad de aire  propiamente dicho

Este medidor cuesta unos 43€ en Amazon

 

Medidor con LCD a color  con termómetro y higrómetro

Este medidor avanzado del famoso fabricante Keetcher en  realidad   es un  preciso monitor  de CO2  avanzado  no midiendo el resto de  posibles sustancias potencialmente dañinas  ( HCHO, TVOC, CO , AQI o el  nivel de impurezas tanto  PM2.5 como  PM10).

Como novedad respecto a otros modelos  también muestra la temperatura (℃ / ℉ conmutable)  y humedad  ( ya que  la combinación de ambos  puede producir moho) ,o la  fecha  y hora a todo color en la pantalla de 3.2 pulgadas. 

Esta alimentado por una batería de litio recargable  con una batería de 3.7V, 2200mAh.

La alarma es ajustable individualmente (hasta 9999 ppm)   y el sonido de advertencia también se puede activar como opción. El valor al que debe sonar una alarma se puede ajustar manualmente.

La monitorización  de CO2 en tiempo real se obtiene  por el sensor de alta precisión, y lo alarmará una vez que el CO2 exceda el valor de configuración  pudiendo almacenar hasta 999 grupos de datos y contando con  una tabla de tendencia de datos históricos para que la revise.

Este modelo cuenta con una interesante función de exportación de datos  en formato PDF  permitiendo conectarse con un  ordenador al puerto USB y exportar el archivo PDF para verificar y analizar cómodamente. También tiene una nueva función de mostrar el valor MAX y MIN.

 

PROS 

  • El campo de aplicación del detector de dióxido de carbono puede ser el sitio público, la agricultura, la cría de animales, la industria y más.
  • Con tecnología de detección de grado profesional, este medidor de CO2 tiene un rendimiento estable y alta precisión
  • Presenta  la  temperatura  en grados centígrados  y Farenheid  así como la humedad en % permitiendo su 
  • Hay una  indicación en color del índice   de calidad de aire muy visual en la pantalla LCD    en la parte inferior.
  • Al alimentarse  con batería es fácil de transportar, adecuado para el hogar, el automóvil, la oficina, la fábrica y otros entornos.
  • Manuales  en ingles   ( algunos modelos  solo están en chino).
  • Posibilidad de exportar los datos a un ordenador para su estudio

 

CONTRAS 

  • El  precio es el mas alto de los presentados en este post
  • Hay  un gran inconveniente  de acuerdo con las instrucciones de funcionamiento, el sensor tiene una esperanza de vida de 8000h . En un uso (24/7) operación, el dispositivo seria inutilizable después de aproximadamente 1 año así que es mejor no tenerlo conectado permanentemente.
  • Mide  solo  CO2  : es decir no mide  HCHO, TVOC, CO ,AQI o  el   nivel de impurezas  tanto  PM2.5 como  PM10

Este medidor en su version con salida de datos  cuesta unos 96€ en Amazon

 

OTROS  METODOS DE MEDIDA

Existen  métodos de kits de prueba de aire disponibles en el mercado hoy en día que se pueden comprar . Estos kits de prueba no requieren una habilidad especial o técnica para su uso  viniendo  con instrucciones para recolectar muestras de aire en su hogar. Una vez que se tiene las muestras, puede enviarlas al laboratorio indicado en el paquete. Obtendrá los resultados en una o dos semanas. Los resultados tendrán recomendaciones para resolver los problemas.

  • Equipo de plomo: prueba los niveles de plomo en el aire.
  • Kit de moho: prueba los niveles de moho en el aire.
  • Kit de alérgenos: verifica el nivel de alérgenos como ácaros del polvo, polen, moho y células de la piel en el aire.
  • Kits de compuestos orgánicos volátiles (COV): detectan qué compuestos pueden causar problemas de salud en el hogar.
  • Kit de formaldehído: comprueba la presencia de formaldehído en el hogar.

Conclusión

La calidad del aire es muy amplia pues hay múltiples contaminantes que monitorear. Algunos de estos se pueden medir con mucha precisión con sensores muy baratos, mientras que otros son casi imposibles de medir.  Por ejemplo, el nivel de material particulado, o PM, es bastante fácil de medir (de hecho muchos “monitores de calidad del aire” no muestran más que PM2.5

 PM es pues solo una unidad física (partículas con un cierto tamaño) en lugar de una química (por ejemplo, plomo) y de ahí viene la complejidad de medición.  Otros contaminantes, como el plomo o el asbesto, son imposibles de controlar sin un costoso equipo profesional.

Por lo tanto, puede ser   útil contar con  monitores de calidad del aire para controlar la calidad del aire en su hogar, oficina, etc   pero debe tener en cuenta que solo mostraran  una pequeña parte de la imagen completa. 

¿Meadow es el sucesor de Netduino?


La compañia Wildernesss Labs tras comprar  en 2016   Netduino y trabajar en secreto dos años  en  2018,  sacaron vía crowfounding  (en Kickstarter)  su proyecto estrella: Meadow , una  plataforma IoT estándar de .NET de pila completa   que  intenta combinar lo mejor de todos los mundos,  pues tiene el poder de RaspberryPi,  el factor de computación de un Arduino y la capacidad de administración de una aplicación móvil. ¿Y la mejor parte? funciona con .NET Standard completo en hardware de IoT real

Existe una brecha cada vez mayor entre los desarrolladores y las empresas que desean construir hardware conectado y la capacidad de hacerlo. Meadow intenta  cerrar esa brecha y permite a los diez millones de desarrolladores de .NET crear experiencias de hardware realmente interesantes con la misma facilidad con la que crean aplicaciones web o móviles en la actualidad.

Meadow  permite a los desarrolladores ejecutar aplicaciones completas de .NET Standard 2.x en un microcontrolador e incluye un conjunto de controladores de hardware y API en la parte superior que hace que el desarrollo de hardware sea plug and play.   Sin embargo, Meadow no se limita a los desarrolladores .Net, intentando  abrir el desarrollo de hardware a desarrolladores de todo tipo, poniendo especialmente foco en el ambiente empresarial .

Meadow IoT Kickstarter

 

Microordenador vs Microcontrolador: las Raspberry Pis son ordenadores completos  y los Ardunios son pequeños dispositivos (en su mayoría) de una sola tarea.  Es quizás  una exageración tener Ubuntu en un ordenador solo para encender un dispositivo así que por lo general, es deseable  que los dispositivos de IoT ocupen desde el punto de vista del  hardware como del sw  lo menos posible a si que  puede ser una buena  idea que  nuestro core de IoT corra  un sistema  operativo mas estable en cuanto a cortes o interrupciones  ( como lo haría en un microcontrolador pero con muchísima mas potencia del calculo).

Meadow  en principio  ha sido diseñado para ejecutarse en una variedad de microcontroladores, y la primera placa se basa en la MCU STM32F7 (insignia de STMicroelectronics) con coprocesador ESP-32 e   implementando. WiFi, BLE, 32 MB de RAM, 32 MB de Flash. 25 puertos GPIO, PWM, I2C, SPI, CAN, UART y cargador de batería LiPo integrado, todo ello en el factor de forma Adafruit Feather.

Lo interesante pues es que el factor de forma Feather sirva  como placa de desarrollo o incrustarlo. Es realmente un gran diseño   basada en  MCU STM32F7 en un bajísimo factor de forma  y con  casi tantos puertos GPIO (25) tanto  analógicos como digitales como estamos acostumbrados en Arduino o Netduino.

En el sitio de  Meadow Kickstarter dicen que se está ejecutando en Mono Runtime y admite la API .NET Standard 2.0 lo  cual  significa que probablemente ya sepa cómo programarlo  pues  la mayoría de las bibliotecas de NuGet son compatibles con .NET Standard, por lo que una gran cantidad de software de código abierto debería “simplemente funcionar” en cualquier solución que admita .NET Standard.

En términos de NanoFramework y TinyCLR; si bien esos son grandes esfuerzos, son significativamente diferentes a Meadow. Ambos esfuerzos se basan en .NET MicroFramework. Como tal, no son compatibles con .NET completo. No hay genéricos en ninguno de ellos, por ejemplo, ni hay soporte para las bibliotecas estándar .NET. 

 

Funciones empresariales

Meadow  incluye soporte para actualizaciones seguras por aire (OTA), lo que permite que las instalaciones de campo de IoT se gestionen de forma remota; una característica clave para las implementaciones empresariales de IoT.

Meadow abrirá todo un nuevo conjunto de posibilidades para el desarrollo de cosas conectadas. Y como funciona con un dispositivo de  ultrabaja energía, podrá colocarlo en todas partes. Las instalaciones de baterías, energía solar e incluso energía a través de Ethernet (POE) se convertirán en algo común, lo que significa que para muchos de estos dispositivos, el acceso físico será limitado, por lo que la administración centralizada es un requisito absoluto.

Además de las actualizaciones de OTA, Wilderness Labs tiene planes para el monitoreo de campo básico, informes de fallas y análisis para asegurarse de que los dispositivos Meadow funcionen in situ.

Y debido a que Meadow usa .NET, las empresas pueden usar equipos existentes e inversiones de código para construir IoT, en lugar de tener que contratar nuevos desarrolladores que se especialicen en hardware. Es una propuesta de valor similar a la que sus creadores hicieron en Xamarin; había desarrolladores existentes que querían hacer dispositivos móviles, así como muchas inversiones existentes en código empresarial los cuales fueron habilitados en una plataforma completamente nueva ( Microsoft adquirió Xamarin por más de 400 millones de dólares, en gran parte por su valor en el mercado empresarial).

Seguridad 

Otro aspecto importante del aspecto Meadow se intenta centrar en la seguridad. Meadow presenta consideraciones de seguridad básicas, desde la seguridad a nivel de hardware y las actualizaciones seguras, pero Wilderness Labs también se compromete a enviar componentes de software destinados a facilitar la seguridad desde una perspectiva de UX. No es suficiente tener actualizaciones seguras por aire (OTA ) , firmware firmado, revocación de certificados terciarios, etc., pueso la seguridad debe llegar hasta el final.

El pirateo del bot Mirai funcionó porque muchas de estas cámaras de seguridad conectadas tenían nombres de usuario y contraseñas predeterminados, asi  que no es una cuestión   banal.

En este nuevo enfoque enviaran componentes que puede ingresar y brindar una experiencia de usuario fantástica y fácil para cambiar esas cosas, así como orientación y educación para el desarrollador para ayudar a la gente a comprender cómo aprovechar las funciones de seguridad en la pila Meadow.

Inteligencia artificial en IoT

Recientemente, Pete Warden, director de TensorFlow en Google, escribió que la mayor parte de la inteligencia artificial se realizará en microcontroladores , y Meadow es la primera plataforma de desarrollo de microcontroladores que cumple con esa promesa, permitiendo ejecutar visión artificial a través de TensorFlow y otros paquetes de inteligencia artificial de alto nivel localmente en chip.

Se espera que la IA desempeñe un papel clave en IoT con la visión artificial y otros algoritmos de aprendizaje profundo que se ejecutan en imágenes y otros datos de sensores en la fuente para agilizar la recopilación de datos y permitir que los dispositivos tomen decisiones en el campo. Sin embargo, Meadow es la primera plataforma de microcontroladores de IoT que se enfoca específicamente en casos de uso de IA.

Mercado emergente

Se espera que el mercado global de IoT supere los USD $ 1 billón / año para 2025 , y se prevé que gran parte de ese dinero se gaste en herramientas, plataformas y servicios para desarrolladores. Y ese mercado está listo para la disrupción, mientras que los microcontroladores están preparados para convertirse en la forma dominante de computación , con un estimado de 75B de ellos in situ y conectados para 2025, casi todo el desarrollo de microcontroladores hoy en día se realiza en lenguajes de bajo nivel como C / C ++ , y las herramientas no han cambiado mucho desde la década de 1980.

Una de las cosas que ha frenado a IoT hasta ahora es la barrera de entrada; existe una variedad fantástica de nuevos dispositivos informáticos que pueden hacer todo lo que puede hacer una computadora en miniatura y más; sólo cuestan unos pocos dólares, pueden funcionar con una batería de tipo botón durante años y, sin embargo, programarlos es un trabajo duro durante los años 80 ”, comentó Bryan.

Diferencias con Neduino

Hardware

Si bien Meadow está diseñado para ejecutarse en una variedad de microcontroladores de 32 bits, su primera placa se basa en el chip STM32F7 de STMicroelectronic con 32 MB de almacenamiento flash y 16 MB de RAM , el sucesor del chip STM32F4 muy popular que se encuentra en varias placas de desarrollo de microcontroladores, incluido Netduino. La serie F7 es dos veces más poderosa pero usa la mitad de la energía de los chips F4 e incluye una serie de características interesantes, como un códec JPEG integrado para manejar transmisiones de video y cámara, así como un acelerador de gráficos 2D para proporcionar UX en un variedad de pantallas.

También están trabajando en una placa basada en ESP32 que traerá características y conectividad de alta gama a un mercado de bajo precio. Esperaremos con ansias el día en que pueda incorporar una placa Meadow basada en ESP32 en productos por menos de $ 10.

Una gran diferencia con Netduino es  que la placa Meadow F7 está diseñada para ser compatible con el factor de forma Adafruit Feather  ( claramente diferente  a Natduino que se diseño para tener el mismo factor de forma que Arduino ). Además incluye un conector de batería y un cargador integrado, por lo que puede funcionar fácilmente con una batería o conectarse a un panel solar para uso indefinido mediante recarga solar. Aisimismo por diseño, el F7 también está destinado a ser integrable por defecto.

Lo interesante pues es que el factor de forma Feather sirva  como placa de desarrollo o incrustarlo. Es realmente un gran diseño   basada en  MCU STM32F7 con coprocesador ESP-32 e   implementando. WiFi, BLE, 32 MB de RAM, 32 MB de Flash. 25 puertos GPIO, PWM, I2C, SPI, CAN, UART y cargador de batería LiPo integrado  en un bajísimo factor de forma  y con  casi tantos puertos GPIO (25) tanto  analógicos como digitales como estamos acostumbrados en Arduino o Netduino.

Software

Meadow ejecuta un puerto personalizado de Mono sobre un NuttX muy modificado (un µRTOS). De ahí proviene el  soporte estándar .NET. No se basa en Netduino de ninguna manera. Es una pieza de tecnología completamente nueva que han desarrollando desde cero durante los últimos dos años. Existe alguna relación con el  proyecto Netduino.Foundation  pues  han portado Netduino.Foundationa Meadow, y obteniendo todo el atractivo de la última versión de C # y .NET completo para crear una API aún mejor para todos esos controladores.

El proyecto se inició porque .NETMF había desaparecido y no había ningún progreso real allí ni la comunidad pudo participar realmente en él. Es cierto que se inició como un spin-off de .NETMF pero, aparte del motor de ejecución y una buena parte de mscorlib, todo el  código se escribió desde cero.

Han mejorado muchas cosas,  actualizándolo en lo que respecta al sistema de compilación, Wilderness Labs lo ha hecho verdaderamente portátil para los RTOS de CMSIS,  han reelaborado el motor de depuración y han agregado varios objetivos de referencia para MCU con diferentes conjuntos de funciones.

TODO el código es completamente de código abierto ( como el de Netduino ) . Desde el código nativo, a las bibliotecas de clases hasta la extensión de Visual Studio. Dos años de trabajo pueden parecer que el proyecto todavía está en él ‘Es una infancia, pero están orgullosos de que esto se ejecute en SoC SMT32 (de la serie L0 a H7) y, sí, también en ESP32. Hay NuGets funcionales y totalmente utilizables para GPIO, I2C, SPI, Serial, ADC, PWM, Wi-Fi, Networking (con soporte SSL / TLS) y otros.

Es cierto que no admiten bibliotecas .NET completas. En su lugar, han seguido prácticamente la API de .NET UWP para que se pueda reutilizar una gran cantidad de código sin demasiado trabajo pues en el   mundo del IOT cada línea de código importa, se debe considerar cada ciclo de CPU, cada mA que el sistema drena de la batería y así sucesivamente: es decir todo lo que podamos hacer más eficiente es importante.

Conclusión

Tras dos años en el mercado Meadow  es una plataforma  con mucho futuro  pero con mucho  recorrido  para crecer

Es como vemos bastante interesante, pero hay algunas cosas nos  impiden retroceder:

PROS

 

  • La  placa Meadow F7 está diseñada para ser compatible con el factor de forma Adafruit Feather e incluye un conector de batería y un cargador integrado, por lo que puede funcionar fácilmente con una batería o conectarse a un panel solar para uso indefinido mediante recarga solar .Ademas por diseño, el F7 también está destinado a ser integrable por defecto. Lo interesantes pues es que el factor de forma Feather sirva  como placa de desarrollo o incrustarlo.  .
  • Hay muchas variables en este sistema. Si podemos elegir entre tener genéricos o código en C # usando una herramienta increíble como Visual Studio, no lo deberíamos pensar dos veces y lo  ideal  seria optar por lo último. En general, es genial que haya más opciones disponibles que permitan a los desarrolladores de .NET codificar para IoT y sistemas integrados utilizando su lenguaje favorito;NET para codificar para IoT y sistemas integrados utilizando su lenguaje favorito;NET para codificar para IoT y sistemas integrados utilizando su lenguaje favorito
  • También hay cierta fragmentación en el espacio de .NET IoT, lo que significa que tenemos varias soluciones pequeñas, pero ninguna que sea utilizada por muchos desarrolladores. Un esfuerzo común, dirigido por .NET Foundation, habría sido un mejor enfoque.  Nano Framework está en el camino correcto, pero  todavía está en su infancia. Al final, el no compromiso de Microsoft con IoT / .NET Micro Framework es ahora un gran problema, ya que habría sido la plataforma perfecta y natural para el desarrollo de IoT basado en Azure ;

CONTRAS

  • Con 50$  al cambio , es extremadamente cara en comparación con Arduino, Raspberry Pi y otras ofertas similares.
  • Hay un esfuerzo para portar .NET a varios chips SDT y ESP32: https://nanoframework.net/ .  pues  no olvidemos  que se puede obtener una placa de desarrollo ESP32 por menos de 10 $ ( y menos) 
  • Es bueno recordar el fracaso del AGent smartwatch  también en quickstarter  patrocinada por Secret Labs ( los fundadores de Netduino). La idea era muy buena pues ya en 2013  este reloj  pretendía ser un reloj  inteligente con tinta electronica  y con el soporte .Net. Este  proyecto  desgraciadamente  precipito la caída de Secrets LAbs y con ello la de Netduino que fue comprado por Wilderness Labs. 

 

 

 

 

 

 

Fundada en 2016, Wilderness Labs es el fabricante de placas Netduino y el creador de Meadow. Para obtener más información, puede encontrar su blog en blog.wildernesslabs.co .