MQTT WLAN Luftqualitätssensor mit MQ-135 Gas Sensor für SmartHome selber bauen

• Einlesen des Analogwertes
  
• Messintervall einstellbar
• Grafische Darstellung online mit ThingSpeak Service möglich
• MQTT Konfiguration über Webinterface (Publish / Subscribe Kanal wird in EEPROM gespeichert)
• Dank höhe Auflösung des AD-Wandlers ist es möglich die Veränderung des Luftqualität nach dem Lüften im Wohnzimmer festzustellen.

Grundidee

Das MQ135 Luftqualitätssensor – Modul kann allein, nur das Alarm bei der schlechten Luft geben.
Das MQ135 Luftqualitätssensor liefert aber auch ein analoges Signal. Dieses Signal will ich in vorgestellter Schaltung mit dem AD-Wandler des ESP8266 –Moduls einlesen und über WIFI per MQTT-Protokoll an Haussteuerung, oder zum thingspeak Service senden.
Dies ermöglicht herauszufinden, wann das Zimmer gelüftet werden soll. Die SmartHome Software z.B. ioBroker kann diese Daten verwenden um Entscheidung zu treffen, ob die Lüftungsanlage eingeschaltet werden soll.
Oder Sie können mit Hilfe des live Grafik bei ThingSpeak feststellen, wie oft und wann soll das Zimmer am besten gelüftet werden.

MQ-135 Gassensor für Luftqualität kostet bei Aliexpress 1,30€.
Als ESP8266 –Modul kann ESP-07 mit Adapter, ESP-12F mit Adapter, D1 mini WeMos NodeMcu genommen werden.
Wichtig dabei ist, dass Spannungsregler vorhanden ist und GPIO16 sowie ADC ausgeführt sind.

Schaltplan

Funktion der Schaltung

MQ-135 Gassensor Modul wird immer mit 5V versorgt. MQ-135 Luftqualitätssensoren verbrauchen übrigens 150mA.
Der Gas Sensor hat Vorheizzeit etwa 30sek. Den ESP8266 dagegen können wir nur zum Messen aufwecken und sparen dabei am Stromverbrauch 80mA.
ESP8266 Wacht in, bei Setup eingestellten Interwalen, auf, Verbindet sich mit Router und MQTT-Brocker, macht 10 Messungen, Versendet das Mittelwert und geht wieder in Tiefschlaf.

AD-Wandler

Es wird der ADC-Eingang des ESP8266 –Modul benutzt der kann Spannungen bis 0...1V messen mit einer 9Bit Auflösung 1…1024 damit haben wir 1 Digit =0,001V. (bei D1 mini WeMos 0...3,3V.
Ich schlage vor den Widerstand R2 abzulöten um dem Messbereich auf 1V zu reduzieren um bessere Auflösung zu bekommen)

Bei normaler Luft liefern die MQ-135 Gassensoren 0,1V...0,15. Bei reiner Luft erhalten Sie Zahlenwerte 100..150.
Das sind Relativwerte. Und können vom Sensor zu Sensor unterscheiden.

Download Firmware und Quellcode MQTT Schalter

Download MQTT Luftqualitätssensor Firmware BIN für D1 mini WeMos NodeMcu  -Laden der Firmware mit einem Tool über serielle Schnittstelle. Anleitung (Kompiliert mit Arduino ver. 1.8.1, ESP8266 Bibliothek ver. 2.3.0).

Download Projekt MQTT Schalter -Sketch für Arduino, es wird Bibliothek Core for ESP8266 WiFi chip benötigt

Aktuelle Werte vom ThingSpeak mittels iframe an Homepage angebunden

ThingSpeak kann jetzt Daten vom MQTT –Clients empfangen.

MQTT Server: mqtt.thingspeak.com

MQTT Port: 1883

Client Name: Luftqualitätssensor Schlafzimmer

MQTT Publish: channels/<channelID>/publish/fields/field<fieldnumber>/<Write API Key>
z.B. channels/224882/publish/fields/field1/C9X9W344I42BNYKV

Messintervall Minuten: 10

HTML-JavaScript-Webseite, um mehrere Serien und Kanäle in Echtzeit anzuzeigen

Über den Link gelangen Sie zur Webseite mit einer Grafik der die Werte vom CO2 –Sensor und MQ-135 -Luftqualitätssensor anzeigt.
Ich habe als Grundlage diese Code ( ThingSpeak Live Chart, multi channel, second axis, historical data, csv export ) genommen und an meine Bedürfnisse angepasst.