开源设计项目04讨论：空气质量监测仪

armok. · 发表于 2021-5-6 14:19:47

这个检测仪的重点是：二氧化碳、PM2.5。

所以，使用行业最好、最稳定可靠、当然也是价格最贵的传感器。

森尔SENSE AIR S8-0053二氧化碳传感器（200多元）
攀藤激光PM2.5传感器PMS5003 +（100多元）

其它功能，大家看看有没有更好的推荐。

VOC传感器SGP30
甲醛传感器达特WZ的-S
温湿度传感器（待定）

其中温湿度传感器，估计要伸出一条小管到外面，否则检测的是机器里面的温湿度，温度会有1-2度的误差。

VOC和甲醛，感觉没有特别可靠的传感器，一来寿命短、二来容易“中毒”产生类似数据输出乱掉的问题。大家看看有没有更好的选择。

WiFi联网功能到时我找appcat，看看能否将核辐射检测仪的引过来使用，就不用重复开发。

低功耗看来不必了，因为这些气体传感器都需要预热时间，做不了低功耗。

可以考虑做上远程WiFi开关机。

zy473551 · 发表于 2021-5-6 14:26:10

我记得，有个事件，是一家饭馆（还是洗浴）把外排的设备接到了下水道，通过下水道传到一个居民家，造成严重后果的

armok. · 发表于 2021-5-6 14:29:34

zy473551 发表于 2021-5-6 14:26
我记得，有个事件，是一家饭馆（还是洗浴）把外排的设备接到了下水道，通过下水道传到一个居民家，造成严重 ...

VOC数据应该可以检测出来。

PM2.5、甲醛等数据也会乱套，马上知道出问题了。

bailangcn · 发表于 2021-5-6 14:43:30

主要是传感器太贵

armok. · 发表于 2021-5-6 14:58:13

bailangcn 发表于 2021-5-6 14:43
主要是传感器太贵

200元现在不算钱了。

使用便宜的传感器，得到的数据你都不能相信。

所以市场上这类产品价格都在450元以上（没有WiFi）

cheng-8yang · 发表于 2021-5-6 15:10:38

好项目，支持！

dadatou · 发表于 2021-5-6 15:44:53

有兴趣，支持。

pandong · 发表于 2021-5-6 15:51:54

好项目，支持！

seeyou2013 · 发表于 2021-5-6 16:23:54

最多的煤气，和CO，，，，现实的场景，，

armok. · 发表于 2021-5-6 16:26:04

seeyou2013 发表于 2021-5-6 16:23
最多的煤气，和CO，，，，现实的场景，，

煤气和一氧化碳也可以考虑进去。

天然气、罐装煤气，是否使用同一个传感器，如果不是，就两个都要搞了。

行业中比较可靠的传感器是那种？价格大概多少？

MYQQ2021 · 发表于 2021-5-6 16:30:19

seeyou2013 发表于 2021-5-6 16:23
最多的煤气，和CO，，，，现实的场景，，

可燃性气体的传感器多是电化学的，也就是用上一段时间会失效，这个比较麻烦，要考虑更换，理论上更换的话要考虑校准，实际上不考虑太高精度的话不校准问题不大

armok. · 发表于 2021-5-6 17:10:49

MYQQ2021 发表于 2021-5-6 16:30
可燃性气体的传感器多是电化学的，也就是用上一段时间会失效，这个比较麻烦，要考虑更换，理论上更换的话 ...

我所知道，除了二氧化碳、PM2.5 这两种昂贵的传感器可以长时间使用外其它传感器都是很快精度失效到一塌糊涂的。

所以，我们这款产品，还得考虑以后更换传感器的便利性。

yellowpet · 发表于 2021-5-6 17:50:13

手里正好有几个模块的手册和一些国标，上传分大家参考。

armok. · 发表于 2021-5-6 18:03:21

yellowpet 发表于 2021-5-6 17:50
手里正好有几个模块的手册和一些国标，上传分大家参考。

谢谢！

dukelec · 发表于 2021-5-6 18:22:07

本帖最后由 dukelec 于 2021-5-6 18:28 编辑

建議模塊化，可以自由組合，單一傳感器自帶 cpu，壽命到了也方便替換或者反廠重新校準。
（通訊可以考慮用單線串口總線；也可以考慮 485，更方便獨立銷售。）

天然氣和煤氣傳感器不同，但差不多，pcb 相同，只是傳感器型號不同，模塊化可以隨意選擇。

燃氣傳感器的校準比較麻煩，要買標準氣體，然後要按比例稀釋，然後加注到密封的校準容器。

燃氣檢測一般是要加熱的半導體傳感器。
一氧化炭這種還原性比較强的才比較適合用電化學傳感器。

zhd1021 · 发表于 2021-5-6 19:22:44

可以做成类似塔式结构
可以多留几种通讯方式，比如I2C,485,TTL，每个模组上带一个MCU，
模组与模组组合可以使用I2C来级联。
总控制板可以放到顶端或者底端，集成电池、WIFI或其他通讯方式，或者可以多做几种不同的通讯方式的控制板
我们有用四方的PM2.5和CO2，PM2.5的体积和精度还可以，
CO2因为是单通道，长时间会漂移，现在用韩国一家双通道的
SGP30凑凑合合吧，TVOC本来就是混合物，只能是个参考，新出的SGP40已经只提供量级上的数据，不再提供具体数值了
甲醛没得说，达特的，国内的威盛的也还可以
甲烷可燃气体的还是催化燃烧的好点
CO可以用燃料电池，功耗低，不用预热
可以加上迷宫的烟雾，

qtechzdh · 发表于 2021-5-6 19:22:55

电化学用LMP91000或者用运放搭，输出是模拟量，甲烷可燃气体可以用催化燃烧的，这种本质是个电桥，给个电压让黑白元件在一定温度下让被测气体氧化，CO甲醛用电化学的，二氧化碳用NDIR的。
PM2.5用的是串口协议，这个基本没啥困难。

cjxu · 发表于 2021-5-6 19:52:13

好项目支持

weiwei4 · 发表于 2021-5-6 20:17:11

好项目，支持

yangwm2012 · 发表于 2021-5-6 20:24:30

好项目，支持

armok. · 发表于 2021-5-6 21:10:09

qtechzdh 发表于 2021-5-6 19:22
电化学用LMP91000或者用运放搭，输出是模拟量，甲烷可燃气体可以用催化燃烧的，这种本质是个电桥，给个电压 ...

一氧化碳和煤气、石油气的价格和寿命大概怎样？

令狐冲 · 发表于 2021-5-6 22:16:49

qtechzdh 发表于 2021-5-6 19:22
电化学用LMP91000或者用运放搭，输出是模拟量，甲烷可燃气体可以用催化燃烧的，这种本质是个电桥，给个电压 ...

电化学的，自己搭电路，标定会很麻烦。

Flyback · 发表于 2021-5-6 22:38:00

电化学的传感器电路比较简单，恒电位+跨阻放大器 + 纽扣电池保持，标定一次管两年没问题

真正麻烦的是分析气路，高精度测量需要带分析泵（恒定流量）和零点切换气路（零点漂移）

气路的成本很高，测准CO的成本秒杀其他所有传感器

其他电化学传感器同样适用这个原则

armok. · 发表于 2021-5-6 22:53:10

Flyback 发表于 2021-5-6 22:38
电化学的传感器电路比较简单，恒电位+跨阻放大器 + 纽扣电池保持，标定一次管两年没问题

真正麻烦的是分析 ...

你是说，一氧化碳和煤气的测量难度很高、成本很高？

Flyback · 发表于 2021-5-6 23:03:26

armok. 发表于 2021-5-6 22:53
你是说，一氧化碳和煤气的测量难度很高、成本很高？

煤气是测甲烷的话，使用加热半导体的方式，成本和难度都低的。

电化学的传感器（一氧化碳之类）想要精度，成本会很高，设计难度一般吧。前面提到的电化学甲醛传感器仅使用扩散法进行测量，精度也堪忧。

yellowpet · 发表于 2021-5-7 09:21:20

光室内空气质量监测的传感器就很多种，特别是有毒害气体类的传感器，考虑测量精度、寿命、成本、电路复杂度和功耗等情况，可以考虑搞个网关+传感器套件，网关可以先集成前期确定的一些传感器，如温湿度、TVOC、甲醛、二氧化碳、PM2.5等（考虑二氧化碳、PM2.5、甲醛传感器体积、成本都不小，也可以单独做一个传感器），网关预留一个无线和需要集成的传感器通讯，方便后期集成。传感器可以考虑做一个通用底板（电源管理+MCU+无线通讯）+传感器模块（MCU拉出串口、IIC、SPI、AD/DA、IO，应该可以兼容接入很多传感器）模式，这样定义好硬件接口、传感器到网关、网关到服务器、服务器推送小程序接口，可以由很多人来一起持续推进这个项目。

yuyanlzh · 发表于 2021-5-7 09:26:59

这个支持

armok. · 发表于 2021-5-7 09:28:02

Flyback 发表于 2021-5-6 23:03
煤气是测甲烷的话，使用加热半导体的方式，成本和难度都低的。

电化学的传感器（一氧化碳之类）想要精度 ...

天然气、煤气的主要成分都是甲烷？

那就只测量甲烷就行。

memo1999 · 发表于 2021-5-7 09:28:29

本帖最后由 memo1999 于 2021-5-7 09:30 编辑

以前用过炜盛科技的MH-Z19红外二氧化碳传感器，感觉精度和可靠性还可以，当初是16年左右做了一批样板，去年时候拿出来试了下，感觉精度没受啥影响。

armok. · 发表于 2021-5-7 09:32:16

yellowpet 发表于 2021-5-7 09:21
光室内空气质量监测的传感器就很多种，特别是有毒害气体类的传感器，考虑测量精度、寿命、成本、电路复杂度 ...

这个思路不错。

我们就不限定设备的体积，可以自由扩展。

armok. · 发表于 2021-5-7 10:09:55

memo1999 发表于 2021-5-7 09:28
以前用过炜盛科技的MH-Z19红外二氧化碳传感器，感觉精度和可靠性还可以，当初是16年左右做了一批样板，去年 ...

二氧化碳传感器不用选择其它了，就森尔s8。

desireyao · 发表于 2021-5-7 10:38:42

甲烷这一块我可以做，采用TDLAS技术，目前市面上主流的技术，现在成本也下来了

seeyou2013 · 发表于 2021-5-7 10:54:23

对这块技术方面不是了解，只是单纯的从场景出发，
使用：都是在家里，家里主要的内容，煤气天然气、PM2.5、CO\CO2；
接触频次或危害系数：煤气、CO这种相对接触较多大多数家庭，且一旦发生，可能就OVER了， 2.5、甲醛这些，需要长期处在哪个环境人就直接有感觉了，且要长期接触才有大危害。

brother_yan · 发表于 2021-5-7 11:48:30

desireyao 发表于 2021-5-7 10:38
甲烷这一块我可以做，采用TDLAS技术，目前市面上主流的技术，现在成本也下来了 ...

灵敏度和成本多少？QCL激光器就差不多10w RMB了

Flyback · 发表于 2021-5-7 12:05:45

desireyao 发表于 2021-5-7 10:38
甲烷这一块我可以做，采用TDLAS技术，目前市面上主流的技术，现在成本也下来了 ...

TDLAS方案下甲烷可以做到什么成本和精度呢

desireyao · 发表于 2021-5-7 12:22:38

Flyback 发表于 2021-5-7 12:05
TDLAS方案下甲烷可以做到什么成本和精度呢

2-3K吧，具体看量，范围0-100%LEL，测量误差±3%LEL

desireyao · 发表于 2021-5-7 12:24:17

brother_yan 发表于 2021-5-7 11:48
灵敏度和成本多少？QCL激光器就差不多10w RMB了

具体看量，QCL激光器比较贵，我们公司在美国有自己的芯片公司，自己封装的激光器，范围0-100%LEL，测量误差±3%LEL

armok. · 发表于 2021-5-7 12:33:09

desireyao 发表于 2021-5-7 12:22
2-3K吧，具体看量，范围0-100%LEL，测量误差±3%LEL

2000元成本？就不适合我们。

desireyao · 发表于 2021-5-7 12:40:31

armok. 发表于 2021-5-7 12:33
2000元成本？就不适合我们。

是的，现在价格已经下来了，前几年更贵

brother_yan · 发表于 2021-5-7 12:41:28

desireyao 发表于 2021-5-7 12:24
具体看量，QCL激光器比较贵，我们公司在美国有自己的芯片公司，自己封装的激光器，范围0-100%LEL，测量误 ...

有没有产品手册？看看我能不能用到，各种激光器我们都会用到

ssaiwo · 发表于 2021-5-7 13:06:04

desireyao 发表于 2021-5-7 10:38
甲烷这一块我可以做，采用TDLAS技术，目前市面上主流的技术，现在成本也下来了 ...

有成品吗？开开眼，TDLAS也可以用到消费品上了？这么便宜了啊

armok. · 发表于 2021-5-7 13:15:23

desireyao 发表于 2021-5-7 10:38
甲烷这一块我可以做，采用TDLAS技术，目前市面上主流的技术，现在成本也下来了 ...

不如单独给我们搞一个TDLAS开源制作？

当然，你有兴趣开源，并且大家有兴趣参与才行。比较这东西有点贵。

desireyao · 发表于 2021-5-7 13:26:45

本帖最后由 desireyao 于 2021-5-8 08:47 编辑

ssaiwo 发表于 2021-5-7 13:06
有成品吗？开开眼，TDLAS也可以用到消费品上了？这么便宜了啊

desireyao · 发表于 2021-5-7 13:28:40

armok. 发表于 2021-5-7 13:15
不如单独给我们搞一个TDLAS开源制作？

当然，你有兴趣开源，并且大家有兴趣参与才行。比较这东西有点贵 ...

大家感兴趣的话可以搞一搞，看有多少人感兴趣吧

armok. · 发表于 2021-5-7 13:32:55

desireyao 发表于 2021-5-7 13:28
大家感兴趣的话可以搞一搞，看有多少人感兴趣吧

你估算一下这个套件成本多少。然后我统计人数。

你感觉多少人参与就可以开团？

desireyao · 发表于 2021-5-7 13:56:28

armok. 发表于 2021-5-7 13:32
你估算一下这个套件成本多少。然后我统计人数。

你感觉多少人参与就可以开团？ ...

成本的话在2400左右，预计要有100个人才可以搞搞，不然的话激光器价钱拿不下来

qtechzdh · 发表于 2021-5-7 14:25:01

甲烷（可燃气体）用的催化燃烧比如NAP57，大概三十多块钱，加电桥采集AD也不过40元，挺适合的

Ary · 发表于 2021-5-7 15:26:52

设备相对好做，基本就是搭建运放电路读取电信号大小。之前就是做这类检测设备的，各类电化学传感器基本都是模块化选装搭配，用个泵抽气，家用一般不用考虑除水（含湿量比较高的情况需要）。但是传感器标定是个比较麻烦的事情，一般是买标气和较高精度的设备为其标定，或者就是去计量院，他们一般也是用这类方法，市级的计量院比较坑，基本采购国内厂家的设备，在上海计量院或者北京标定后为下面送检的设备标定。所以做这类仪器重点在于标定、分辨率、线性度

armok. · 发表于 2021-5-7 15:49:43

desireyao 发表于 2021-5-7 13:56
成本的话在2400左右，预计要有100个人才可以搞搞，不然的话激光器价钱拿不下来 ...

好，我发个帖子。看看能否组成100人。

armok. · 发表于 2021-5-7 16:31:49

阿莫论坛2021年开源设计项目05讨论：高大上的TDLAS激光器测量甲烷，原先需要十几万元，现在凑齐100人可以做到2400元 https://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=5749698

desireyao · 发表于 2021-5-7 17:08:31

armok. 发表于 2021-5-7 16:31
阿莫论坛2021年开源设计项目05讨论：高大上的TDLAS激光器测量甲烷，原先需要十几万元，现在凑齐100人可以做 ...

感谢莫大的支持

armok. · 发表于 2021-5-7 17:09:49

desireyao 发表于 2021-5-7 17:08
感谢莫大的支持

你去该帖子答疑，有两个坛友有问题

d__xin · 发表于 2021-5-7 17:17:51

VOC不用考虑了，PID的要几千，电化学的也要大几百，还飘的不像样。

甲醛更是交叉干扰得厉害。

ronic · 发表于 2021-5-7 22:00:16

支持该项目

rainyuoko · 发表于 2021-5-7 22:10:19

发一个我做的传感器板，用的是攀藤5003 pm2.5传感器，攀藤co2传感器，甲醛的可以兼容达特，攀藤的，温湿度传感器是ti的hdc1080，光照传感器用的bh1730，气压传感器bmp280。如果觉得可以的话我可以把这个pcb和结构设计发出来，我带着做也可以。通信是另外一块板，设计的有2.4g，zigbee，蓝牙，wifi。

整个系统计划设计成树莓派大小的板子，可以插到树莓派上，树莓派集成homeassistant，作为一个智能家庭的主控板，也可以单独用，所有板子设计成模块插拔的，可以直接换模块增减功能

传感器板

SensorBoard.pdf (623.35 KB)

kalo · 发表于 2021-5-8 08:01:52

armok. 发表于 2021-5-7 09:28
天然气、煤气的主要成分都是甲烷？

那就只测量甲烷就行。

天然气主要成分是甲烷
液化石油气(家用钢瓶的)是主要是丙烷

20061002838 · 发表于 2021-5-8 10:08:53

硬件不算特别麻烦，激光器需要做温控，设定波长中心；激光器需要恒流驱动，调制上叠加正弦波的三角波，三角波用来扫频，正弦波用来测量，方案可以用DDS+DAC+加法器；
跨阻放大器TI有集成的，效果不错；可能需要一级PGA调节放大倍数；ADC要16位以上，18位最好，采样率1Msps左右；
信号链就算完成了，难度主要在算法部分，锁相放大器测量二次谐波，不好搞，而且需要做大量的实验

brother_yan · 发表于 2021-5-8 10:26:13

20061002838 发表于 2021-5-8 10:08
硬件不算特别麻烦，激光器需要做温控，设定波长中心；激光器需要恒流驱动，调制上叠加正弦波的三角波，三角 ...

内行

armok. · 发表于 2021-5-8 10:28:15

rainyuoko 发表于 2021-5-7 22:10
发一个我做的传感器板，用的是攀藤5003 pm2.5传感器，攀藤co2传感器，甲醛的可以兼容达特，攀藤的，温湿度 ...

谢谢！

现在越讨论越复杂，真有点众口难调了：）

desireyao · 发表于 2021-5-9 10:54:04

20061002838 发表于 2021-5-8 10:08
硬件不算特别麻烦，激光器需要做温控，设定波长中心；激光器需要恒流驱动，调制上叠加正弦波的三角波，三角 ...

内行人士

20061002838 · 发表于 2021-5-9 12:16:05

desireyao 发表于 2021-5-9 10:54
内行人士

做过激光气体分析仪的硬件

我好像发错贴了。。。。

yellowpet · 发表于 2021-5-9 12:46:32

20061002838 发表于 2021-5-8 10:08
硬件不算特别麻烦，激光器需要做温控，设定波长中心；激光器需要恒流驱动，调制上叠加正弦波的三角波，三角 ...

买现成模块意义不是很大，大神可以带我们大家从设计激光电路入手，有利于大家学习练手。

yuyanlzh · 发表于 2021-5-9 12:49:07

传感器接口都差不多，不同需求可以自己作转换，折腾的人毕竟还是少

gagmeng · 发表于 2021-5-9 15:51:22

坐等产品出来，现在空气质量让人担扰啊

desireyao · 发表于 2021-5-10 08:33:43

yellowpet 发表于 2021-5-9 12:46
买现成模块意义不是很大，大神可以带我们大家从设计激光电路入手，有利于大家学习练手。 ...

是的，会介绍每一块的电路构成，但是个人使用的话还需要买甲烷气体，不然也使用不起来

飞思卡驴 · 发表于 2021-5-10 11:35:37

报告老大我的板子都做完了，正在画程序

yellowpet · 发表于 2021-5-12 11:07:04

desireyao 发表于 2021-5-10 08:33
是的，会介绍每一块的电路构成，但是个人使用的话还需要买甲烷气体，不然也使用不起来 ...

你们的单个甲烷传感器卖么，大概什么价位

desireyao · 发表于 2021-5-12 11:08:11

yellowpet 发表于 2021-5-12 11:07
你们的单个甲烷传感器卖么，大概什么价位

看数量吧，您需要哪种类型的产品

desireyao · 发表于 2021-5-12 11:08:46

yellowpet 发表于 2021-5-12 11:07
你们的单个甲烷传感器卖么，大概什么价位

看数量吧，您需要哪种类型的产品

desireyao · 发表于 2021-5-12 14:24:14

yellowpet 发表于 2021-5-12 11:07
你们的单个甲烷传感器卖么，大概什么价位

看我签名，淘宝联系我

cddxhy · 发表于 2021-5-12 15:58:20

这个项目支持下

ywq · 发表于 2021-5-16 20:11:31

这个项目我也支持下

yuguoyu123456 · 发表于 2021-9-5 22:49:20

Flyback 发表于 2021-5-6 22:38
电化学的传感器电路比较简单，恒电位+跨阻放大器 + 纽扣电池保持，标定一次管两年没问题

真正麻烦的是分析 ...

纽扣电池选3v 不充电的吗

Flyback · 发表于 2021-9-5 23:17:48

yuguoyu123456 发表于 2021-9-5 22:49
纽扣电池选3v 不充电的吗

CR2032运行3年以上不是问题，没充电的需求

yjamdfhqjs · 发表于 2021-9-6 09:39:10

顺便问一下 NH3和H2S传感器用的比较多的是哪种

jqq1024 · 发表于 2021-9-15 11:21:00

选择国产气体传感器，可以考虑：道合顺自主研发生产的CO2传感器,高性能,应用领域广,方案可定制
https://www.amobbs.com/thread-5755069-1-1.html

chenweigang · 发表于 2022-7-24 06:42:40

请问这个项目还有后续吗

armok. · 发表于 2022-7-24 07:01:50

chenweigang 发表于 2022-7-24 06:42
请问这个项目还有后续吗
(引用自77楼)

暂时没有。疫情下人心浮躁，没有人能静心搞这些了。

等疫情过后再说。

yxzt · 发表于 2022-7-24 13:51:59

刚618入手一个青萍（有PM2.5、二氧化碳、VOC、温湿度）及一台小米新风机A1,上午刚装好，2台机器同个地方二氧化碳前者660，后者860，也不知道那个准了

armok. · 发表于 2022-7-24 13:58:51

yxzt 发表于 2022-7-24 13:51
刚618入手一个青萍（有PM2.5、二氧化碳、VOC、温湿度）及一台小米新风机A1,上午刚装好，2台机器同个地方二 ...
(引用自79楼)

估计都不准。

低于万元的都不会准。但判断趋势没有问题。

xuexikaifa · 发表于 2022-8-7 14:24:35

一直很想买几套综合性能好的额空气质量监测仪，感觉很大地方需要用到，房间里，办公室，车里。

jianfengxixi · 发表于 2022-8-7 21:03:09

我做过一个，有空上传一些图片，CO2用的森尔S8，甲醛用的达特，pm2.5用的攀藤，温湿度用的sht30，可以usb直接供电，也可以放两节14500锂电池，带充电电路和保护均衡电路。硬件成本400左右。

chenweigang · 发表于 2023-1-3 16:06:45

jianfengxixi 发表于 2022-8-7 21:03
我做过一个，有空上传一些图片，CO2用的森尔S8，甲醛用的达特，pm2.5用的攀藤，温湿度用的sht30，可以usb直 ...
(引用自82楼)

需要自己校准吗，怎么校准

开源设计项目04讨论：空气质量监测仪

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！