Понадобился мне датчик углекислого газа, чтобы сделать мои старенькие и глупые бризеры Селенга ФКО немного умнее. Не думал, что это может оказаться большой проблемой, поэтому вначале взял первое, что попалось на али:
И это у меня пока единственное из трёх десятков купленных умных устройств, которое пришлось выкинуть из-за полной его непригодности. Показывал он что угодно, но только не CO2, и даже никакой корреляции с реальным уровнем углекислого газа и динамикой его изменения во времени не было. Датчик показывал нечто совершенно неадекватное, даже близко не похожее на CO2:
Забавно, что этот датчик действительно реагировал на выдыхаемый в него воздух, что по заверениям продавца является доказательством работоспособности датчика. Но, это не так.
В тех же условиях правильный датчик на бризере Тион показывает совершенно иное, но уже соответствующее действительности:
Но такой умный бризер с автоуправлением у меня только один, а два других ничего не знают о текущей концентрации CO2 в воздухе, и управляются только вручную.
EfektaLab
Пришлось погрузиться в тему глубже и поискать что-то действительно рабочее. И такое устройство нашлось. Причём от нашего, российского разработчика EfektaLab:
Кроме этого датчика у EfektaLab есть много других интересных и уникальных умных устройств:
Даже поверхностное изучение этих устройств и обсуждений их в сообществе показало весьма высокий уровень их проработки как в схемотехнике, так и в программном обеспечении. Это не реклама, это действительно сложившееся у меня, как у инженера-электронщика, мнение об EfektaLab.
Ещё одно большое преимущество применения устройств EfektaLab - это активная и детальная русскоязычная техподдержка со стороны разработчика через telegram. Все вопросы решаются в тот же день с предоставлением исчерпывающей информации. Это очень важно.
Датчик EfektaLab AQ Smart Monitor
Подробное описание датчика есть на странице разработчика. Он умеет измерять концентрацию CO2, индекс качества воздуха VOC (концентрацию летучих органических соединений), температуру и влажность.
Для более точной работы сенсора CO2 в прошивке датчика предусмотрена настройка высоты над уровнем моря.
Есть возможность прямого биндига с исполнительным устройством, то есть датчик может управлять каким-то умным zigbee-реле напрямую, без участия координатора. Такое управление доступно как для работы по углекислому газу, так и по концентрации в воздухе органических соединений. Для обоих сенсоров настраиваются верхний и нижний порог срабатывания отдельно, и отдельно же можно включить или выключить работу газостата по CO2 и по VOC.
В датчик встроен RGB-светодиод с цветовой индикацией текущей концентрации CO2. Пороги для смены цвета настроить нельзя, они фиксированны:
Голубой: 400-599 ppm
Зеленый: 600-799 ppm
Желтый: 800-1099 ppm
Розовый: 1100-1499 ppm
Красный: более 1500 ppm
Но зато светодиод можно включить или выключить и отрегулировать его яркость, а на максимальном значении он очень яркий и светит как фонарик:
Через автоматизацию в Home Assistant легко можно настроить управление яркостью светодиода в зависимости от времени суток или от уровня освещённости, получаемого с какого-нибудь другого умного устройства.
Настраивается период чтения данных с датчика, по умолчанию установлен минимально возможный интервал в 15 секунд - датчик не спамит в сеть и не нагружает её излишними посылками. Интервал можно увеличить до 600 секунд.
Главное преимущество данного датчика - это применение в нём лучшего на данный момент сенсора углекислого газа SCD40, который действительно работает и показывает реальную концентрацию CO2 в воздухе:
Корпус датчика напечатан на 3D-принтере, при заказе можно выбрать печать SLA или FDM и цвет чёрный или белый. Я выбрал белый SLA:
Мне нужно было установить датчик на стене горизонтально, и показалось, что отверстий в боковых гранях корпуса для этого недостаточно:
И я немного рассверлил их:
Стало лучше или нет - сказать сложно. Но уверенности в более быстрой реакции на изменение концентрации CO2 стало больше )).
Умный дом Яндекса
Колонки с Алисой данный датчик не поддерживают. Он определяется, но доступными становятся только сенсоры температуры и влажности, что делает датчик CO2 и VOC бессмысленным в таком варианте использования:
Комментарий разработчика касательно Яндекс-станций:
В Яндекс-станциях и хабах с зигби не все кластеры зигби поддерживаются, наверное проще написать какие поддерживаются)) - температура, влажность, освещённость, движение, он/офф, левел контрол и вроде бы всё. Есть несколько датчиков со2, которые поддерживаются в их зигби - датчики туевские, передающие со2 не по стандартному кластеру, их поддержку добавляли вручную.
Home Assistant: ZHA
В интеграции Zigbee Home Automation датчик поддерживается частично. Есть самый главный показатель - CO2, но нет VOC. Никаких настроек и функций тоже нет:
По этой причине данный датчик в работе с ZHA тоже не интересен, так как есть вариант такого же датчика без сенсора VOC подешевле:
Комментарий разработчика касательно поддержки в ZHA:
В zha нет voc, это потому что в спецификации zigbee нет отдельного кластера для этого типа данных, разработчики сам реализуют по своему усмотрению. Поэтому без конвертера, ну или точнее без квирка (аналог конвертеров в zha) система не распознает этот тип данных.
Home Assistant: Zigbee2MQTT
В z2m датчик раскрывает весь свой потенциал. Однако - только с внешним конвертером, без конвертера мы получим то же, что и в ZHA:
А при установленном конвертере EFEKTA_AQ_Smart_Monitor_R4.js совсем другое дело:
Здесь уже можно настроить всё. Настройки датчика, разумеется, сохраняются в его энергонезависимой памяти и не теряются при отключении электропитания.
Особенности датчика EfektaLab AQ Smart Monitor
Никаких элементов крепления на корпусе датчика не предусмотрено - он либо просто висит на своём проводе питания, либо его можно приклеить на двусторонний скотч.
Есть нюанс, о котором я узнал от разработчика, и который не описан в документации. Разработчик не считает это важным, но я с ним не согласен. Помимо основного светодиода датчик имеет ещё системный светодиод. Он мигает, и он тоже очень яркий. И поначалу хочется немедленно его отключить, особенно в темноте. Но нюанс заключается в том, что системный светодиод мигает только первые три минуты после включения питания датчика. После этого светодиод больше никак себя не проявляет и не раздражает.
Единственный минус данного датчика - крайне долгий выход на режим для сенсоров температуры и влажности после включения питания - около получаса, и обязательный провал до нуля для CO2 и VOC. Вот график для примера, и это не первый запуск, а просто после выключения питания:
Разработчику этот вопрос задавал - такое поведение изменить нельзя. В случае, когда питание датчика не постоянно (например, отключается главным выключателем "не дома"), то при приходе домой ещё в течение получаса будут неверно работать алгоритмы поддержания температуры и влажности в помещении. Кроме того, портится статистика - отслеживать минимумы и максимумы значений не получится, они будут неверны.
В даташите на встроенный в SCD40 сенсор температуры и влажности SHT40 я не нашёл упоминаний о подобном поведении - время отклика для сенсора температуры составляет всего 2 с, для сенсора влажности - 4 с. Время включения (power-up time) вообще всего 1 ms. Никакой другой информации о времени выхода на режим я не нашёл.
Однако комментарии разработчика, как всегда, дают ответы на все вопросы:
У каждого сенсора свои нюансы. Например, сенсор SGP40 voc выходит в оценочный режим в течении 5 минут примерно, от ноля до 100 единиц и далее ему нужно примерно от 6 до 12 часов, чтобы накопить данные и выйти в полноценный рабочий режим. Для сенсора SCD40 во встроенном ПО самого сенсора присутствует компенсация нагрева внутри самого сенсора, сенсор плавно в течении 5 -10 минут применяет компенсацию. Ну и получается, чтобы в моём ПО не делать разрывов в данных, придётся запоминать последние значения с сенсоров в энергонезависимой памяти и при старте не выдавать в сеть данных какое то время. Это очень нехорошая идея, так как этот интервал довольно длительный, ну и сохранение данных постоянное рано или поздно испортит память, как бы там циклически в разные ячейки не старайся писать данные🤷♂️. Это скорее задача на стороне хоста, фильтрация стартовых данных для автоматизаций.
И я полностью с этим согласен - в такой ситуации фильтровать стартовые данные после включения питания необходимо на стороне сервера, в моём случае в автоматизации Home Assistant, что делается совершенно легко.
Резюме
Датчик CO2, VOC, температуры и влажности EfektaLab AQ Smart Monitor
Протокол связи: Zigbee 3.0
DeviceID: EFEKTA_AQ_Smart_Monitor
VendorID: EfektaLab
Device Type: Router
Сенсор CO2: SCD40
Сенсор VOC: SGP40
Сенсор температуры и влажности: SHT40
Диапазон измерения CO2: 400-10000 ppm
Диапазон измерения VOC: 0-500 points
Диапазон измерения температуры: -40...+125 °C
Диапазон измерения влажности: 0...100 %
Питание: USB Type C
Поддержка в Яндекс-станции с zigbee: нет
Поддержка в ZHA: есть, частичная
Поддержка в z2m: есть
Размеры: 52х24х15 мм
Дисклеймер. Я не имею никакого отношения к продавцу и производителю. Данная статья не является рекламной, а носит лишь информационный характер и основана целиком и полностью на личном опыте. Достоверность изложенной информации не гарантирую.