Wie verwenden Sie Luftqualitätssensoren mit Arduino oder Pi?

Mit Luftqualitätssensoren und Arduino oder Raspberry Pi (RPi) können Sie Schadstoffe wie CO₂, PM2.5, VOCs und mehr überwachen. Hier finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für Verkabelung, Programmierung und Dateninterpretation.

1. Wahl des richtigen Sensors

Gängige Sensoren für Arduino/RPi:

2. Verkabelung des Sensors

Arduino (Uno/Nano) Setup

Beispiel: MQ-135 (Analoges Gassensor)

Beispiel: BME680 (I²C)

Raspberry Pi (I²C/UART Setup)

Beispiel: BME680 (I²C)

1. I²C aktivieren:

   bash

    

   sudo raspi-config → Interface Options → I2C → Enable  

2. smbus installieren:

   bash

    

   sudo apt install python3-smbus  

3. Verkabelung:

   BME680 Pin	Raspberry Pi Pin
   VCC	3.3V (Pin 1)
   GND	GND (Pin 6)
   SDA	GPIO2 (Pin 3)
   SCL	GPIO3 (Pin 5)

Beispiel: SDS011 (UART für PM2.5)

1. UART aktivieren:

   bash

    

   sudo raspi-config → Interface Options → Serial → Disable shell, Enable hardware  

2. Verkabelung:

   SDS011 Pin	Raspberry Pi Pin
   5V	5V (Pin 2)
   GND	GND (Pin 6)
   TX (Sensor)	RX (GPIO15, Pin 10)
   RX (Sensor)	TX (GPIO14, Pin 8)

3. Code-Beispiele

Arduino (MQ-135 Beispiel)

int sensorPin = A0;  
int sensorValue = 0;  

void setup() {  
  Serial.begin(9600);  
}  

void loop() {  
  sensorValue = analogRead(sensorPin);  
  Serial.print("Luftqualität: ");  
  Serial.println(sensorValue);  
  delay(1000);  
}  

Raspberry Pi (BME680 Python Beispiel)

1. bme680-Bibliothek installieren:

   bash

    

   pip3 install bme680  

2. Python-Skript:

   python

    

   import bme680  
   import time  
   
   sensor = bme680.BME680()  
   sensor.set_humidity_oversample(bme680.OS_2X)  
   sensor.set_temp_oversample(bme680.OS_2X)  
   sensor.set_pressure_oversample(bme680.OS_4X)  
   sensor.set_gas_status(bme680.ENABLE_GAS_MEAS)  
   
   while True:  
       if sensor.get_sensor_data():  
           print(f"Temperatur: {sensor.data.temperature} °C")  
           print(f"Luftfeuchtigkeit: {sensor.data.humidity} %")  
           print(f"Druck: {sensor.data.pressure} hPa")  
           if sensor.data.heat_stable:  
               print(f"Gas-Widerstand: {sensor.data.gas_resistance} Ohm")  
       time.sleep(1)  

RPi SDS011 (PM2.5 UART Beispiel)

1. pyserial installieren:

   bash

    

   pip3 install pyserial  

2. Python-Skript:

   python

    

   import serial  
   
   ser = serial.Serial('/dev/ttyS0', 9600)  # Ältere Pi-Modelle: '/dev/ttyAMA0'  
   while True:  
       data = ser.read(10)  
       if data[0] == 0xAA and data[1] == 0xC0:  
           pm25 = (data[3] << 8) | data[2]  
           pm10 = (data[5] << 8) | data[4]  
           print(f"PM2.5: {pm25} μg/m³, PM10: {pm10} μg/m³")  

4. Kalibrierung & Dateninterpretation

• MQ-135: Muss in sauberer Luft kalibriert werden (~200-300 in frischer Luft, >500 = Belastung).

• BME680/CCS811: Benötigt eine Einbrennphase (~48h) für genaue VOC-Messungen.

• SDS011/PMS5003: Selbstkalibrierend, aber regelmäßige Reinigung empfohlen.

5. Erweiterte Anwendungen

• Daten protokollieren (CSV, Cloud wie ThingSpeak, Blynk, MQTT).

• Warnungen auslösen (z. B. Piezo/LED bei PM2.5 > 50 μg/m³).

• Kombination mit OLED/LCD für Echtzeit-Anzeige.

Empfehlungen

• Schnelles Prototyping: MQ-135 (Arduino) oder BME680 (RPi).

• Präzise PM2.5-Messung: SDS011/PMS5003.

• Energiesparende IoT-Projekte: SGP30 (I²C).