Picaxe-CO2-Ampel im Bilderrahmen
Der CO2-Bilderrahmen basiert auf dem günstigen Sensor MH-Z19B und dem Picaxe-08M2, der die Auswertung der CO2-Werte besonders einfach macht.
Dieser CO2-Warner ist einfach und schnell zu bauen: Als Anzeige verwenden wir einen Bilderrahmen und einen Servo-gesteuerten Strohhalm, während ein Picaxe-08M2 die Auswertung des CO2-Sensors MH-Z19B übernimmt. Nötig sind nur noch das Nano-Axe-Board, das es mit dem Make Picaxe Special gibt (oder wenige elektronische Bauteile) und ein Netzteil.
Dabei nutzen wir aus, dass der MH-Z19B seine Messwerte nicht nur über sein serielles Interface sendet, sondern auch über einen Ausgang mit Pulsweitenmodulation. Die Pulslänge in Millisekunden entspricht einfach einem Fünftel der CO2-Konzentration im ppm, bis auf 2 Millisekunden:
CO2(ppm) = (Pulslänge(ms) – 2 ms) * 5
Wenn man eine Pulslänge von 178 Millisekunden misst, entspricht dies einer CO2-Konzentration von 880ppm. Damit ist die Auswertung einfacher als über das serielle Protokoll. Um den vollen Funktionsumfang auszunutzen und den Sensor etwa zu kalibieren, muss man aber doch über den seriellen Weg gehen.
Der Bilderrahmen für den Warner sollte Bilder vom Format 13cm × 18cm fassen und sein „Glas“ aus dünnem Plexiglas bestehen. Für den Einbau des Servos bohren wir ein Loch durch Plexiglas, Skala und Rahmenrückwand. Es muss groß genug sein und die passende Form haben, sodass der Hals des Servos von hinten hindurch passt. Vorn wird ein Aufsatz, etwa ein Strohhalm, am Servohorn angeklebt. Die von uns entworfene CO2-Skala können Sie online herunterladen und ausdrucken.
Der Sensor MH-Z19B hat zwei Anschlussleisten, wovon wir nur eine brauchen. An diese wird eine kleine Stiftleiste gelötet, die Steckerbuchse auf der anderen Seite kann aus Platzgründen abgebrochen werden. Da die Anzeige im Dauerbetrieb über 24 Stunden laufen muss, braucht sie noch ein Netzteil. Der Sensor und der Modellbauservo benötigen 5 Volt. Über das Nano-Axe-Board kann das Projekt mit einem USB-Netzteil versorgt werden. Wir haben für unsere Schaltung ein altes Handy-Netzteil umgebaut – weitere Details dazu finden Sie in der ausführlichen Bauanleitung online.
Beim Start des Programms wird der gesamte Anzeige-Bereich einmal mit dem Servo zum Test durchgefahren. Anschließend misst der Picaxe alle fünf Sekunden die Pulslänge des Sensors und rechnet sie per Dreisatz auf den Steuerbereich des Servos um. Um dauerhaft verlässliche Ergebnisse zu liefern, muss der MH-Z19B mindestens einmal am Tag für 20 Minuten an der frischen Luft sein und dauerhaft an der Spannungsversorgung hängen. Er startet alle 24 Stunden nach dem Einschalten seine Auto-Kalibrierung, wobei er den niedrigsten gemessenen Wert der letzten 24 Stunden als 400ppm, also frische Luft, annimmt. —hch