Vor allem im Winter und der während aktuellen COVID-19-Pandemie ist regelmäßiges Lüften in geschlossenen Räumen besonders wichtig. Nur dadurch ist es möglich die Luftqualität auf einem konstant guten Level zu halten. Um die Luftqualität, bzw. den Kohlendioxid-Gehalt der Raumluft zu messen eignet sich ein Arduino CO2 Sensor.
Arduino CO2 Sensor – MH-Z19
Zum Messen des Kohlendioxid-Gehalts in der Raumluft wird ein sogenannter MH-Z19B Sensor genutzt. Dieser misst mithilfe des NDIR-Prinzips (Non-Dispersive Infrarot) das Vorhandensein von CO2 in der Luft.
Technische Daten
- Versorgungsspannung: 4,5 – 5,5V DC
- median Stromaufnahme: < 20 mA
- maximale Stromaufnahme: 150 mA
- Interface: 3,3 V (kompatibel mit 5 V)
- Ausgabe: seriell (UART, TTL 3,3 V), PWM oder analoger Output (DAC)
- Aufwärmzeit: 3 min
- Reaktionszeit: T90 <120s
- Arbeitsumgebung: 0 bis +50 °C; rel. Luftfeuchtigkeit 0-90 %
- Messgenauigkeit: ± (50 ppm + 5 % des Messwerts)
- Lebensdauer: > 5 Jahre
Weitere technische Parameter sind im Datenblatt der Herstellers zu finden.
Pinout
| PIN | Beschreibung |
|---|---|
| Pin 1 – Vo | Vout – Output Voltage 3.3V, Output Current lower than 10mA |
| Pin 2 – RX | UART RXD – digital input |
| Pin 3 – TX | UART TXD – digital output |
| Pin 4 – SR | factory reserved |
| Pin 5 – HD | factory reserved – zero calibration |
| Pin 6 – Vin | Input Voltage |
| Pin 7 – GND | GND |
| Pin 8 – AOT | factory reserved |
| Pin 9 – PWM | Pulse Modulation |
Aufbau und Schaltplan
Im Versuchsaufbau wurden folgende Bauteile verwendet:
Arduino CO2 Sensor – Sketch
// Arduino CO2 Sensor - MH-Z19 Beispiel und Sketch
// https://iotspace.dev/arduino-co2-sensor-mh-z19-beispiel-und-sketch
int DataPin = 6;
int ppmrange = 5000;
unsigned long pwmtime;
int PPM = 0;
float pulsepercent=0;
void setup() {
pinMode(DataPin, INPUT);
Serial.begin(152000);
}
void loop() {
pwmtime = pulseIn(DataPin, HIGH, 2000000) / 1000;
float pulsepercent = pwmtime / 1004.0;
PPM = ppmrange * pulsepercent;
Serial.print("CO2 Konzentration in der Luft in PPM: ");
Serial.println(PPM);
delay(5000);
}
Die ausgegebenen Werte allein sagen natürlich noch nicht viel aus. Um diese besser einschätzen zu können, kann die folgende Tabelle genutzt werden:
| CO² Konzentration in ppm | Luftqualität |
|---|---|
| bis 400 | frische Außenluft |
| bis 800 | hohe Raumluftqualität |
| bis 1000 | akzeptabel „Pettenkoferzahl“ |
| 1000–2000 | Hygienisch auffällig |
| über 2000 | Hygienisch inakzeptabel |
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