[Berlin-wireless] Interesse an Freifunk-Umweltstation?

[Franz Körfgen]

Am 09.09.2016 um 17:16 schrieb smilebef at gmail.com:
> Mir ist noch nicht ganz klar, wie solche eine Messung deiner Meinung
> nach aussieht. Klar, ich wollte es mir bequem machen und einfach den
> Sensor SDS011 (China) rödeln lassen.
>
> Der Hersteller sagt:
>
> -10-50 °C
> 15% Error also +-10µg/m³, Normal bei 25°C und 50% RH
> Particle 0.3 micron Resolution
> Humidity work environment:Max 70%
>
> Klar der Hersteller gibt einen größeren Fehler zu.
>
>
> Die Frage welche sich mir stellt:
>
> Ist der Fehler wegen der fehlenden Temperatur und Druckmessung oder
> kommt das noch dazu?

Kann ich nicht beantworten. Dazu müsste ich mir diesen Sensor beschaffen 
und unter Laborbedingungen testen. Daran habe ich kein Interesse.

> Kann ich den Fehler herausrechnen mit der Idealen Gas-Gleichung?
> Kann ich den Luftstrom mit Temperatur und zwei Druckmessungen an
> einer Blende bestimmen?
>
- die temperaturabhängige Dichteänderung ist doch völlig uninteressant, 
da über Temperaturmessung kompensierbar. Ausserdem liegt der daraus 
resultierende Fehler m. E. in Bereich der Änderung, die sich bei der 
Änderung des Standortes um wenige 100 m einstellt.

- Meßblende: Wieviel Geld willst oder kannst Du für Meßblende und 
Differenzdruckmessung ausgeben?

- Nochmal: Für den Aussenbereich wirst Du eine Pumpe (keinen Lüfter) für 
eine definierte Durchströmung benötigen. Für die Bastellösung: Beispiel 
Fahrradpumpe.

In grauer Vorzeit habe ich u. A. solche Kolbenpumpen selbst gebaut mit 
z. B. einem Stück Abflussrohr (bspw. d etwa 50mm), einer Scheibe mit 
Stange , 2 Ventilen, ein paar Dichtringen und Federn und einem 
langsamlaufenden Getriebemotor mit Exzenterscheibe (z. B. 10 - 15 Hübe / 
min.). Um eine kontinuierliche Durchströmung zu erreichen sollten 
mindestens 2 Kolbenpumpen um 180 Grd. versetzt verwendet werden.

Materialbedarf: < 100 €. Bis auf den Getriebemotor ist das Material 
meist in der heimischen "Krabbelkiste" zu finden.

Über Volumen Kolben und Anzahl Hübe / Zeit bekommst Du einen relativ 
genauen Volumenstrom / Zeit. Zur Not muss die Drehzahl mit 2 Zahnrädern 
/ Ritzeln nochmals unter- oder übersetzt werden. Passende Komponenten 
findest Du meist in ausrangierten mechanischen Weckern.

> Könntest du noch einmal den Sensor betrachten und deine Meinung genau
> zu diesem Sensor sagen?
>
>
> Ließ aber bitte auch mal hier:
> http://aqicn.org/sensor/sds011/de/
Nun ja, der Sensor hat ein Verschmutzungsproblem. Hatte ich in meiner 
erstem Mail bereits angesprochen. Deshalb arbeiten professionelle 
Sensoren bei einer kontinuierlichen Messung mit Spülluft.

In dem Paper ist leider nicht erwähnt ob die Verschmutzung über 6 Monate 
im Innen- oder Aussenbereich auftrat. Vermutlich Innenbereich, da im 
Aussenbereich bei dieser Konstruktion deutlich mehr Ablagerungen zu 
erwarten sind. Z. B. Pollen im Frühjahr/Sommer.

Du könntest folgendes machen:
- den Sensor-Lüfter entfernen, falls Du der Idee mit der Kolbenpumpe folgst.
- eine dritte Kolbenpumpe (auf dem selben Motor) für ein wenig 
Drucklufterzeugung in einem kleinen Behälter (z. B. 2 Bar) einsetzen. 
Mit der Druckluft kann der Sensor zyklisch gereinigt werden.


> Habe noch nicht alles verstanden.
> Und hier:
> http://breathe.indiaspend.org/wp-content/uploads/2015/11/nova_laser_sensor.pdf
>
Es ist das Streulichtverfahren, das gängige Verfahren zur 
Feinstaubmessung. Wo ist Dein Problem?
> Wie gesagt, ich habe den Sensor und kann ihn gerne mal zum Vergleich
> mitbringen.
>
>
>
>
> Am Fri, 9 Sep 2016 11:45:09 +0200
> schrieb Franz Körfgen <franz.koerfgen at web.de>:
>
>> Eine Kühlung mit Peltierelement zwecks Taupunktunterschreitung und
>> anschliessender Heizung ist eine gute Idee, wenn Du trockene Luft
>> messen willst.
>>
>> Du willst aber Feinstaub/m3 Luft messen (Feinstaub unter 2,5µm).
>> Dieser fällt aber mit dem Kondensat aus, so dass Du auf sicherlich
>> auf eine sehr geringe Feinstaubbelastung kommen wirst.
>>
>>
>> Die Förderleistung eines Ventilator ist abhängig von den Drücken
>> vor / hinter Ventilator. Nun hast Du aber bei einer solchen Messung
>> stark schwankende Druckdifferenzen (Windgeschwindigkeit, Richtung,
>> Wirbel, Staudruck).
>>
>> Du wirst eine drehzahlregelbare Pumpe brauchen, um auf Feinstaub / m3
>> Luft zu kommen. Mit der Drehzahleinstellung wird die Meßstrecke
>> justiert.
>>
>>
>> LG Franz
>>
>>
>>
>> Am 08.09.2016 um 09:53 schrieb smilebef at gmail.com:
>>> Langsam verstehe ich.
>>>
>>> OK.
>>>
>>> 1. Ich brauche also ein Gehäuse, ähnlich wie in der Abbildung der Hu
>>>    dargestellt. Es muss vor Spritzwasser schützen.
>>> 2. Luft wird durch einen Ventilator an den Sensoren vorbei geführt.
>>> 3. Luft darf nicht im Kreis laufen.
>>> 4. Es wird eine Lufttrocknung notwendig, siehe hierzu
>>>    https://tu-dresden.de/ing/maschinenwesen/iet/gewv/ressourcen/dateien/hochwasser/tr5.pdf?lang=de
>>>    Ich erinnere mich schwach an "feuchte Luft".
>>> 5. Die Lufttrocknung wird mittels Peltier realisiert.
>>> 6. Die Einschaltzeiten des Peltier müssen wegen Energiekosten kurz
>>>    gehalten werden. Nach Trocknung nach Bedarf.
>>> 7. Es muss die Temperatur am Sensor und mitgeloggt werden für
>>>    eine spätere Auswertung.
>>> 8. Ich messe die Luftfeuchtigkeit vor und nach dem Trocknen.
>>> 9. Wenn die Luftfeuchtigkeit nach dem Trocknen den Maximalwert
>>>    übersteigt wird die Messung abgebrochen.
>>>
>>> Ist das so richtig?
>>>
>>>
>>>
>>>
>>> Am Thu, 8 Sep 2016 01:11:07 +0200
>>> schrieb Franz Körfgen <franz.koerfgen at web.de>:
>>>
>>>> Die Frage ist doch eine ganz andere:
>>>> soll es eine Experimentierlösung oder eine professionelle Lösung
>>>> sein?
>>>>
>>>> Eine semi-professionelle Lösung kann nur beim Material im oberen
>>>> 4-stelligen bis unteren 5-stelligen €-Bereich liegen
>>>>
>>>> Eine Experimentierlösung kann im unteren 4-stelligen €-Bereich
>>>> liegen.
>>>>
>>>>
>>>> Zur Luftfeuchte:
>>>> Diese kondensiert in der Luft an Kondensationskeimen (wie z. B.
>>>> Staub) oder Oberflächen deutlich unter Nebelwerten (Beispiel Bad).
>>>>
>>>> Peltierelement und Heizung:
>>>> Wieviel kWh/Y darf denn die Anlage "schlucken"?
>>>>
>>>> Luftwirbel:
>>>> Sorry, dies ist wohl missverstanden worden. In
>>>> Dachgeschosswohnungen bzw. Penthouses oder grossen Freiflächen
>>>> sind oberflächennahe Windgeschwindigkeits- und
>>>> Windrichtungsmessungen möglich, mit denen wiederum einigermassen
>>>> belastbare Aussagen auf Quellen für Luft-Schadstoffe möglich sind
>>>> (zusammen mit anderen Messstellen). In Etagenwohnungen ist dies
>>>> Unfug (Wirbel, Richtung)
>>>>
>>>> LG Franz
>>>>
>>>>
>>>>
>>>> Am 08.09.2016 um 00:10 schrieb Smilie:
>>>>> Ja - das Ding mit der Professionalität.
>>>>>
>>>>> Die Luftfeuchtigkeit muss sicher gemessen werden.
>>>>> Der Hersteller gibt an wie feucht die Luft sein darf.
>>>>> Irgend etwas mit 70%.
>>>>> Kann sein, das das die Nebelgrenze ist?
>>>>> Das wäre wichtig.
>>>>>
>>>>> Möglicherweise muss der Sensor bei Nebel deaktiviert werden.
>>>>>
>>>>> Das mit der Heizung ist sicher eine gute Idee, die Frage ist nur,
>>>>> wann sie eingeschaltet werden muss und ob die Temperatur die Werte
>>>>> verfälscht. Ich würde sagen ja, denn es werden µg/m³ gemessen.
>>>>>
>>>>> Ich könnte mir vorstellen, dass der Luftstrom erst gekühlt und
>>>>> dann wieder geheizt werden muss. Mit einem Peltier-Element?
>>>>> Das hätte den charmanten Vorteil, dass die Temperatur auf der
>>>>> einen Seite Umgebung-x°C und auf der anderen Seite Umgebung+x°C
>>>>> ist. Also einen Tempausgleich.
>>>>> Die Frage ist auch, ob so ein Peltier Element den Nebel auflösen
>>>>> kann. Sinnvoll wäre wohl eine Messung der Luftfeuchte vor und nach
>>>>> dem Peltier.
>>>>>
>>>>> Die irreführenden Wirbel können vielleicht als echte lokale
>>>>> Feinstaubbelastung angesehen werden.
>>>>>
>>>>> Freue mich über so viel Feedback.
>>>>>
>>>>>
>>>>>
>>>>> Am Wed, 7 Sep 2016 20:45:09 +0200
>>>>> schrieb Franz Körfgen <franz.koerfgen at web.de>:
>>>>>
>>>>>> Falls der Feinstaubsensor im Aussenbereich montiert werden soll,
>>>>>> wird noch folgendes benötigt:
>>>>>> - eine Box in passender Schutzart
>>>>>> - eine windrichtungsunabhängige Ansaugung mit Schutz vor Regen
>>>>>> - eine Pumpe zum Ansaugen der Aussenluft
>>>>>> - ein Reinigungssystem, um abgelagerten Staub zu entfernen
>>>>>> Dann gibt es noch bei Regen / Nebel das Problem des Ansaugens von
>>>>>> feuchtem Staub, der zu eher stabilen Ablagerungen im System
>>>>>> neigt. D. h. hier wird ev. noch eine Heizung benötigt.
>>>>>>
>>>>>> Vielleicht sollte man auch darüber nachdenken, dass im Bereich
>>>>>> von Hauswänden Verwirbelungen und Richtungsänderungen auftreten.
>>>>>> die dann zu eher irreführenden Meßwerten führen.
>>>>>>
>>>>>> LG Franz
>>>>>>
>>>>>>
>>>>>> Am 07.09.2016 um 19:41 schrieb smilebef at gmail.com:
>>>>>>> Ganz grob, weil ich nach Hause will...
>>>>>>>
>>>>>>>
>>>>>>> RaspberryPi plus Speicherkarte ca. 40€
>>>>>>>
>>>>>>> Sensor Feinstaub (serielle Schnittstelle) ca. 24$ plus Zoll?
>>>>>>> https://de.aliexpress.com/store/product/nova-PM-sensor-SDS011-High-precision-laser-pm2-5-air-quality-detection-sensor-module-Super-dust/421570_32317805049.html
>>>>>>>
>>>>>>> Windrichtung und Windgeschwindigkeit (USB) ca. 60€
>>>>>>> https://www.amazon.de/Froggit-WH5300-Wetterstation-Version-866mhz/dp/B006ZL7C1S/ref=sr_1_10?s=ce-de&ie=UTF8&qid=1473269835&sr=1-10&keywords=froggit
>>>>>>>
>>>>>>> Ein Geigerzähler liegt bei mir auf dem Tisch, denn könnte ich
>>>>>>> Leihweise beistellen. sonst 450€ (:
>>>>>>>
>>>>>>> Temperatur und Luftfeuchte könnte man noch dazu nehmen.
>>>>>>>
>>>>>>>
>>>>>>>
>>>>>>>
>>>>>>> Am Wed, 7 Sep 2016 18:50:42 +0200
>>>>>>> schrieb Andreas Bräu <ab at andi95.de>:
>>>>>>>
>>>>>>>> Moin,
>>>>>>>>
>>>>>>>> ich find das auch sehr interessant. Vielleicht kannst du mal
>>>>>>>> die Teile, die man bestellen muss zusammenstellen, damit wir
>>>>>>>> ahnen können, wieviel so eine Wetterstation kostet :)
>>>>>>>>
>>>>>>>> Viele Grüße
>>>>>>>>
>>>>>>>> Andi
>>>>>>>>
>>>>>>>> Am 07.09.2016 um 11:50 schrieb Smilie:
>>>>>>>>> Hallo Freikaas,
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> gibt es Leute, die Lust auf solch ein Projekt haben?
>>>>>>>>> Ich könnte mir mehrere freie Umweltstationen im Freifunknetz
>>>>>>>>> vorstellen.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Inhalt:
>>>>>>>>> 	Theorie
>>>>>>>>> 	Praxis
>>>>>>>>>
>>>>>>>>>
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Theorie
>>>>>>>>> ----------------------------------------------------------------------
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Umweltdaten müssen frei und transparent sein.
>>>>>>>>> Feinstaub unter 2,5µm ist eines der schwerwiegendsten
>>>>>>>>> Umweltprobleme der heutigen Zeit. Ich würde die Parameter
>>>>>>>>> gerne in die Köpfe der Menschen bringen.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Dazu wäre notwendig ein Excel-Sheet oder eine
>>>>>>>>> RounRobinGeschichte, um eine Statistik über den Tag und über
>>>>>>>>> das Jahr zu generieren.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Neueste Untersuchungen haben gezeigt (Oh Wunder!), dass sich
>>>>>>>>> Feinstaub nicht nur in den Lungen sondern auch im Hirn
>>>>>>>>> ablagert. Der Feinstaub wird also wieder in den Fokus der
>>>>>>>>> Menschen rücken.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Der Feinstaub generiert sich in den Wohnungen, in den Parks,
>>>>>>>>> beim Rauchen, beim Heizen und beim Verkehr.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Der Zusammenhang von Feinstaub und Windgeschwingigkeit ist
>>>>>>>>> gravierend. Der Wind bläst Feinstaub fort nach Brandenburg.
>>>>>>>>> Bei Windstille akkumuliert sich Feinstaub am Ort der
>>>>>>>>> Erzeugung.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Diese Zusammenhänge könnten für eine zukünftige Gesetzgebung
>>>>>>>>> und für zukünftige Prozesse genutzt werden.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>>
>>>>>>>>>
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Praxis
>>>>>>>>> --------------------------------------------------------------------------
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Der Aufbau sollte zumindest die folgenden Parameter messen und
>>>>>>>>> zeitlich für eine Statistik sammeln und darstellen:
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Feinstaub, Windgeschwindigkeit und Windrichtung.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> http://baublog.ozerov.de/wetterstation/freetz-weather-datenlogger-fuer-wh1080-wh3080/
>>>>>>>>> https://www.amazon.de/Ersatz-Sensor-Windgeschwindigkeit-Froggit-WH1080/dp/B00GGM5HEA/ref=sr_1_18?s=ce-de&ie=UTF8&qid=1473238104&sr=1-18&keywords=froggit
>>>>>>>>> Das Froggit nutzt USB.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Feinstaub:
>>>>>>>>> https://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Sensoren
>>>>>>>>> Der Feinstaubsensor SDS011 liefert die Daten über eine
>>>>>>>>> Serielle Schnittstelle.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Als Computer wird ein Raspbie benötigt.
>>>>>>>>> Den oder die könnte ich spendieren.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> Ich scheue mich momentan aber vor den Kosten und vor der
>>>>>>>>> Programmierung. Deshalb frage ich nach weiteren Interessenten.
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> lg
>>>>>>>>>
>>>>>>>>> _______________________________________________
>>>>>>>>> Berlin mailing list
>>>>>>>>> Berlin at berlin.freifunk.net
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