Aufbauanleitung für deinen Feinstaubsensor.
Ganz einfach.

Die neuste Bauanleitung mit BME280 findest du auf Sensor.Community

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Einkaufsliste
- NodeMCU ESP8266, CPU/WLAN
- SDS011 Feinstaubsensor (früher PPD42NS)
- DHT22, Temperatur & Luftfeuchtigkeit (optional)
- Käbelchen
- USB Kabel z.B: flach 2m Micro-USB
- Steckernetzteil USB
- Kabelbinder
- Schlauch, möglichst nicht transparent, Innen-Durchmesser 6 mm, Länge ca. 20cm (Baumarkt)
- Wetterschutz, Marley Silent HT Bogen (DN 75 87°)
Es gibt in Deutschland Online-Shops, die die Elektronikteile anbieten. Hier liegen die Preise jedoch zum Teil deutlich über den Preisen von AliExpress. Die folgenden Shops sollten alle benötigten Elektronik-Komponenten verfügbar haben:
SEGOR-Electronics GmbH
BerryBase
Zusammenbauen
Der Zusammenbau ist so gestaltet, dass jeder mitmachen kann. Mit nur 7 Käbelchen und 2 Kabelbindern wird der Bausatz zu einer Messstation. Wirklich einfach!
Feinstaub messen

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2. Firmware einspielen

Hier wird die Firmware auf die NodeMCU gespielt

Einleitende Worte

Du musst nicht programmieren, keine Angst!

Wir haben die Firmware schon fertig programmiert. Sie wird nur auf die NodeMCU (ESP8288) überspielt und installiert. Das ist auch für Computer-Laien zu machen.

Wer Hilfe benötigt, kommt einfach zu unseren Terminen vorbei:

jeden 2. Dienstag im Monat, 19 Uhr, shackspace, Ulmer Str. 255, Stuttgart Wangen

Firmware einspielen

Anleitung zum Kopieren.

Wer sich nicht traut, schaut bitte in den FAQ’s. Dort ist ein Video Tutorial.

Arduino Software installieren, Firmware einspielen

SCHRITT 1: Treiber herunterladen und installieren

Um mit dem ESP8266 zu kommunizieren, braucht es usb2serial Treiber. Der Chipsatz ist bei NocdeMCUs normalerweise CH341. Wählen den Link, der dem Betriebssystem deines Computer entspricht.

Treiber für die alte V2-Modell (CP2102)

Windows 10: https://www.silabs.com/documents/public/software/CP210x_Universal_Windows_Driver.zip
Windows 7/8/8/8/8.1: https://www.silabs.com/documents/public/software/CP210x_Windows_Drivers.zip (für 64-Bit-Version des Systems wird die 32-Bit-Version nicht unterstützt)
MacOS: https://www.silabs.com/documents/public/software/Mac_OSX_VCP_Driver.zip (nach der Installation den Computer neu starten)
Raspberry Pi: https://github.com/aperepel/raspberrypi-ch340-driver
Linux: Es müssen keine Treiber installieren werden. Chip sollte direkt unterstützt werden (mit dmesg überprüfbar)

Treiber für das Modell V3 (CH341)

Windows: http://www.wch.cn/downloads/file/5.html
MacOS: http://www.wch.cn/downloads/file/178.html (nach der Installation den Computer neu starten)
Linux: Es müssen keine Treiber installieren werden. Chip sollte direkt unterstützt werden (mit dmesg überprüfbar)

Entpacken die heruntergeladenen Datei. Entpacke diese:

für V2: Öffnen den Ordner CP210x und doppelklicke auf die Anwendung CP210xVCPInstaller_x64 (oder x86)
für V3: öffnen den Ordner CH341SER und doppelklicke auf die Anwendung SETUP.

SCHRITT 2: Firmware-Flasher herunterladen.

Klicke in der folgenden Liste auf den Link, der dem Betriebssystem deines Computer entspricht.

Doppelklicke auf die Datei, wenn eine Meldung zum Computerschutz erscheint, klicken die Schaltfläche „Trotzdem ausführen“.

SCHRITT 3: Firmware installieren

Schließe nun die NodeMCU mit einem kurzen Mikro-USB-Kabel an den Computer an (das Kabel sollte nicht über 1m lang sein, sonst kann die Installation fehlschlagen). Wähle die neuste Version latest_de.bin (oder eine andere Sprachersion) aus und klicken auf „Upload“.

Warte bis der Prozess durch ist und fertig.

Nun bauen wir den Sensor zusammen.

Ein großer Dank geht an Piotr, aus Polen, für seine Hilfe! 🙋‍♂️

Keine Angst: Du musst nicht programmieren!

Die Firmware wird nur kopiert, alles ist für dich schon vorbereitet

3. Zusammenbau der Elektronik

Die elektronischen Teile werden zusammen geschaltet

WICHTIGER HINWEIS

Vor dem Zusammenbau die Firmware aufspielen!
Siehe Firmware aufspielen.

Sollte sich die Firmware nicht auf die NodeMCU spielen lassen, muss man nicht noch einmal alles neu zusammenstecken. Und es verringert die Gefahr, das sich beim An- und Abstecken des USB-Kabels andere Verbindungen umbemerkt lösen.

Zusammenstecken

Hinweis: Unsere Anleitung bezieht sich auf Version 3 der NodeMCU. Diese ist zu erkennen an den Anschlüssen VU und G (siehe Zeichnung). Bei den Versionen steht an diesen Anschlüssen RSV. Bei diesen Versionen können die Anschlüsse VIN statt VU und GND statt G neben dem MicroUSB-Anschluß genutzt werden. Siehe auch Pinouts NodeMCU v2, v3.

Anschluß SDS011

Pins sind von RECHTS nach LINKS nummeriert, beim Verbinden darauf achten, das die Kabel wirklich auf den Pins stecken, da die meisten Dupont-Kabel auch „neben“ die Pins passen
SDS011 Pin 1 -> Pin D1 / GPIO5
SDS011 Pin 2 -> Pin D2 / GPIO4
SDS011 Pin 3 -> GND
SDS011 Pin 4 -> unused
SDS011 Pin 5 -> VU (NodeMCU v3) / VIN (NodeMCU v1,v2)
SDS011 Pin 6 -> unused
SDS011 Pin 7 -> unused

Anschluß des DHT22

Pins sind von LINKS nach RECHTS nummeriert, Vorderseite ist das „Gitter“
DHT22 Pin 1 -> Pin 3V3 (3.3V)
DHT22 Pin 2 -> Pin D7 (GPIO13)
DHT22 Pin 3 -> unused
DHT22 Pin 4 -> Pin GND

Elektronische Schaltung

Der Feinstaubsensor SDS011 und der Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor DHT22 werden mit Kabeln an den Chip (NodeMCU) angeschlossen.

Anschluß von Displays und weiteren Sensoren

In den FAQ gibt es unter ‚Andere Sensoren anschließen‘ eine Liste von unterstützten Sensoren (z.B. BME280) und Displays. Hier ist auch beschrieben, wie diese angeschlossen werden.

4. Messstation fertigstellen

Die Komponenten werden zusammen gebaut

Zusammenbinden

Mit dem ersten Kabelbinder den NodeMCU (ESP8266) und den Sensor SDS011 so zusammenbinden, dass die WLAN Antenne vom Sensor weg zeigt.
Mit dem zweiten Kabelbinder den Temperatursensor DHT22 am Schlauch befestigen.

Zusammenbinden

USB-Kabel durch das Rohr fädeln
Einbau so, dass die Platine des SDS oben ist und der Lüfter unten. Auf der Röhrenseite ohne Gummidichtung einschieben.
Die Teile so in das Rohr schieben, dass der Sensor im Rohr festklemmt.

Zusammenbinden

Schlauch mit USB Kabel aus dem Rohr Ende schauen lassen.
Den zweiten Rohrbogen auf den ersten schieben. Dabei darauf achten, dass keine Kabel eingeklemmt werden.
Den Temperatursensor am Schlauch so positionieren, dass er knapp im Rohrinneren ist
Den Schlauch am Rohrende abschneiden.
Die offenen Enden der Rohre mit einem Netz, Gitter oder ähnlichen verschließen, dass die Luft zirkulieren kann aber die Tiere wie Käfer, Spinnen oder ähnliches draußen bleiben.

5. Konfiguration der Messstation

Der Sensor verbindet sich mit dem W-LAN

Konfiguration des Feinstaubsensors

Station mit Stromkabel anschließen
Die Station versucht, sich auf den konfigurierten WLAN-Accesspoint zu verbinden. Klappt dies nicht, öffnet der Sensor einen Accesspoint mit dem Namen Feinstaubsensor-ID, wobei ID die ChipID (dezimal, im Beispiel unten die 13597771) ist.
Diese ID bitte unbedingt notieren, diese wird für die Anmeldung des Sensors benötigt!
Mit diesem Accesspoint verbinden. Kurz warten, bis die Verbindung hergestellt ist.
Android: Falls die Verbindung sofort wieder getrennt wird muss evtl. unter ‚Verbindungen-WLAN-Erweitert‘ die Option ‚Intelligenter Netzwechsel‘ (englisch ‚Smart network switch‘) deaktiviert werden.
Dann im Browser die Seite http://192.168.4.1/ aufrufen, dort kann der Sensor konfiguriert werden: http://192.168.4.1/ –> Konfigurieren Bitte beachten: Es braucht eventuell ein paar Versuche, bis der NodeMCU sich mit dem Heim-WLAN verbindet. Bitte nicht ungeduldig werden und es solange versuchen, bis es klappt. Der Chip kann auch über ein Smartphone konfiguriert werden. Wenn die Konfiguration des Sensors funktioniert hat, ist diese Seite nicht mehr erreichbar

Beispiel: Ansicht der Sensors als Router mit der Nummer des ESP8266
Unter ‚Konfigurieren‘ die SSID (Name des Heim-WLANs) und den Netzwerksicherheitsschlüssel (unter Windows) bzw. das WLAN-Passwort des Heim-WLANs eintragen, speichern
Für Feinstaubsensoren nach dieser Anleitung muss nichts weiter geändert werden
Nach dem Speichern wird der Sensor neu gestartet und ist auf diesem Weg nicht mehr erreichbar

Wenn keine weiteren Änderungen vorgenommen worden als das Eintragen der WLAN-Daten, kann der Sensor nach ca. 10 Minuten auf den folgenden Seiten ‚getestet‘ werden. Gesucht werden muss auf diesen Seiten nach der ChipID (im Bespiel oben die 13597771).
Sensordaten: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/GUaL5aZMz/pm-sensors?orgId=1
WLAN-Signal: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/Fk6mw1WGz/wifi-signal?orgId=1

Letzte Schritte

Sensoren selbst registrieren

Unter https://devices.sensor.community/ können ab sofort Sensoren durch die Benutzer selbst eingetragen werden.

Falls das nicht funktioniert, gibt es auch weiterhin die Möglichkeit, das Formular unten zu nutzen.

Damit der Sensor Teil des Netzwerkes wird, brauchen wir noch einige Angaben.
Fülle dazu einfach das Formular aus.

deine ID des ESP8266 (NodeMCU) –> kommt als Nummer im WLAN (Feinstaubsensor-…) oder auf der Konfigurationsseite oben
deine Emailadresse (wird nicht veröffentlicht)
deine Adresse: Strasse mit Hausnummer, PLZ und Ort –> wir machen daraus deine Koordinaten (werden nur gerundet herausgegeben)
die Umgebung der Station – z. B. Höhe über Grund, Strassenseite, hohes Verkehrsaufkommen, freies Feld oder ähnliches

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Feinstaub Karte für Stuttgart

Die Sensoren auf der Karte sind anonymisiert und zeigen den PM10 (P1)und PM2,5 (P2) an:

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