Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Gibt es einen günstigen CO2 Sensor für die Arduino Welt


von Martin M. (ats3788)


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Hallo
Ist wohl alles in Betreff gesagt

von Ralf X. (ralf0815)


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Martin M. schrieb:
> Ist wohl alles in Betreff gesagt

Dann ist ja alles in Ordnung.

von Kevin M. (arduinolover)


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Martin M. schrieb:
> Ist wohl alles in Betreff gesagt

Nein, denn günstig ist ein sher subjektiver Begriff.

Typischer Kandidat wäre der SGP30, der misst allerdings nur CO2 
equivalent über VOC.

: Bearbeitet durch User
von Random .. (thorstendb) Benutzerseite


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Such mal bei Amazon nach AZ Delivery. Die haben tonnenweise Module, 
vorgelötet, mit I2C.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Und was willst du messen?
In der Atmosphäre rund 400ppm=0,04%, in typischen Abgasen 10..15%. Das 
ist für einen chemischen Sensor ein erheblicher Bereich. Falls es einen 
gibt der das sinnvoll abdeckt passt das jedenfalls nicht mehr mit 
günstig zusammen.

von Ingo E. (ogni42)


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Brauchbar ist der EE895, MHZ-19, SCD-30 und SCD40/41, die sind aber 
aktuell alle recht teuer (so ab 30€ aufwärts)

MHZ-19 und SCD30 sind NDIR Sensoren

SCD40/41 messen fotoakustisch 
(https://www.sensirion.com/de/ueber-uns/unternehmen/pasensr-technologie/)

Möchte man wirklich die CO2 Konzentration vernünftig messen sind die 
VOCs eher unbrauchbar, weil zu ungenau.

von cab_leer (Gast)


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Ingo E. schrieb:
> SCD40/41 messen fotoakustisch
> (https://www.sensirion.com/de/ueber-uns/unternehmen/pasensr-technologie/)

Kannte ich noch gar nicht. Sehr clevere Idee. Danke für's teilen.

von rossi (Gast)


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Wichtig ist auch, ob die Sensoren eine automatische Kalibrierung machen. 
Die MHZ-19 nehmen in der Standardkonfiguration das Minimum der letzten 
~24 Stunden als 400ppm Wert. Das ist ok, wenn damit Raumluft in 
regelmäßig gelüfteten Räumen überwacht wird. Ansonsten kann der Messwert 
beliebig wandern.

von Wolfgang (Gast)


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Martin M. schrieb:
> Hallo
> Ist wohl alles in Betreff gesagt

Dem ist wohl nichts hinzu zu fügen.

Kannst du dir vorstellen, dass es mit einem Zentimetermaß schwierig 
werden könnte, die Entfernung zum Mond zu messen?

von mh (Gast)


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cab_leer schrieb:
> Ingo E. schrieb:
>> SCD40/41 messen fotoakustisch
>> (https://www.sensirion.com/de/ueber-uns/unternehmen/pasensr-technologie/)
>
> Kannte ich noch gar nicht. Sehr clevere Idee. Danke für's teilen.

Den Absatz zum Messprinzip solltest du gleich wieder vergessen. Der 
enthält sehr viel Unsinn.

von Kevin M. (arduinolover)


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mh schrieb:
> Den Absatz zum Messprinzip solltest du gleich wieder vergessen. Der
> enthält sehr viel Unsinn.

Zum Beispiel? Anschuldigungen ohne Beispiel sind selten wirklich 
sinnvoll.

von Dirk S. (dirkst)


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Gruss zum Abend

Das wozu, interessiert mich auch.
Pflanzen oder Pilze in Kultur ?
Die idealisierten Kulturbedinungen
überschreiten, je nach dem, den Messbereich mancher Sensoren.
Und auf die Gesundheit muss
man dann auch achten.
Nur im Bereich deren Anwendung mal erwähnt,
schönen Abend noch.

Dirk St

von Wolfgang (Gast)


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Kevin M. schrieb:
> Zum Beispiel? Anschuldigungen ohne Beispiel sind selten wirklich
> sinnvoll.

Wenn man selber den Text nicht versteht, ist man halt auf die Erklärung 
von anderen angewiesen - hoffentlich verfügst du über genug 
Grundlagenwissen, um das zu verstehen.
Was bedeutet z.B. " direkt proportional zum optischen Strahlengang".
Ein optischen Strahlengang ist keine quantifizierbare Größe. Wie willst 
du dazu eine Proportionalität ausrechnen.

von Andreas (Gast)


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Random .. schrieb:
> Such mal bei Amazon nach AZ Delivery. Die haben tonnenweise Module, vorgelötet, 
mit I2C.

Beitrag "AZ-Delivery registriert gerade massenhaft gängige Komponentenbezeichnungen als Marken"

von mh (Gast)


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Kevin M. schrieb:
> mh schrieb:
>> Den Absatz zum Messprinzip solltest du gleich wieder vergessen. Der
>> enthält sehr viel Unsinn.
>
> Zum Beispiel? Anschuldigungen ohne Beispiel sind selten wirklich
> sinnvoll.

Dann nehmen wir die Abbildung, die einen direkten Zusammenhang zwischen 
Absorption und akustischem Signal nahelegt.

Wenn dir das nicht reicht, gibt es noch den unklaren Zustand der 
Messzelle. Überwiegend geschlossen oder geschlossen?

von Kevin M. (arduinolover)


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Wolfgang schrieb:
> Wenn man selber den Text nicht versteht, ist man halt auf die Erklärung
> von anderen angewiesen - hoffentlich verfügst du über genug
> Grundlagenwissen, um das zu verstehen.

Ich verfüge sogar über erweitertes Wissen, mein Studium war entsprechend 
vertieft und über genau diese beiden Sensortypen habe ich sogar mal ein 
Seminar gehalten ;)

Wolfgang schrieb:
> Was bedeutet z.B. " direkt proportional zum optischen Strahlengang".

Das ist ganz einfach die Absorption durch das Gas ist proprtional zu der 
länge des optischen Messkanals. Wenn dieser kurz ist, ist die 
Empfindlichkeit entsprechend niedriger und umgekehrt.

mh schrieb:
> Dann nehmen wir die Abbildung, die einen direkten Zusammenhang zwischen
> Absorption und akustischem Signal nahelegt.

Was gefällt dir daran nicht?

: Bearbeitet durch User
von mh (Gast)


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Kevin M. schrieb:
> Ich verfüge sogar über erweitertes Wissen, mein Studium war entsprechend
> vertieft und über genau diese beiden Sensortypen habe ich sogar mal ein
> Seminar gehalten ;)

Oh wie praktisch, dann kannst du mir ja erklären wie die absorbierenden 
CO_2 Moleküle als punktförmige Quelle von Schallwellen dienen sollen, 
die von einem Mikrofon gemessen werden können.

Kevin M. schrieb:
> mh schrieb:
>> Dann nehmen wir die Abbildung, die einen direkten Zusammenhang zwischen
>> Absorption und akustischem Signal nahelegt.
>
> Was gefällt dir daran nicht?

von Kevin M. (arduinolover)


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mh schrieb:
> Oh wie praktisch, dann kannst du mir ja erklären wie die absorbierenden
> CO_2 Moleküle als punktförmige Quelle von Schallwellen dienen sollen,
> die von einem Mikrofon gemessen werden können

Aber natürlich kann ich das :)

Vereinfacht gesagt wird das modulierte infrarote Licht von den Molekülen 
absorbiert (nach Beer-Lambert), wenn wir jetzt mal der Einfachheit 
halber Reflexionen und Streuung vernachlässigen resultiert das in einer 
Energieerhöhung der Moleküle. Durch die höhere Energie dehnt sich das 
Gas aus und der Druck im Sensor erhöht sich, die Druckdifferenz wiederum 
kann von dem Mikrofon gemessen werden.

Ok du kannst nicht Bach damit spielen, aber man sollte vielleicht auch 
nicht fälschlicher weise annehmen das Schallwellen immer hörbar sind. 
Wir reden hier über sehr niedrige Frequenzen und die MEMS Mikros sind 
entsprechend optimiert. Wenn du dich besser fühlst nenn es halt 
Drucksensor statt Mikrofon, am Ende des Tages ist es aber das gleiche.

Wenn ich mich noch recht erinnere:

∆𝑝=(𝑛∗𝑅∗𝑃∗𝑣)/(𝑉∗𝐶_𝑣∗𝑓)

f = Frequenz
v = Tastverhältnis
Cv = Wärmekapzität
V = Volumen
n = Teilchenzahl
R = Gaskonstante
P = Integral aus der Multiplikation von Leistungsprofil der Lichtquelle 
und dem Absorptionsprofiel des Gases

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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mh schrieb:
> Dann nehmen wir die Abbildung, die einen direkten Zusammenhang zwischen
> Absorption und akustischem Signal nahelegt.

Die Absorption, i.e. der Energieeintrag in das Volumen ist proportional 
zur CO2-Konzentration. Damit geht eine Temperaturerhöhung einher. Das 
allgemeine Gasgesetz stellt dann den Zusammenhang zwischen Temperatur 
und Druck her. Differentiell betrachtet wird aus den Schwankungen des 
Energieeintrag durch die Modulation eine Amplitude des akustischen 
Signals.

Was stört dich daran?

von mh (Gast)


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Kevin M. schrieb:
> Durch die höhere Energie dehnt sich das Gas aus und der Druck im Sensor erhöht 
sich

Wolfgang schrieb:
> Die Absorption, i.e. der Energieeintrag in das Volumen ist proportional
> zur CO2-Konzentration.

Hat sich einer von euch mal die Abbildung angeguckt? Schallwellen, die 
von einzelnen Molekülen ausgehen?

von Wolfgang (Gast)


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Kevin M. schrieb:
> Das ist ganz einfach die Absorption durch das Gas ist proprtional zu der
> länge des optischen Messkanals.

Das sagt schon das Bouguer-Lambert-Beer’sche Gesetz. Aber in dem 
zitieren Satz steht absolut nichts von Länge der Wegstrecke durch das 
Medium. Das ist deine Interpretation.
"optischer Strahlengang" beschreibt alles mögliche, hat aber 
messtechnisch bestimmt nicht die Dimension einer Länge.

von Kevin M. (arduinolover)


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Wolfgang schrieb:
> "optischer Strahlengang" beschreibt alles mögliche, hat aber
> messtechnisch bestimmt nicht die Dimension einer Länge.

https://de.wikipedia.org/wiki/Strahlengang

Zitat:
Als Strahlengang wird der geometrische Verlauf von Lichtstrahlen durch 
optische Geräte (Mikroskope, Fernrohre, Projektoren, Umbildegeräte, 
Spektrografen usw.) bezeichnet.

Ein geometrischer Verlauf kann imho durchaus als Einheit eine Länge 
besitzen.

Vielleicht wissen die aber auch, dass idr. Leute diesen Sensor kaufen 
die die grundlegende Funktionsweise kennen und dann ist das schon recht 
deutlich was damit gemeint ist.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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mh schrieb:
> Hat sich einer von euch mal die Abbildung angeguckt? Schallwellen, die
> von einzelnen Molekülen ausgehen?

Du kannst sicher sein, dass du mit 7 CO2-Molekülen und 5 anderen 
Molekülen in dem Messvolumen keinen Atmosphärendruck erreichst. 
Betrachte die Abbildung mal als symbolische Darstellung. Sonst stehst du 
dir selbst im Weg.
Beschäftige dich einfach mal mit den Grundlagen, dann wird dir klar, was 
die Abbildung rüber bringen soll.

von Wolfgang (Gast)


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Kevin M. schrieb:
> Ein geometrischer Verlauf kann imho durchaus als Einheit eine Länge
> besitzen.

Nein - das beschreibt, wie z.B. ein Strahlenbündel innerhalb eines 
optischen Aufbaus geformt wird (Abbildung durch Linsen, Beugung, 
Reflektion, ...).

Die Brennweite eines Linsensystems wäre eine Länge, aber schon das 
Öffnungsverhältnis an irgendeiner Stelle in einem Strahlengang ist 
dimensionslos.

> Vielleicht wissen die aber auch, dass idr. Leute diesen Sensor kaufen
> die die grundlegende Funktionsweise kennen und dann ist das schon recht
> deutlich was damit gemeint ist.

Leute die diesen Sensor kaufen, sind bestimmt nicht schwerpunktmäßig 
Physiko-Chemiker oder Physiker aus der angewandten Optik.
Bestenfalls kann man diesen Begriff an der Stelle noch als "schlampig 
formuliert" durchgehen lassen - sehr schlampig.

von Kevin M. (arduinolover)


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Wolfgang schrieb:
> Nein - das beschreibt, wie z.B. ein Strahlenbündel innerhalb eines
> optischen Aufbaus geformt wird (Abbildung durch Linsen, Beugung,
> Reflektion, ...).

Ich kann mich noch recht gut erinnern, dass in unseren Messtechnik 
Vorlesungen dieser Terminus so benutzt wurde. Wenn du das aber so gut 
weißt schreib Sensirion doch einfach mal an und weise sie darauf hin.

https://data.epo.org/publication-server/document?iDocId=5386798&iFormat=2

Hier kommt z.B. das Wort auch recht häufig vor und auch noch bei anderen 
Publikationen. Natürlich können die sich auch alle irren. Ich persönlich 
finde es verständlich aber jedem das seine.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Kevin M. schrieb:
> https://data.epo.org/publication-server/document?iDocId=5386798&iFormat=2
>
> Hier kommt z.B. das Wort auch recht häufig vor und auch noch bei anderen
> Publikationen.

Was die dort schreiben ist doch völlig in Ordnung. Nirgends wird dort 
das Wort "Strahlengang" zur Beschreibung einer Länge verwendet.

von Kevin M. (arduinolover)


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Wolfgang schrieb:
> Was die dort schreiben ist doch völlig in Ordnung. Nirgends wird dort
> das Wort "Strahlengang" zur Beschreibung einer Länge verwendet.

Sie verwenden das Wort, um den aktiven Sensor Bereich zu beschreiben, 
das macht Sensirion auch. Der Strahlengang ist in dem Fall eben eine 
Gerade, weil nichts umgelenkt wird oder sonst was. Wenn man den 
Strahlengang als Vektor sieht, der den Lichtstrahl bzw. dessen 
Ausbreitung beschreibt, hat der sowohl eine Orientierung als auch eine 
Länge, manche würden behaupten sogar eine Richtung. Nochmal das ist 
Haarspalterei.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Jahrzehntelang war ein Gassensor, den man im Einzelhandel kaufen konnte 
(Conrad u.a.) von Figaro. Die gibt es immer noch, aber der einzige 
CO2-Sensor wurde aus dem Programm genommen weil der Fotodiodenhersteller 
einen Brandschaden hat:
https://www.figarosensor.com/topic/2020/11/Discontinuance-of-CO2-Sensor-CDM7160.html
Ein neuer Sensor ist noch in Entwicklung.

https://eckstein-shop.de/Sensor-Gassensor
für CO2 zwei Module mit SGP30

von Martin M. (ats3788)


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Dankeschön für die vielen netten antworten.
Mit Arduino und günstig sollte doch alles gesagt sein.
Ich habe so alle Gas Sensoren die man bei Ali bekommt leider misst man 
Butan CO und andere Gase nicht allzu häufig. Diese Sensoren kosten unter 
5 Euro und sind Perfekt zu spielen und verstehen. Meine Idee kommt von 
heise make Magazin, ich bastele im Moment nicht, weil ich ein Haus bauen 
und solange zu Miete wohne. Man was fehlen mir meine ESP32. Fröhliches 
Weihnachtsfest an euch alle

von Cartman (Gast)


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Fuer die angepeilte Zielgruppe wuerde ich einen Zebrafinken empfehlen.
Den muss man halt fuettern.

von Kevin M. (arduinolover)


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Martin M. schrieb:
> Diese Sensoren kosten unter 5 Euro und sind Perfekt zu spielen und
> verstehen.

Chemische Sensoren sind halt Massenware und günstig in der Herstellung. 
Das Problem ist, dass CO2 chemisch inaktiv ist also braucht man ein 
Physikalisches Messprinzip, das ist teuer.

von Ingo E. (ogni42)


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von Mark (Gast)


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Martin M. schrieb:
> Diese Sensoren kosten unter
> 5 Euro und sind Perfekt zu spielen und verstehen.

Aber die liefern keine quantitative Aussage ohne zusätzliche Eichung. 
Die 30,- CO2-Sensoren benötigen keine Eichung. In der Make wurde der 
Unterschied zwischen  VOC und NDIR erklärt.
Bei Elektor gibt es auch ein Projekt: 
https://www.elektormagazine.de/labs/co2-guard

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