Умный дом #10: Датчик CO₂

Контроль качества воздуха в помещении — один из ключевых элементов системы умного дома. Концентрация углекислого газа напрямую влияет на самочувствие, концентрацию внимания и работоспособность. В этой статье мы рассмотрим, как подключить датчик CO₂ к контроллеру ESP32, обработать данные и интегрировать их в систему умного дома. Материал будет полезен как новичкам, так и опытным разработчикам, которые хотят реализовать автоматизацию мониторинга воздуха.

Список оборудования и компонентов

• Микроконтроллер ESP32 (поддержка Wi-Fi, возможность интеграции с MQTT/Blynk)
• Датчик CO₂ (например, MH-Z19B или CCS811)
• Датчик температуры и влажности (опционально, для комплексного мониторинга)
• Реле или модуль управления вентиляцией
• Блок питания 5В (или USB-адаптер)
• Соединительные провода, макетная плата или готовая плата

Схема подключения и описание принципа работы

В качестве примера возьмём популярный датчик MH-Z19B, который измеряет концентрацию CO₂ методом инфракрасной абсорбции. Он поддерживает UART и PWM интерфейсы. В связке с ESP32 чаще всего используется UART. Принцип работы следующий:

Контроллер ESP32 опрашивает датчик и получает значение в ppm (parts per million — частей на миллион). Эти данные можно вывести в Serial Monitor, передать в мобильное приложение или использовать для управления системой вентиляции.

Пример кода

// Пример работы с датчиком MH-Z19B на ESP32
#include 
#include 

MHZ19 myMHZ19;
HardwareSerial mySerial(2); // Используем второй UART

#define RX_PIN 16  // RX ESP32
#define TX_PIN 17  // TX ESP32

unsigned long timer = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  mySerial.begin(9600, SERIAL_8N1, RX_PIN, TX_PIN);
  myMHZ19.begin(mySerial);

  Serial.println("MH-Z19B CO2 sensor init...");
}

void loop() {
  if (millis() - timer >= 2000) { // каждые 2 секунды
    int co2 = myMHZ19.getCO2();
    Serial.print("CO2: ");
    Serial.print(co2);
    Serial.println(" ppm");

    // Пример: если CO₂ выше нормы — включить вентиляцию
    if (co2 > 1000) {
      Serial.println("Включаем вентиляцию!");
      // digitalWrite(pinRelay, HIGH);
    } else {
      // digitalWrite(pinRelay, LOW);
    }

    timer = millis();
  }
}

Короткое объяснение кода

В коде используется библиотека MHZ19.h для работы с датчиком MH-Z19B. Через второй аппаратный UART ESP32 считываются данные концентрации CO₂. Каждые 2 секунды контроллер получает показания, выводит их в консоль и сравнивает с порогом (например, 1000 ppm). При превышении значения можно автоматически включать вентиляцию, открывать окна через сервопривод или отправлять уведомления в мобильное приложение.

Применение и расширение проекта

• Мониторинг качества воздуха в квартире или офисе
• Автоматическое включение вентиляции или кондиционера
• Интеграция с системами «умного дома» (Home Assistant, MQTT, Blynk)
• Отправка уведомлений при превышении пороговых значений
• Комбинирование с датчиками температуры и влажности для комплексного анализа микроклимата
• Использование в теплицах и зимних садах для контроля уровня CO₂
• Создание портативного CO₂-монитора с отображением на OLED-дисплее

Заключение

Использование датчика CO₂ в умном доме позволяет контролировать микроклимат и автоматически поддерживать оптимальные условия для здоровья и комфорта. С помощью ESP32 и датчиков, таких как MH-Z19B, можно построить гибкую систему мониторинга, которая предупредит о повышенной концентрации углекислого газа и поможет вовремя принять меры.

Если вам нужен индивидуальный проект под ваши задачи, мы можем разработать схему, изготовить печатные платы и полностью реализовать решение под ключ. Ознакомьтесь с примерами в нашем портфолио.