Das Gesamtprojekt Feinstaubmesssystem befasste sich mit der
Entwicklung eines mobilen Feinstaubmesssystems zur Verwendung z.B.
auf einem Fahrrad. Damit könnte man großflächige Feinstaubmessungen
in Städten erreichen, was deutliche Vorteile gegenüber den
bisherigen stationären Messungen an ausgewählten Hotspots bietet.
Diese Website gilt dem Unterprojekt Hardware, welches sich mit
allen Hardware bezogenen Themen (Sensoren und Gehäuse) sowie der
Programmierung des Feinstaubmesssystems auf dem ESP32 befasste. Es
wurden zunächst geeignete Sensoren für die notwendigen Messgrößen
ausgewählt und mit dem ESP32 in Betrieb genommen. Nachdem die
Software für die Messung und Speicherung der Daten auf der MikroSD
Karte implementiert war, wurde ein Gehäuse für die Hardware
konstruiert und mittels 3D-Druck gefertigt. Zu Projektabschluss
wurden mehrere Testfahrten unternommen, um die Funktionalität zu
testen sowie um erste Ideen für mögliche
Erweiterungen/Verbesserungen zu sammeln.
Schwerpunkt dieser
Veranstaltung galt der energieeffizienten Gestaltung von
mechatronischen Systemen. Aufgrund von Lieferproblemen konnten keine
Energieharvesting in Form von Solarzellen umgesetzt werden. Die
größten Energiesparmaßnahmen konnten somit nur von Softwareseite
implementiert werden. Dafür wurde zunächst das GPS-Signal abgefragt
und die Sensoren nur bei vorhandener Positionserfassung abgetastet.
Ohne Positionssignal macht die mobile Feinstaubmessung keinen Sinn.
Als zweite Maßnahme wurde die generelle Abtastzeit aller Sensoren
auf 5 Sekunden gesetzt. In der Wartezeit wird der ESP32 in den
Sleep-Modus versetzt. Der größte Energieverbaucher in unserem System
ist der Feinstaubssensor, dieser lässt sich allerdings nicht in den
sleep-Modus legen. Dazu fehlt bisher eine Funktion in der
Softwarebibliothek, die aber womöglich bald nachgeliefert wird. Eine
weitere Herausforderung stellt dabei aber auch die hohe Anlaufzeit
des Sensors dar. Laut Datenblatt benötigt dieser 30Sekunden bis er
vernüftige Messdaten liefern kann. Für unsere Anwendung ist dies für
einen sinnvollen Einsatz zu lang. |
