J’ai découvert le post twitter de @haxfleisch qui montrait un capteur de qualité de l’air PM 2.5 de vendu par Ikea. Le terme PM 2.5 correspond à concentration de particules fines d’un diamètre inférieur à 2.5 µg dans 1 mètre cube.
Ikea décrit le produit comme suivant :
Ce capteur analyse la qualité de l’air en détectant les particules (PM 2,5) dans votre intérieur.
Source : https://www.ikea.com/fr/fr/p/vindriktning-capteur-qualite-de-lair-70498242/
Ce capteur est composé des éléments suivants :
- un boitier
- un circuit avec un microcontrôleur ES7P001FGS de Eastsoft Microelectronics permettant de :
- gérer l’alimentation (5v – 0.1A)
- piloter les deux leds par couleur (vert, orange, rouge) afin d’affichage la qualité d’air
- la récupération des données du capteur (via une liaison UART)
- la gestion du ventilateur
- la gestion de la puissance des leds via un capteur de luminosité ambiante
- un ventilateur axial CC3010 de chez WSD
- un capteur PM 2.5 Model PM1006K de chez Cubic (datasheet ci-dessous – source)
Fiabilité de l’information
D’après une étude de AirGradient, l’implémentation d’un ventilateur dans le boitier est une bonne chose pour faciliter et rendre la mesure plus fiable.
Le capteur optoélectronique peut afficher concentration de particules dans l’air en détectant l’intensité de la lumière réfléchie. Contrairement aux autres qui utilisent un système de laser.
La fiabilité du capteur PM1006K est : ±20μg/m³ ou ±20% de la lecture
La fiabilité d’un capteur laser comme le Plantower PMS5003 est : ±10μ g/m³ @0~100μ g/m³ ou ±10% @100~500μ g/m³
Légitimité de l’information remontée par les leds
En termes d’informations visuelles du boitier, ce dernier indique la qualité de l’air en termes de concentration aux PM 2.5 selon l’échèle suivante :
- Vert : 0 à 35 µg/m³ => Bonne + Faible
- Orange : 36 à 85 µg/m³ => OK + Moyenne
- Rouge : 86 µg/m³ et plus => Mauvaise + Élevée
L’Organisation Mondiale de la Santé, indique que les limites en termes de PM 2.5 auxquelles nous sommes exposés devraient être limités à (Source) :
- 5 μg/m3 valeur moyenne annuelle
- 15 μg/m3 valeur moyenne sur 24 heures
L’Union Européenne, quant à elle, définit la valeur moyenne annuelle à ne pas dépasser à 20 µg/m³ (source).
Aux États-Unis d’Amérique, la limite indiquée par l’index AQI (Air Quality Index), indique une valeur maximum sur 24 heures de 12µg/m³ (source – page 4)
Donc d’après les limites indiquées par l’OMS, l’UE et les États-Unis d’Amérique, le visuel rendu par le capteur semble peu réaliste en termes de légitimité de l’information.
Comment remonter une information fiable ?
Comme d’autres personnes, j’ai pris le parti de reprendre les données directement du circuit pour les injecter dans ma domotique. Pour cela, j’ai commandé une carte ESP8266-12F qui support le wifi, 9 pins digital in/out, PWM, I2C, 1wire et 1 pin analog input.
L’avantage de cette carte est son rapport entre les fonctionnalités et sa taille. En effet, elle fait 34.5mm de long, 25.4mm de large et 7mm de profondeur. Ainsi, elle peut parfaitement s’intégrer dans le circuit comme suivant :
En termes de connectique, soudez trois fils sur la carte mère du boitier vers 3 emplacement sur la carte ESP8266-12F comme suivant :
Le fil rouge étant l’alimentation 5V, le noir le moins, et le vers la data.
Sur la carte ESP8266-12F, il faudra brancher le + sur le 5V, le moins sur le G, et la data sur D2.
En termes d’interprétation des données, c’est assez simple. Les données sont envoyées sur le pin D2 de la carte ESP8266-12F en mode série et en clair.
Si vous ne vous sentez pas de coder quelque chose de zéro comme moi, vous pouvez utiliser le code de Sören Beye disponible sur son repo github.
La suite
Maintenant j’ai les données historisées dans ma domotique :
Ensuite, qu’elles sont les choses que vous pouvez faire ? Et bien voici quelques idées :
- Envoyer une alerte SMS, Télégram
- Lancer une ventilation quelconque (VMC forcée par example)
- Lancer un purificateur d’air
L’avantage d’avoir les données, c’est que vous pouvez lancer des actions et superviser l’impact qu’ont vos actions. Avec une LED, difficile de lancer des actions et voir réellement l’impact que vous pourriez avoir.
N’hésitez pas à mettre en commentaire des idées d’évolutions et actions que vous pourriez lancer avec un tel système.
Sources :
- https://twitter.com/haxfleisch/status/1413891009843539968
- https://www.ikea.com/fr/fr/p/vindriktning-capteur-qualite-de-lair-70498242/
- https://github.com/Hypfer/esp8266-vindriktning-particle-sensor
- https://www.airgradient.com/resources/ikea-vindriktning-accuracy
- https://home-assistant-guide.com/2021/07/20/ikea-makes-an-air-quality-monitor-and-it-has-already-been-hacked/
- https://seetheair.org/2021/11/08/review-ikea-vindriktning-air-quality-monitor/
- https://en.gassensor.com.cn/Product_files/Specifications/LED%20Particle%20Sensor%20PM1006K%20Specification.pdf
- http://www.wsd189.com/Products/3010zhiliuzhouliufengsha.html
- https://www.who.int/fr/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-and-health