Reingeschaut: Xiaomi Mi Temeratur-/Luftfeuchtigskeitssensor

Viele dürften Xiaomi aus dem Bereich Smartphones kennen. Diese Geräte werden auch in Europa immer populärer. Im Heimatmarkt in China verkauft Xiaomi allerdings noch viele andere Produkte, u.a. Hausautomatisierungskomponenten. Ich persönlich fand dem Mi Temperatursensor sehr interessant. Er ist sehr klein mit einem Durchmesser von lediglich 36mm. Damit lässt er sich einfach an vielen Stellen installieren. Positiv anzumerken ist die sehr gute Fertigungsqualität. Auch wenn das Gehäuse aus Plastic besteht, ist es doch sehr gut verarbeitet. Manch “westliches” Gerät könnte sich davon eine Scheibe abschneiden.

Der Sensor ist dafür gedacht, mit einem Xiaomi Smarthub zusammen zu arbeiten. Aber geht es evtl. auch ohne? Lässt sich der Sensor in bestehende Hausautomatisierungen einbinden? Schauen wir doch mal rein:

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Als Stromversorgung dient eine XR2032 Batterie. Ich hoffe, dass diese wenigstens ein Jahr hält. Was finden wir auf dem Board?

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Auch hier sieht man eine sehr gute Verarbeitungsqualität. Als Hauptprozessor dient ein JN5169 von NXP. Dabei handelt es sich um einenZigbee controller. Erinnert sich noch jemand an Zigbee? Auch wenn heute die meisten neuen Lösung eher auf Bluetooth-Basis gebaut werden, ist Zigbee eigentlich eine recht spannende und stromsparende Funktechnologie. Da es seit Jahren stabil funktioniert (so benutzt z.B. Philips Zigbee für seine Hue Beleuchtungen), spricht nichts gegen den Einsatz. Der einzige Haken besteht darin, dass kein PC direkt mit einem Zigbee-Gerät kommunizieren kann. Es ist daher immer noch etwas Zusatzhardware nötig. Einen entsprechenden Zigbee-Controller kann man jedoch recht einfach an PC, Arduino oder Raspberry Pi anschliessen. Ist es damit einfach zu integrieren? Das hängt davon ab, wie die Datenübertragung selbst funktioniert. Wir werden uns das in einem zukünftigen Artikel noch genauer anschauen.

Reingeschaut: Broadlink RM 3

Vielleicht haben Sie schon gelesen, dass ich die Broadlink-Produkte nicht unbedingt mag. Aber vielleicht lässt die Hardware ja wenigstens einfache Modifikationen zu?

Schauen wir doch mal in einen RM Mini 3 rein. Hierbei handelt es sich um einen Infrarot-Controller, der vom Smartphone bedient werden kann.

Nimmt man dan oberen Deckel ab, sieht man sofort die Infrarot-LEDs und einen Infrarot-Fernbedienungsempänger:

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Das war zu erwarten. Gibt es beim Steuerungsboard vielleicht irgendwelche Überraschungen?

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Eigentlich nicht. Der Hauptprozessor ist ein Marvel 88MC200. Das ist ein relativ einfacher ARM-Cortex-M3 basierter Chip, der mit 200 MHz läuft. Mehr Leistung ist für ein derart einfaches Gerät auch nicht notwendig. Da der Chip kein integriertes WiFi mitbringt, gibt es noch einen weiteren Chip: der 88W8801 ist ein Marvel WiFi Chip.

Theoretisch könnte man auf den Marvel-Controller vermutlich eine eigene Software aufspielen, die die Limitationen der Originalfirmware behebt. Allerdings wird das recht kompliziert. Vermutlich möchte niemand mehrere Tage an einem 20$-Gerät rumschrauben und herumprobieren. Die einfachste Tuning-Möglichkeit dürfte es sein, dass Controller-Board einfach durch einen ESP8266 zu ersetzen. Allerdings kann man dann auf den Rest des Gerätes auch ganz verzichten. Einfach ein paar Infrarot-LEDs an den ESP8266 anschliessen, dann kann man die Funktionalität dieses Systems auch recht einfach nachimplementieren. Das ganze wird auch sicher noch günstiger.

Reingeschaut: 433MHz Fenstersensor

Es gab schon einen Blick in einen 433Mhz Fenstersensor in der Vergangenheit. Da es diese Sensoren in vielen verschiedenen Ausführungen gibt, stellt sich die Frage: Sind die alle gleich?

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Als erstes fällt auf, dass dieser Sensor grösser ist. Beim Öffnen sieht man, warum das so ist:

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Dieser Sensor nutzt AAA batteries. Das macht den Austausch einfacher und kostengünstiger als die Spezialbatterie, die wir im anderen Sensor gesehen haben. Wer das Gerät zum Einbruchschutz nutzen will, findet es vermutlich nützlich, dass beim Öffnen des Gehäuses auch ein Signal gesendet. Wird. Dafür ist ein zusätzlicher Mikroschalter vorhanden.

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Auf der Rückseite gibt es keine Überraschungen: Der Sendechip, ein paar externe Komponenten und  eine LED.

Das genutzte 433MHz Funkprotokoll ist trivial, es wird immer exact der gleiche Code gesendet. Es gibt keinerlei Verschlüsselung o.ä. Das heisst auch, dass es extrem einfach ist, dieses Signal aufzuzeichnen und beliebig oft wieder abzuspielen. Ob das ein Problem ist, hängt vom Anwendungsfall ab.

Wir das vorher getestete Modul sendet auch dieses nur ein Signal beim Öffnen des Fensters, nicht beim Schliessen. Das heisst, der Sensor kann nicht genutzt werden, um festzustellen, ob ein Fenster geöffnet oder geschlossen ist.

Messen der Luftqualität

Fragt man, was wichtig für den Wohnkomfort ist, erwähnt fast jeder als erstes die Zimmertemperatur. Ein weiterer wichtiger Faktor ist jedoch auch die Luftqualität. Jeder weiss, dass nach dem Kochen die Luftqualität nicht immer so gut ist, wie man sie sich wünscht. Neben dem Kochen gibt es aber auch viele andere Gründe für Teilchen, die in der Raumlauf schweben.  Diese werden als Feinstaub bezeichnet. Die aktuelle Definition des Feinstaubs geht zurück auf den im Jahre 1987 eingeführten „National Air Quality“-Standard for Particulate Matter (kurz als PM-Standard bezeichnet) der US-amerikanischen Umweltschutzbehörde EPA (Environmental Protection Agency).

Meist misst man heute den PM2.5 Werte. Diese berücksichtigen Partikel mit Grössen bis maximal 2.5µm. Diese können bei empfindlichen Personen zu einem erhöhten Gesundheitsrisiko führen. Generell ist der Mensch immer solchen Partikel ausgesetzt. Die WTO betrachtet allerdings Werte >50µg/m3 als problematisch.

Kaum jemand weiss wohl, wie hoch die Feinstaubbelastung in der eigenen Wohnung ist. Allerdings ist es mittlerweile nicht mehr teuer, solche Messungen vorzunehmen. Korrekt kalibrierte Sensoren sind immer noch sehr teuer, aber einfache Sensoren können bereits helfen, potentielle Feinstaubquellen zu erkennen.

Diese Sensoren sind intern etwa so aufgebaut:

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Eine Lichtquelle beleuchtet einen Luftstrom. In der Luft enthaltene Feinstaubpartikel reflektieren das Licht. Ein optischer Empfänger misst diese Reflektionen. Das sieht recht einfach aus – oder? Ist es auch! Die billigsten Sensoren sind für weniger als 20€ zu bekommen. Diese günstigen Sensoren nutzen üblicherweise LEDs als Lichtquelle. Laser-basierte Sensoren sind zwar teurer, können jedoch auch noch kleinere Staubpartikel erkennen.

Hier ist ein Beispiel eines Laser-basierten Sensors:

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Der Ventilator erzeugt einen kontinuierlichen Luftstrom durch das Gerät. Schaut man das Gerät von innen an, sieht man den Luftkanal und den eigentlich Feinstaubsensor.

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Der optische Sensor sieht so aus:


Was ist sonst noch drin?

Der Rest ist unspektakulär: ein kleiner Mikrocontroller und wenige externe Bauteile.

Besonders praktisch sind diese teureren Sensoren, da der Mikrocontroller bereits die ganze Arbeit erledigt. Über eine serielle Schnittstelle gibt er direkt die PM1.0, PM2.5 and PM10 Werte aus.

Mit einem einfachen USB/Seriell-Wandler kann man diese Daten nun direkt am PC auslesen. Wie dieser Adapter anschlossen werden muss wird hier gezeigt.

Links:

Wie ist eine billige Chinesische LED-Lampe aufgebaut?

LEDs zu Beleuchungszwecken sind in den letzten Jahren immer billiger geworden. Allerdings sind sie immer noch teurer als Halogenleuchten. Um Geld zu sparen könnte man auf die Idee kommen, LEDs direkt von einer der vielen Chinesischen Shopping-Seiten zu kaufen. Dort bekommt man solche Lampen schon unter 5$. Mich hat interessiert, was man dafür bekommt.

 

Die Lieferung kam so an:

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Ja, schon beim Versand hatte sich das Ding in seine Einzelteile aufgelöst. Im Prinzip sind besteht sie aus ein paar Leiterplatten mit LEDs, die von Hand zusammengelötet sind. Das ganze ist von einer billigen Plastikkappe “geschützt”. Etwas derartiges möchte hoffentlich niemand wirklich an 230V nutzen – oder?

Allerdings gibt mir das die Chance, mal zu schauen, wie die Schaltung funktioniert.

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Das sieht nicht kompliziert aus – oder? Es ist auch wirklich die trivialste Schaltung, die man sich vorstellen kann. An der Netzspannung gibt es einen Entstörkondensator (der rote) inkl. Entladewiderstand. Dann folgt ein Brückengleichrichter (das schwarze Bauteil mit den 4 Beinen) und ein Glättungskondensator (4.7uF, 400V).

Die beiden parallel geschalteten 51Ohm-Widerstände begrenzen den Strom durch die höchstwahrscheinlich komplett in Reihe geschalteten LEDs.

Bessere Schaltungen nutzen Schaltnetzteile, die einen konstanten Ausgangsstrom ausgeben. Dafür muss man aber auch etwas mehr zahlen.

Die Tatsache, dass dieses Ding bei der kleinsten Berührung auseinanderfällt und im Inneren eine Gleichspannungen von etwa 300V anliegt, macht dieses Gerät extrem gefährlich. 300V Gleichspannung sind noch gefährlicher als 230V Wechselspannung.

Daher ganz klar: Finger weg!