Zkraje roku jsme v našem seriálu o programování elektroniky rozkuchali laciné čidlo pevných částic Ikea Vindriktning a vyměnili řídící jednotku za čip s Wi-Fi. Vindriktning je totiž sice roztomilá bílá krabička s čelními LED, které jako semafor oznamují, jestli je čas vyvětrat, ale má to jednu podstatnou vadu na kráse.
Samotný čínský senzor Cubic PM1006, který má měřit koncentraci částic typu PM2.5, je totiž z hlediska přesnosti měření spíše parodie a Vindriktning hlavně svítící paráda pro děti, která spolehlivě zrudne až tehdy, když v pokoji začnete brousit starou omítku, anebo utírat pár týdnů zanedbaný prach z polic. Na to ale nepotřebujete čidlo.
Podívejte se na čidlo a čističku vzduchu s Wi-Fi a ostrý test:
Vindriktning dejte dětem na hraní
Chtěli jsme si proto pohrát s něčím pro alergiky a astmatiky, co bude splňovat poněkud vyšší kvalitativní laťku, načež nám jako na zavolanou přistála v redakci velká krabice od ostravského specialisty na teploměry a meteostanice GARNI.
Pravidelní čtenáři si možná vzpomínají na tuto vyzbrojenou mašinu pro amatérské meteorology s Wi-Fi, kterou jsme si vyzkoušeli před čtyřmi lety, no a v Ostravě se od té doby pustili i do měření kvality vzduchu a jeho čištění.
Ostravská odpověď GARNI 210T OneCare
Nejprve jsme z krabice vylovili jejich odpověď na Vindriktning: bílou plastovou kostku s oblými rohy 210T OneCare. I ta je vyzbrojená efektním LED semaforem, namísto čela ale zeleně, oranžově nebo červeně září zadní rám. Přední stěnu naopak vyplňuje barevný TFT LCD.
Meteokostka 210T s barevným TFT LCD a zadním semaforem pevných částic
Za tuto parádu si pochopitelně připlatíte, 210T je totiž k mání za 2 489 korun. Za tuto částku dostanete jednoduchou meteostanici, která vedle PM2.5 měří i další údaje:
- Teplotu vzduchu
- Vlhkost vzduchu
- Koncentraci hrubých částic PM10
- Koncentraci jemných částic PM2.5
- Koncentraci velmi jemných částic PM1.0
Co to vlastně je PM
PM je sice zkratkou pro ledacos včetně Panny Marie, v našem případě se ale samozřejmě jedná o pevné prachové částice (particulate matter). Zkratku doplňuje jejích rozměr v dané kategorii:
- Částice PM10 mají velikost do 10 µm a jejich zdrojem v místnosti mohou být třeba laky na vlasy, kamna, krby, svíčky apod. Mohou projít přes nosní sliznice a usazovat se v průduškách
- Částice PM2.5 mají velikost do 2,5 µm a v bytech to je zpravidla pyl, nejrůznější spory a organické pozůstatky vznášející se ve vzduchu. Mohou se dostat až do plicních sklípků
- Částice PM1.0 mají velikost do 1,0 µm a může to být ten zdaleka nejjemnější prach, částice zplodin, bakterie a viry. Mohou se dostat do těla a jejich zachycení je zdaleka nejsložitější
Koncentraci pevných částic udáváme zpravidla v µg/m³, přičemž tuzemské normy stanoví u PM10 limit 50 µg/m³/den a u PM2.5 20 µg/m³/den.
Na baterii, nebo na USB
Kostku může pohánět buď vnitřní lithiový akumulátor, anebo běžný microUSB zdroj. Bateriový provoz oceníte v okamžiku, kdy budete chtít změřit koncentraci na místě, kde chybí zdroj elektřiny, plného výkonu docílíte ale až po připojení k USB.
Napájecí konektor microUSB je na horní stěně, takže kabel bude rušit
Dobrý dojem z oblé bílé krabičky, která by jinak perfektně zapadla i do obývacího pokoje, trošku kazí poněkud nelogické umístění napájecího konektoru na její horní stěnu, takže z ní bude trčet kabel.
Kostku připojíte k Wi-Fi
Po připojení stabilního napájení může čelní displej nepřetržitě ukazovat hodnoty a zadní LED semafor indikovat stav vzduchu v místnosti, kostku ale především připojíte k 2,4GHz Wi-Fi, aniž by se do rána nevybila.
A Wi-Fi se opravdu hodí, slouží totiž k napojení 210T OneCare do systému chytré domácnosti.
Chytrá domácnost Tuya
Ostraváci – stejně jako Lidl, Sencor, Tesla a mnoho dalších – vsadili na čínský ekosystém pro chytrou domácnost Tuya. Nebojte se, má servery i na území Evropské unie a hlavně je stále rozšířenější právě u menších značek, u kterých by nemělo moc smysl vyvíjet vlastní izolovaný systém.
Detektor pevných částic 210T v apliakci Tuya Smart
Byť Tuya kvůli svému původu pochopitelně budí emoce, pravdou zůstává, že ji dnes přinejmenším u některých produktů podporují i velcí západní výrobci včetně Philipsu. Dohromady jich je bezmála 9 000.
Po aktivaci Wi-Fi tedy spárujete meteostanici s mobilní aplikací Tuya Smart pro Android a iOS a budete v ní moci číst aktuální údaje od teploty vzduchu po koncentraci pevných částic v místnosti.
Jednoduchá historie měření PM2.5, nastavení a přehled ostatních zařízení v Tuya
Snadná automatizace
Podstatou chytré domácnosti je ale propojování dílčích komponent a jejich automatizace. Co to znamená v praxi? Tuyu jsme si optikou domácího kutila a vývojáře vyzkoušeli už letos v létě, když jsme z příkazové řádky ovládli lacinou mobilní klimatizaci od Sencoru. No, a právě tu bychom mohli nepřímo propojit i s čidlem 210T.
Tvorba scénářů pro automatizaci
V Tuye totiž můžete vytvářet scénáře ve stylu IFTTT: když se něco stane, něco proveď, přičemž jedním takovým scénářem by mohl být třeba povel:
Když krabička GARNI 210T OneCare změří teplotu nad 25 °C, spusť klimatizaci Sencor
Čidla od švýcarského Sensirionu
Jak už jsme si řekli výše, laciný Vindriktning používá nepříliš kvalitní čidlo PM2.5 z Číny a je dobrý leda tak tomu, aby sdělil informaci na úrovni: vyvětrej × nevyvětrej. A to ke všemu jen tehdy, pokud na tom bude místnost fakt hodně špatně. Na stranu druhou, za tři stovky prostě nemůžete dostat nic lepšího.
Jednotka 210T OneCare je v tomto směru poněkud vyšší liga, v nitru je totiž osvědčené laserové čidlo od švýcarského Sensirionu. Tuto značku zná každý pravidelný čtenář našeho seriálu o programování elektroniky, s čipy od Sensirionu jsme totiž v Arduinu pracovali už mnohokrát. Třeba s kombinovanými teploměry a vlhkoměry řady SHT3x.
Sensirion nakonec kostka používá i pro měření teploty a vlhkosti vzduchu. V tomto případě se jedná o model SHT20.
Kvalitní čidla nejsou samozřejmost
Dovolím si osobní poznámku. Spotřební elektroniku v redakci pitváme docela často, a i u velkých jmen mnohdy narážíme jen na základní, staré, nebo poměrně neznámé elektronické díly, které jsou daní za rigidní vývoj a hledání marže, kde se dá.
Zatímco domácí kutil pořídí za pár stovek prototypovací desku s nejnovějším čipem na trhu (teď je to kvůli krizi samozřejmě složitější), v komerčním produktu za tisíce bývá schované čidlo z dob uhlí a páry a mnohdy s nedohledatelnou dokumentací a původem.
Každé dvě sekundy nové měření
Drobná bílá krabička je zároveň poměrně rychlá, což bohužel také nebývá pravidlem. Všechny fyzikální veličiny měří s dvousekundovou frekvencí, takže může zareagovat prakticky okamžitě.
K čemu je takové tempo dobré – kdo proboha zírá na displej pokojového teploměru každých pár sekund? Nejspíše nikdo a ani já nebudu výjimkou, nízká latence je ovšem skvělý začátek pro výše zmíněnou automatizaci.
Díky vysoké frekvenci měření se změna projeví prakticky okamžitě
Pokud 210T OneCare neustále aktualizuje data a po připojení do ekosystému Tuya je průběžně posílá i na server, může s minimálním zpožděním spustit některou z naplánovaných operací.
Třeba dát povel čističce, která pak začne filtrovat vzduch v místnosti hned na začátku, a nikoliv až poté, co byt či dům zamoří pyl, prach, aerosol těkavých organických látek, kovidem nakažený a kašlající pacient nebo jiný zlořád.
Čistička vzduchu GARNI 15T OneCare
No, a přesně taková čistička vyplňovala zbytek krabice z Ostravy, abychom si totiž mohli napojení na Tuyu a vzájemnou spolupráci dvou různých produktů vyzkoušet v praxi, GARNI přibalilo ještě menší model 15T OneCare určený pro čištění místností s výměrou do 24 m². Čističku pořídíte za 4 920 korun.
Pokojová čistička vzduchu s Wi-Fi 15T
Čistička je opět vybavená Wi-Fi a možností připojení do systému Tuya, takže ji můžete ovládat v telefonní aplikaci a automatizovat s dalšími prvky chytré domácnosti.
Skrze Tuya lze nakonec čističku napojit i do systémů od Googlu (Google Home), Amazonu (Alexa) a ovládat ji z jejich aplikací a hlasových asistentů. Podívejte se na stručné představení obou krabiček v úvodním videu.
Ovládání čističky v aplikaci Tuya Smart a Google Home
Šest filtrů
Co se čistící výbavičky týče, 15T OneCare je vybavený šesti filtry:
- Základním sítem předfiltru
- Filtrem s aktivním uhlím
- Filtrem studené katalýzy
- Antibakteriálním filtrem
- HEPA filtrem
- Ionizátorem
Filtry jsou kombinované a modulární pro jejich snadnou výměnu a tvoří sendvič několika vrstev schovaných pod čelním krytem čističky.
Filtry jsou spotřební zboží, a tak je můžete snadno vyměnit
Zatímco předfiltr zachytí chlupy a další velký odpad, kombinovaný filtr s aktivním uhlím a studenou katalýzou zase pachy, kouř a aerosoly formaldehydu, benzenu nebo amoniaku.
Neřád, který projde i druhou obranou, se pokusí zachytit třetí kombinovaná vrstva antibakteriálního a HEPA filtru. Měl by pohltit bakterie, větší viry, plísně, nejdrobnější prach, pyly a další alergeny.
Postupné odstranění všech filtrů, které se na sebe kupí jako sendvič
Poslední instancí je vnitřní ionizátor, který pomocí ionizace vytváří anionty kyslíku (záporně nabité ionty), které na sebe navážou poletující částice s kladným nábojem. V ideálním případě tedy opět částečky kouře, virů, bakterií a polétavý prach.
Ionizátor je ve výchozím stavu vždy aktivní, po spárování s aplikací Tuya jej ale můžete v mobilu deaktivovat.
Státní zdravotní ústav: Čistí na 99,3 %
Funguje to vůbec? Díky tomu, že nám do redakce dorazily dva samostatné produkty, mohli jsme na rychlém čidlu 210T zaregistrovat pokles hodnot prakticky v řádu jednotek sekund poté, co jsme spustili čističku.
A jelikož máme v našem bezedném redakčním kutilském skladu i laserové prachové čidlo Sensirion SPS30, pokles koncentrace prachových částic jsme zaregistrovali i na něm.
Horní rám vyplňuje jednoduchý displej
Abychom tu ale měli černé na bílém i nějakou opravdovou autoritu než jen Kubu Čížka a jeho bastlířskou dílnu, GARNI poslalo model 15T OneCare do Státního zdravotního ústavu. Co se k nám dostalo, s čističkou tam akademici dělali psí kusy včetně testu ve stylu: „na návštěvu přijel strýc Arnošt, který bez cigaretového dýmu nevydrží ani pět minut,“ aby nakonec dostala razítko s baťovskou účinností 99,3 %.
Dynamický automatický režim
Čističky vzduchu bývají z principu funkce docela hlučné, plyn totiž musí skrze hutné filtry protáhnout výkonný bezkartáčový elektromotor. A skutečně, když spustíte 15T na plné obrátky, dá o sobě docela vědět. V takovém případě dokáže zařízení spalovat až mezi 40-50 W elektrické energie.
Čistička má tři rychlosti ventilátoru
Na stranu druhou, k dispozici jsou tři úrovně ventilátoru, a hlavně automatický režim, který nastaví otáčky podle údajů z vnitřního PM2.5 detektoru Luftmy. V praxi tedy po spuštění v automatickém režimu čistička nejprve zvýší otáčky na maximum, během několika desítek sekund v běžné místnosti ale klesnou na nejnižší rychlost a příkon zhruba na 20-25 W.
U horního výdechu stále ucítíte zřetelný proud vzduchu, pokud si ale čističku nepostavíte hned vedle postele, ventilátor prakticky neuslyšíte. Jednotka pak může filtrovat vzduch i během noci, což ocení zejména alergici, kteří chtějí v létě větrat, nebo obyvatelé bytových domů poblíž rušných komunikací.
Čistička je v automatickém režimu, změřila nízkou koncentraci okolo 6 µg/m³ PM2.5, a tak snížila otáčky ventilátoru na minimum. Prakticky nejde vůbec slyšet
V pohotovostním režimu s aktivní Wi-Fi pro ovládání skrze mobil a s napojením do systému Tuya jsme změřili příkon okolo 0,9 W.
Nechybí časovač a plánování spouštění
Samotná čistička sice nepodporuje automatické spouštění v případě překročení určité koncentrace částic, v aplikaci Tuya ale můžete nakonfigurovat detailní časový plán a v případě umístění třeba na pracovišti nastavit spouštění na 8:00 a vypínání na 19:00.
Nastavení časového spouštění a vypínání
Na dálkovém ovladači nakonec nechybí volba pro naplánování vypnutí čističky po uplynutí 1-8 hodin.
Integrační scénáře Tuya
Pokud budete chtít docílit automatické aktivace čističky jen v případech, kdy koncentrace prachových částic překročí určitou mez, musí ji měřit nějaké další čidlo napojené do chytré domácnosti Tuya, respektive Google Home a Alexa, pokud takový scénář nabídnou.
Plánování scénářů v systému Tuya, který propojí data a akce různých zařízení
Takže pokud jsme si výše ukázali, že by meteostanice 210T mohla při zvýšené teplotě skrze Tuyu aktivovat klimatizaci, stejně tak by mohla při překročení koncentrace pevných částic spustit právě čističku:
Když krabička GARNI 210T OneCare změří PM2.5 nad 50 µg/m³, spusť čističku GARNI 15T OneCare
Druhou možností, jak docílit průběžného spouštění čištění vzduchu podle potřeby a bez dalších zařízení, je onen automatický režim aktivní po celý den, ačkoliv zde je třeba připomenout, že permanentní běh zároveň o to dříve zanese výměnné filtry.
Síto předfiltru snadno očistíte pod tekoucí vodou (výrobce doporučuje každých 320 hodin provozu), funkci dvojice kombinovaných filtrů za ním pak výrobce garantuje po dobu 1 500 hodin, což odpovídá 62 dnům nepřetržitého provozu.
Funguje to
Obě zařízení nám v redakci fungovala na jedničku a hlavně rychle reagovala na změny. Když jsme simulovali nejrůznější situace – třeba použití lepidla ve spreji – kostka 210T zareagovala zvýšenou koncentrací pevných částic aerosolu během několika jednotek až desítek sekund a vyslala povel ke spuštění čističky.
V tomto případě je limitem hlavně rychlost zpracovávání scénářů ze strany Tuya, která slibuje reakci do 30 sekund. Bez použití externího čidla nicméně svižně zareagovala i samotná čistička s jednodušším PM2.5 čidlem a v automatickém režimu a zvýšila otáčky.
Pokud vás tedy trápí vzduch plný prachu a hledáte něco lepšího než základní Vindriktning a jednoduchá čistička od Ikei, mašiny od ostravského GARNI jsou jednou z možností.