Nettigo Air Monitor – HECA2

[Raf]

@irukard Wrzuciłbyś jakieś informacje na temat powstającej, nowej wersji modułu grzałki HECA2?

Kiedy będzie dostępna, czy w ogóle będzie dostępna?

Obecny wygląd NAM nie jest zły (przynajmniej dla mnie), choć nie ukrywam, że sama “komora” grzałki nie dodaje uroku całemu czujnikowi. Mam ze 2-3 miejsca w planach na powieszenie NAM–a, ale raczej musiałbym tam mieć HECA2, tak aby nic nie wystawało poza puszkę.

Czy to osiągalne @irukard? Moduł będzie wypuszczony na rynek?

[irukard]

@Raf

Wrzuciłbyś jakieś informacje na temat powstającej, nowej wersji modułu grzałki HECA2?

No więc… HECA2
Powstała w lipcu 2021 roku. Z grubsza działa. Jej źródła są tutaj:

https://easyeda.com/nettigo/heca-2

HECA 2 to mniejsza, tańsza i wydajniejsza wersja HECA. Zamknięta jest w aluminiowym profilu TOPMET Smart16. W środku, zamiast elementu PTC znajduje się rezystor cementowy o mocy 5W, którego wartość może być zmodyfikowana w zależności od tego jak srogie zimy występują w danym regionie. HECA 2 nie używa żadnych kabli. Mieści się w obudowie od NAM. Nie wystaje na zewnątrz.

Jak widać płytka PCB nie jest szczególnie skomplikowana.

Pewnym wyzwaniem jest równe cięcie i nawiercanie aluminiowego profilu. Ale ogólnie korzystając ze sprzętu, który mam w LABie jestem w stanie uzyskać precyzję cięcia na poziomie 0.2mm, co w tym wypadku jest w zupełności wystarczające. Wiercenie to już inna historia, ale tu na szczęście taka precyzja nie jest potrzebna.

Powietrze, które jest zasysane do komory przechodzi obok rezystora w bardzo bliskiej odległości. Aluminiowa konstrukcja dodatkowo odbija promieniowanie IR. Powoduje to, że wymiana ciepła następuje bardzo szybko. Całkowity przekrój dostępny dla powietrza to około 155 mm². Powietrze płynie obok rezystora wielokrotnie wolniej niż przez rurkę. Może się spokojnie nagrzać. Bezwładność odczytów jest też zredukowana z uwagi na małą objętość komory. Komora posiada dużą bezwładność cieplną (zarówno rezystor cementowy jak i aluminiowa obudowa się nagrzewają).

HECA2 jest na stałe lutowana do płyty głównej NAM 0.3.3. To moim zdaniem jedyna poważna jej wada, że nie ma możliwości łatwej i szybkiej wymiany modułu bez demontażu całej płyty głównej.

Jak widać jest to dość kompaktowa konstrukcja. Zostały zachowane wszystkie pożądane cechy. Rurka z SDS011 jest lekko skośnie, aby potencjalnie skroplona woda nie wpływa do czujnika. Montaż jest dużo szybszy niż w przypadku standardowej HECA.

Możliwe jest też retrofitowanie istniejących czujników. Obudowa nie wymaga poważnych modyfikacji. Potrzebny jest natomiast jakiś system przeciw insektom. Prawdopodobnie przyklejona siatka dałaby radę.

@Raf

Moduł będzie wypuszczony na rynek?

A tego nie wiem. Jak bardzo chcesz mogę Ci zbudować 2-3 prototypy z tego co mam.

[SitaR]

@irukard

W środku, zamiast elementu PTC znajduje się rezystor cementowy o mocy 5W, którego wartość może być zmodyfikowana w zależności od tego jak srogie zimy występują w danym regionie.

Bardzo ładnie wykonane. W oprogramowaniu implementujesz jakiś regulator PID/zależność liniową? Sprawdzałeś może jak wygląda pobór prądu w polskich warunkach?

[irukard]

HECA2 działa dokładnie tak samo jak standardowa HECA. Regulacją temperatury zajmuje się czujnik Sensirion SHT30-DIS-F. Niestety nie ma PID.

PID będzie dopiero w HECATe. Tam oprócz czujnika wilgotności i temperatury jest dodatkowy mikrokontroler, który realizuje PID. Ale HECATe leży na półce ze względu na problematyczny IC Chip Shortage. Za to ma kilka fajnych ficzerów.

@SitaR

Sprawdzałeś może jak wygląda pobór prądu w polskich warunkach?

W HECA2 zamontowany mam obecnie rezystor 10Ω w obudowie 5W. Przy zasilaniu 5V daje to 0.5A w momencie grzania. Ale z powodzeniem można zwiększyć wartość rezystancji i zmniejszyć pobór prądu. Bo te 2,5W ciepła, które w tej chwili wydziela to całkiem sporo jak na nasze skromne potrzeby.

Plusem użycia standardowych komponentów (jak rezystor cementowy) jest to, że rezystancję “grzałki” można modyfikować przez wymianę rezystora na inny. Więc dla 5Ω będziemy mieli 5W, zaś dla 25Ω 1W. Pozwala to na dobranie optymalnego rezystora do panujących warunków (na przykład srogie zimy z dużymi mrozami). Należy bowiem pamiętać, że SDS011 nie może pracować w ujemnych temperaturach (odczyty z SDS011 przy temperaturze poniżej -10°C są dalekie od poprawnych).

Co się zaś tyczy przyszłości HECA2 w NAM to się nie wypowiem. Ja ze swojej strony planuję zrobienie modułu grzewczego do standardowych kitów Sensor.Community. Po prostu będzie się go wpinać liniowo w obecną rurkę doprowadzającą powietrze do SDS011.

Sensor.Community niestety broni się przed grzałkami jak przed złem wcielonym. Mają swoją wizję i nie chcą aby ktoś im tę wizję zaburzał. Wydaje mi się, że jest im na rękę pokazywanie o wiele wyższych wyników pomiarów niż są faktycznie. Na moje to wygląda na jakąś formę aktywizmu, która odchodzi od nauki obywatelskiej na rzecz szokowania społeczeństwa i wymuszenia szybszych i bardziej stanowczych działań.

Jednak od pewnego czasu pojawiają się publikacje naukowe, takie jak (PDF) Comparison of a Computational Method for Correcting the Humidity Influence with the Use of a Low-Cost Aerosol Dryer on a SDS011 Low-Cost PM-Sensor pokazujące, że podgrzewanie powietrza ma sens i jest to dobra i tania metoda poprawiania jakości wyników. I moim zdaniem wprowadzenie grzałek do kitów Sensor.Community jest nieuniknione. Dlatego też powstała HECA2. Miała być mała, tania i kompatybilna z S.C. Jej użycie w NAM 0.3.3 było produktem ubocznym fazy R&D.

[Raf]

@irukard Ja bym jednak szedł w modularność. Nie ma jakiegoś płaskiego złącza, żeby zrobić możliwość prostego odłączenia i ewentualnej wymiany modułu?

[irukard]

Ja też bym szedł w modularność. Ale pracujemy z tym co mamy. Żeby moduł dało się zamontować w NAM 0.3.3 musiałem pójść na pewne ustępstwa. Wszak złącze HECA XH miało być pod kabel a nie pod cały moduł.

Złącza płaskiego w takim rastrze niestety nie znalazłem. Wszystko było sporo wyższe. Jak znajdziesz coś co ma 5 pin i raster 2.54mm i jest stosunkowo niskie, to spróbujemy go użyć.

[SitaR]

@irukard jest szansa odkupić od Ciebie jakąś sztukę HECA2?

[irukard]

Odkupić? Niestety nie. Z końcem poprzedniego roku zawiesiłem działalność. Nowy Ład mi się całkowicie nie opłacał.

[SitaR]

Czy próbowałeś zaadoptować HECA2 do czujnika Sensirion SPS30? W SDS011 sprawa była prosta, natomiast SPS30 ma dwa wloty, z czego jeden jest na krawędzi, przesunięty względem drugiego. Zastanawiam się, jak najlepiej to połączyć i uszczelnić.