Как устроена домашняя метеостанция

09 Oct 2019
86

В продолжение разговора об устройствах для мониторинга здоровья поговорим о домашней метеостанции: что это такое и как устроена. Это прибор, который мониторирует окружающую обстановку – воздух, качество воздуха, температуру, давление. Все рассматриваемые параметры крайне важны для нашего здоровья.

Метеостанции бывают разных видов. К примеру, она может определять содержание в воздухе мелких твердых частиц, формальдегида, углекислого газа, органических летучих веществ. Внизу отображается температура и влажность воздуха, а на основном экране – разные параметры. Можно в реальном времени наблюдать за уровнем углекислого газа и его динамикой.

Изнутри метеостанция может выглядеть как анализатор: там есть плата, на которую напаяны разного рода газовые сенсоры, определяющие различные типы газов. В нем могут находиться два вентилятора, которые забирают и в дальнейшем прогоняют этот воздух, анализируя содержание твердых частиц. Есть еще анализатор, который определяет только твердые частицы 2,2-10 нанометров. Важный момент, что у таких устройств всегда встает вопрос об энергопотреблении, т.к. они всегда крутят вентилятор, и от батарейки длительное время работать не могут. Интересно, что устройство имеет bluetooth-подключение и может в процессе передавать данные в смартфон и строить там график.

Есть метеостанция, которая в принципе аналогична этой, но обладает иным форм-фактором. Она может быть без экрана и работать только с приложением. На плате, которая находится в приборе, могут быть напаяны разные датчики. Если для определения твердых частиц, то датчик будет довольно большой, если для температуры или анализа каких-то газов, то совсем крошечные.

Рассмотрим, какие параметры мы можем контролировать с помощью этого устройства. Первый очень важный параметр – это твердые наночастицы, которые летают в воздухе и могут негативно сказываться на нашем здоровье. Есть наночастицы с обозначением 2,5 – значит, до 2,5 микрометров, а есть чуть побольше – до 10 микрометров. В домашней метеостанции есть моторчик, который пропускает воздух через прибор. Внутри стоит лазерный датчик, который анализирует эти микрочастицы, фиксируя колебания, или рассеянность этого света. Будучи предварительно настроенным, он может определить количество этих частиц в некоторой единице объема воздуха.

Следующий параметр – содержание углекислого газа, формальдегида, летучих органических веществ в воздухе. Это так называемые газоанализаторы, которые могут работать по разным схемам. В рамках одной из них измерения происходят оптическим методом: в таком случае имеется излучатель света и фильтр, который отсеивает свет на заданной длине волны. Далее происходит фиксация того, сколько света пришло на матрицу детектора, и благодаря определенной калибровке можно точно измерить, сколько тех или иных газов содержится в воздухе.

Среди других измеряемых показателей может быть температура воздуха внутри помещения и за окном, если датчики выносные. Датчики могут быть проводные, а могут работать по Wi-Fi или другим каналам связи.

Интересный показатель – электромагнитное излучение. Мы его можем снижать или добавлять, убирая или добавляя электрические приборы. Каждый электрический прибор формирует свое электромагнитное излучение, и мы определенным образом можем на него влиять в процессе обустройства помещения.

Другой параметр – уровень внешнего шума, который воздействует на нас в течение дня. Сейчас это отдельный тренд, т.к. даже компания Apple в новых часах Apple Watch сделала отдельное меню для отслеживания уровня внешнего шума.

Среди недостатков, а вернее – особенностей можно выделить то, что в ряде устройств – к примеру, прогоняющих воздух и измеряющих твердые частицы – работа всегда происходит в режиме реального времени, что требует непрерывного энергопотребления. Такое устройство либо подключается к розетке и непрерывно вращает вентилятор, либо работает на батарейке непродолжительное количество времени. К примеру, Вы принесли устройство в офис, провели измерения и выключили прибор.

Важно, чтобы вся эта система работала совместно с «умным домом», благодаря чему мы можем видеть нужные данные у себя на смартфоне, анализировать, включать искусственный интеллект, который сигнализирует о том, что у нас есть какие-то отклонения по определенному параметру: допустим, превышен уровень формальдегида или летучих веществ у нас дома, и мы можем что-то с этим сделать. Дело в том, что когда это отображается только на экране, то это не очень удобно, потому как мы не всегда можем вовремя отреагировать на какие-то вещи. Подключение к Wi-Fi и подключение к хабу для «умного дома» крайне важно, потому что формирует экосистему, которой можно управлять.

Стоимость домашней метеостанции невысока: до 5 или, как максимум, 10 тысяч рублей. Таких устройств много на «Алиэкспрессе» и даже европейского производства – в Рунете. Однако нужно понимать, что найти устройства с полным набором параметром может быть непросто: как правило, измеряются или твердые частицы, или температуры и давления, или содержание газа. Уже появляются устройства, которые максимально наполнены датчиками, будучи своего рода многофункциональными мультитулами.