Xiaomi Qingping CO₂ & Temp & RH Monitor - датчик концентрации CO₂ в помещении, от лидера рынка

Здравствуйте друзья!

Продолжаю цикл обзоров продукции компании Xiaomi Qingping. Смарт-будильник, который я обозревал на прошлой неделе, устройство — скорее универсальное. Сегодня же обозреваем то, на чём компания конкретно специализируется и утвердилась в качестве флагмана рынка — датчики качества воздуха. В данном обзоре речь пойдёт о датчике концентрации углекислого газа в помещении, температуры и влажности. Приглашаю разобраться, что это за устройство, зачем оно нужно и почему столько стоит ↓

Характеристики:

• Название: Qingping CO₂ & Temp & RH Monitor
• Вес: 129 гр
• Размер: 77 × 77 × 28 мм
• Размер дисплея: 61 × 49 мм
• Сеть: Wi-Fi (2.4ГГц), в продаже есть версии с NB-IoT и LoRa
• Bluetooth: 5.0
• Аккумулятор: Li-ion 2600мАч (18650)
• Параметры питания (зарядки): 5V⎓1A USB-C 
• Цвет: Белый
• Измерение:
• CO₂: 400 — 9999 ppm
• Температура: -20 — 50 °C
• Влажность: 0 — 99% RH

Распаковка:

Вообще, Qingping считается чем-то вроде «Apple в мире датчиков». У него строгий и консервативный дизайн, четкий экран и он идеально вписывается в любой интерьер. 

Расставим «точки над ё», говоря о ценообразовании устройства. 

Данная модель, прежде всего, позиционируется как датчик измерения CO₂ в помещении. Ну и помимо этого так же измеряет температуру и влажность. Но основной акцент, безусловно, на CO₂, на дисплее этот показатель является основным.

Многие, увидев ценник, скажут: 

«Ого, ничего себе! Я видел датчики качества воздуха „всё в одном“ от OEM-производителей за $10, так зачем же переплачивать»?!

И здесь кроется главный подвох, о котором следует знать. Большинство дешёвых датчиков — это "симуляторы" измерения CO₂ (VOC или eCO2)! Они измеряют «летучую органику» (запахи, спирты, газы). А потом по хитрому алгоритму угадывают: «Так, если в комнате стало больше пахнуть человеком, значит, и CO2, наверное, вырос». Это называется eCO2 (equivalent CO2). Но это, мягко говоря, очень условное измерение, не соответствующее реальной концентрации CO₂.

А настоящие (NDIR) — это реальное измерение концентрации. Внутри стоит инфракрасная камера. Молекулы углекислого газа поглощают ИК-излучение. Датчик буквально «видит» молекулы CO₂ и считает их. Это дорого, надежно и точно. Именно такой сенсор (от швейцарской компании Sensirion) стоит в Qingping.

Вот цены на данный датчик:

Как видим, мало того, что модуль в дефиците (срок поставки более 2 месяцев), так ещё и его цена — внушительная. От $17.95 за единицу до $13.13 при крупном опте (от 600 штук). И это только за модуль (без корпуса, дисплея, аккумулятора, системной платы, SoC, модулей связи, кабеля и упаковки). Поэтому знайте, за $10-20, настоящих сенсоров CO₂ — не бывает. Поэтому если вам реально нужен сенсор концентрации CO₂, нужно всегда это иметь ввиду.

Почему концентрация CO₂ — это важный показатель?

CO₂ (углекислый газ) — распространенное соединение, присутствующее в воздухе. Основным источником увеличения выбросов CO₂ в помещениях обычно является дыхание человека. Когда уровень CO₂ высок в небольшом пространстве, таком как комната, класс или офис, люди будут чувствовать сонливость, а так же будут испытывать когнитивные проблемы (эффективность работы мозга существенно снижается). Повышенный уровень CO₂ обычно указывает на то, что помещение плохо проветривается, что может привести к накоплению других загрязняющих веществ, а также увеличивается риск заражения вирусами, передающимися воздушно-капельным путем. Мониторинг CO₂ в торговых центрах, ресторанах и других общественных местах позволяет оценить вентиляцию помещений и уровень скопления персонала. Правильная вентиляция, например своевременное включение системы воздухообмена, может снизить концентрацию и распространение вредных веществ.

Какие уровни концентрации CO₂ могут быть в помещении?

• 350–400 ppm: Уровень свежего воздуха на улице.
• 400–600 ppm: Оптимальное качество воздуха, идеальная среда для работы и отдыха.
• 600–1000 ppm: Нормальный уровень для жилых помещений, офисов, классов.
• 1000–1500 ppm: Появляется чувство духоты, сонливость, снижение внимания и продуктивности.
• >1500 ppm: Головная боль, усталость, снижение умственной активности.
• >2000 ppm: Риск возникновения заболеваний, серьезное ухудшение самочувствия. 

CO₂ — невидимый враг. Мы привыкли следить за питанием, активностью и сном, но забываем про среду, в которой находимся 90% времени. Мы не чувствуем избыток CO₂ носом (у него нет запаха), но чувствуем его головой. 

Программное обеспечение. Установка и сопряжение

Для работы с устройством, нам нужно приложение: «Qingping IoT». Приложение, к сожалению, не имеет русской локализации, но оно очень простое и интуитивно понятное.

После установки приложения, нам необходимо пройти регистрацию. Сделать это очень просто, достаточно указать действующий адрес электронной почты и ввести в поле пароль из отправленного письма.

Затем нужно добавить устройство, выбрать нашу модель, зажать на 2 секунды кнопку сопряжения, выбрать WIFI-сеть 2.4ГГц (Bluetooth, в данном случае, используется для настройки), ввести от неё пароль и дождаться подключения. Всё сопровождается подсказками в виде изображений.

После добавления устройства, приложение сообщило о том, что доступно обновление программного обеспечения. Я сразу обновился. Это заняло несколько минут.

Так же доступно и приложение для ПК.

Программное обеспечение. Настройки

Главное окно представляет собой просмотр статистики всех собранных показаний и информации о заряде батареи.

Из настроек, нам доступно:

• Название устройства
• Группа (если устройств несколько и они в разных помещениях)
• Сигнализация. Устройство уведомляет о том, если порог какого-либо значение отклоняется от заданных вами значений.
• Интервал отгрузки данных
• Интервал записи данных
• Автоотключение при работе от аккумулятора (устройство может работать как от батареи, так и будучи всегда подключённым к сети по Type-C)
• Интервал сбора данных с датчика CO₂ при работе от аккумулятора
• Калибровка CO₂
• Цветовая индикация CO₂ на дисплее

Справа от дисплея, есть трёхцветная шкала и индикатор, в какой зоне сейчас находится значение. 

Как видите, этот показатель поддаётся регулировке. Если вы живёте в душном мегаполисе или промышленном центре, очевидно, что значения у вас всегда будут высокими. В данном случае их «рейтинг» можно откалибровать под свои условия качества воздуха.

Время автономной работы

На официальном сайте есть калькулятор приблизительной автономности, в зависимости от настроек. При хорошем WIFI-сигнале, интервале детекции CO₂ — раз в30 минут,отгрузке данных — 1 раз в час и температуре окружающей среды от 0 до 20 °C, автономность составит порядка 99 дней. Если температура будет выше 30 (до 50) °C, то этот срок сократится до 92 дней. Если температура будет ниже 0°C, срок сократится до 56 дней. 

При детекции CO₂ в режиме реального времени с отправкой значения каждые 10 минут, автономность — 6 дней при 20°C, 5 дней при жаре и 3 дня при морозе. Но в таких условиях, разумеется, разумней использовать проводное питание, а аккумулятор будет выступать в качестве резервного источника. 

Home Assistant

UPD. Попробовал интеграцию MQTT — ничего сложного, работы на 10-15 минут. Работает через WIFI и облако.

Однако так же доступен более традиционный, локальный способ:

В отличии от мобильного приложения, подключение к Home Assistant происходит не через WIFI, а через BLE-сеть. Можно использовать встроенный в одноплатный компьютер (тв-бокс) адаптер (или USB), если покрытие позволяет, а так же ESP32 в качестве BLE-прокси (ESPHome). Лично я предпочитаю ESP32-C3 Supermini за ~$1.5

После включения, устройство автоматически было обнаружено Home Assistant и успешно добавлено. При этом, никаких дополнительных настроек не потребовалось.

Какие сценарии работы с Home Assistant?

Безусловно, это автоматизации. Если уровень углекислого газа в помещении вырос, значит очевидно его нужно уменьшить естественным способом — обеспечением циркуляции и насыщением свежим воздухом. Это может происходить в ручном режиме (устройство подало сигнал — вы открыли окно и проветрили), но может происходить и автоматизированно. К примеру, если у вас стоит электрический доводчик для окна, можно обеспечить умное проветривание, сохранив баланс между температурой и уровнем углекислого газа. Если приточная или бытовая вентиляция — можно оптимизировать ресурсы и включать/отключать её именно тогда, когда в этом есть реальная необходимость. В общем реализация ограничивается лишь вашей фантазией, необходимостью и ресурсом.

Выводы

Устройство получилось очень удачным. Оно нишевое (основная цель — именно измерение концентрации углекислого газа), но тем, кому данного показателя (в паре с температурой и влажностью) — достаточно, это оптимальная инвестиция в обеспечения качественного воздуха в помещении. Кому оно нужно: родителям маленьких детей, «удалёнщикам», офисным работникам, мелкому и среднему бизнесу. Кому не нужно: тем, у кого окна всегда нараспашку и кто живёт если не в сосновом бору, то в местах с хорошим и чистым воздухом. Из преимуществ: надёжный специализированный бренд, настоящее измерение концентрации углекислого газа, качественные компоненты (дорогой сенсор швейцарской компании Sensirion), чёткий и крупный дисплей, стильный консервативный дизайн, который впишется в любой интерьер, а так же высокая автономность. Фото разборки — не моё (из интернета), однако можно заметить съёмный элемент питания 18650 в «холдере». Это означает, что со временем, при его деградации, его можно без пайки, словно батарейку, заменить на другой, к примеру более ёмкий (напомню, в устройстве стоит элемент на 2600мАч, а 18650 существуют ёмкостью до 3600мАч, то есть при необходимости можно увеличить автономность почти на 30%). Моя версия на WIFI, но существуют и более специфические, на LoRaWAN иCMCC NB-IoT. В версии NB-IoT включена подпискана 6 лет с трафиком 50мб в год. Из недостатков — функционал ограничен измерением CO₂, температуры и влажности. Однако, напомню, устройство нишевое и профессиональное. Его цель — оценивать концентрацию углекислого газа в помещении и при этом работать максимально автономно. Кому этого достаточно — останется довольным. Кому этого не достаточно — существуют более универсальные и интересные рядовому человеку, модели Qingping (но они дороже). С ними мы тоже обязательно познакомимся в продолжении цикла обзоров устройств компании и каждый, кому тема оценки качества воздуха — важна, в итоге, сможет выбрать то устройство, которое подходит ему больше всего, как с функциональной, так и с финансовой точки зрения.

UPD касаемо 18650

Видимо существуют разные ревизии. Нашёл и такую, где аккумулятор не в холдере, а с выносным проводом.

Продукт в официальных магазинах производителя:

> — Алиэкспресс Россия ---<

> — Aliexpress international ---<

> — Официальный сайт Qingping ---<

Я прикладываю максимум усилий, чтобы мои обзоры были полезными и интересными. Если этот обзор Вам понравился — поддержите его пожалуйста плюсом, мне будет очень приятно. А ещё — это отличная мотивация для меня писать ещё больше и качественней для Вас. Если остались вопросы — пишите, все комментарии я читаю и стараюсь по возможности отвечать. Конструктивная критика так же приветствуется.

Всем хорошего настроения, позитива, добра и мира!