Saubere Luft sichtbar machen: Luftqualitätsüberwachung mit Arduino und Raspberry Pi

Gewähltes Thema: Luftqualitätsüberwachung mit Arduino und Raspberry Pi. Lass uns gemeinsam lernen, wie preiswerte Sensoren, clevere Mikrocontroller und ein Hauch Neugier uns helfen, unsichtbare Luftschadstoffe zu verstehen. Abonniere unseren Blog, stelle Fragen und teile deine Messabenteuer!

Warum Luftqualität zählt: Grundlagen und Messgrößen

Feinstaub liegt in winzigen Partikeln vor, die tief in die Lunge dringen können, während VOC gasförmige, oft geruchsintensive Verbindungen sind. CO₂ ist kein Schadstoff per se, aber ein Indikator für Frischluftaustausch. Verstehe diese Größen, um sinnvoll zu handeln.

Warum Luftqualität zählt: Grundlagen und Messgrößen

Laser-Partikelsensoren wie PMS5003 oder SDS011 zählen Partikel, NDIR-Sensoren wie SCD30 messen CO₂ optisch stabil, und MOS-Sensoren wie MQ-135 oder BME680 reagieren auf VOC. Jede Technologie hat Stärken, Grenzen und Kalibrierbedarfe.

Arduino als Messherz: Verkabeln, Coden, Loslegen

Verbinde Partikelsensor, CO₂-Modul und Kombisensor für Temperatur und Luftfeuchte über UART oder I²C. Achte auf stabile 5V beziehungsweise 3,3V, entkopple mit Kondensatoren und halte Kabel kurz, um Störungen und Messrauschen zu vermeiden.

Arduino als Messherz: Verkabeln, Coden, Loslegen

Ein kompakter Sketch liest zyklisch Messwerte, prüft Plausibilität und gibt strukturiertes JSON aus. So kannst du später nahtlos auf MQTT, SD-Karte oder ein Funkmodul wechseln. Kommentiere deinen Code großzügig, damit du später schneller iterierst.

Arduino als Messherz: Verkabeln, Coden, Loslegen

Ein durchdachter Luftkanal verhindert Wärmestau vom Mikrocontroller und verbessert die Partikelmessung. Platziere die Station fern von direkter Hitze, in Atemhöhe und abseits von Fensterzügen. Bitte Fotos deiner Aufbauten in den Kommentaren teilen!

Arduino als Messherz: Verkabeln, Coden, Loslegen

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Raspberry Pi als Datenhub: Speichern, Visualisieren, Teilen

InfluxDB und Grafana: Klarheit in Kurven

Installiere InfluxDB für Zeitreihen und erstelle in Grafana Dashboards mit PM2.5, CO₂, Temperatur und Feuchte. Lege sinnvolle Achsen an, nutze Annotationen für Ereignisse wie Lüften, und vergleiche Tages- mit Wochenmustern für bessere Einsichten.

Datenerfassung mit Python und MQTT

Ein leichtes Python-Skript liest serielle Werte, prüft Grenzen, und publiziert sie via MQTT. So integrierst du Home Assistant oder Node-RED. Nutze virtuelle Umgebungen, Logrotation und systemd, damit dein Collector stabil rund um die Uhr läuft.

Netzwerk, Sicherheit und Fernzugriff

Aktualisiere regelmäßig, aktiviere SSH mit Schlüsseln, setze eine Firewall, und trenne IoT-Geräte in ein eigenes VLAN. Mit Tailscale oder WireGuard erreichst du dein Dashboard sicher von unterwegs. Teile Screenshots und Erfahrungen gern mit der Community.

Bessere Daten durch Intelligenz am Rand

Exponential Moving Average reduziert Rauschen ohne Trends zu verschlucken. Ein Kalman-Filter kombiniert Sensormessung und Modellannahmen. Beginne einfach mit EMA, dokumentiere Parameter, und vergleiche Original- mit geglätteten Signalen im Dashboard.

Bessere Daten durch Intelligenz am Rand

Kurzzeitige Spitzen durch Staubsaugen oder Kochen sind normal. Markiere solche Ereignisse mit Schwellen, Medianfenstern oder Hampel-Filtern. Notiere Kontext in einem Logbuch, damit du Muster erkennst und echte Probleme nicht mit Alltag verwechselst.

Praxisstory: Meine Balkonstation, die Nachbarn neugierig machte

Beim Zusammenbauen der ersten Station roch die Küche nach Flussmittel, die Katze beobachtete skeptisch, und der PMS5003 blinkte erwartungsvoll. Nach Stunden stand ein wackliges Gehäuse – und die ersten Werte erzählten sofort spannende Geschichten.

Mit einem kleinen Solarpanel, Laderegler und wetterfestem Gehäuse wird deine Station mobil. Achte auf UV-beständige Materialien, tropfsichere Öffnungen für Luftstrom und einen abschließbaren Mast. Zeige uns deine Outdoor-Lösungen im Kommentarbereich.

Ausbauen, Automatisieren, Alarmieren

Richte Schwellen in Home Assistant ein, versende Push-Mitteilungen oder trigger Lüftungsanlagen über MQTT. So wird aus Beobachtung echte Handlung. Teile deine besten Automationen, damit andere sie nachbauen und verbessern können.