Prévention des moisissures avec l'Envy AZ - Partie 1

L'article de blog suivant nous a été envoyé par l'auteur invité Niklas Heinzel. Amusez-vous à le lire et à vous l'approprier :

La première partie de cette série de blogs porte sur l'utilisation du panneau de développement environnemental AZ-Envy pour la prévention précoce des moisissures dans les espaces de vie. Nous allons d'abord examiner les bases de la prévention des moisissures, ainsi que les approches techniques pour résoudre ce problème.

Tout d'abord, il faut être conscient des dommages sanitaires et financiers causés par l'infestation des espaces de vie par les moisissures. Ce n'est pas seulement le matériau de construction qui est touché, mais aussi la personne qui en subit les conséquences sanitaires. Des conséquences telles que la rhinite (inflammation chronique des muqueuses nasales), le développement d'allergies de type 1, des crises d'asthme et une probabilité généralement accrue de souffrir d'une maladie respiratoire sont envisageables.

Selon une étude de l'ESS (European Statistical System), on estime que 13,1 % de la population des 28 États membres de l'Union européenne vivait en 2019 dans un logement présentant des fuites au niveau du toit, de l'humidité dans les ponts thermiques ou un pourrissement général. Ces statistiques montrent clairement, y compris pour l'Allemagne (12 % de la population totale), que le risque de moisissure est particulièrement élevé dans ces bâtiments et qu'une grande partie de la population de l'UE serait exposée à des spores dangereuses pour la santé.

A cela s'ajoute bien sûr une charge financière supplémentaire, qui peut atteindre rapidement 190€ par mètre carré pour l'analyse, l'enlèvement et la remise en état du site de croissance par une entreprise spécialisée. Surtout à des stades avancés de croissance, parce qu'ils ont été cachés/favorisés par des meubles, par exemple, plusieurs mètres carrés peuvent être infestés en même temps.

Source: regine szewzyk / umweltbundesamt

Source : Regine Szewzyk / Agence fédérale de l'environnement

Certains projets de bricolage sont probablement plus gadgets que des circuits électroniques pratiques et applicables. Par conséquent, ce projet porte sur un sujet pertinent pour la société, avec des avantages pratiques concrets, et devrait servir d'inspiration pour d'autres inventions susceptibles de rendre service à la société.

Pour mettre au point un outil de prévention efficace à la fin de cette série de blogs, les bases sont très importantes :

Dans les milieux spécialisés, il est recommandé de maintenir en permanence l'humidité relative en dessous d'une valeur de ≤ 70 % afin d'éviter la formation des types de moisissures les plus connus. Dans les espaces de vie conformes aux dernières normes, une humidité relative de 40 % est toutefois la règle, notamment pour rendre l'air que nous respirons agréable et confortable.

L'humidité relative indique le degré de saturation de l'air en pourcentage (%). Plus la température est basse, moins l'air peut absorber d'humidité, c'est-à-dire que lorsque la température baisse, l'humidité relative augmente (alors que l'humidité absolue en g/m³ reste la même) et vice versa. Cela signifie qu'à une humidité ambiante normale, il existe déjà un risque de développement de moisissures dans les endroits plus froids sans qu'il y ait formation de condensation.

Les experts supposent que les spores gagnent de l'humidité à partir de l'air ambiant pendant la germination et ne peuvent absorber l'humidité du matériau de construction qu'après la formation du mycélium. La formation de rosée ou de condensation sur les surfaces a également un effet particulièrement accélérateur de croissance.

En combinaison avec le facteur température, il apparaît clairement qu'à une humidité intérieure prolongée de 60-65 %, il est fortement conseillé de chauffer et de ventiler régulièrement. Cela est dû au transport de l'eau pendant la ventilation, ainsi qu'à la température de l'air intérieur. L'air extérieur froid qui pénètre dans l'intérieur lors de la ventilation absorbe l'humidité lorsqu'il est réchauffé. Celle-ci est ensuite à nouveau évacuée vers l'extérieur avec l'air réchauffé et peut ainsi provoquer une déshydratation même par temps de pluie.

Plus l'air est froid, plus il peut absorber d'eau lorsqu'il est chauffé. Cet effet s'explique par le fait que la vitesse moyenne des molécules dans l'eau et dans l'air ambiant augmente avec la température. Ainsi, davantage de molécules de H2O peuvent se dissoudre de l'eau contenue dans la pièce et passer dans l'air. En outre, il est recommandé d'ouvrir les fenêtres en ventilation transversale, c'est-à-dire qu'une ou plusieurs fenêtres opposées sont ouvertes complètement afin que l'air puisse circuler dans toute la maison.

La combinaison d'un mauvais comportement de l'air et du chauffage, qui entraîne une température basse et une humidité élevée, a un effet problématique. Pour garantir une protection complète, j'ai également utilisé comme facteur supplémentaire important la température du point de rosée, qui décrit la température de surface à laquelle la condensation commence à se former sous forme d'eau sur les murs. Cette humidité sur les murs est le terreau des moisissures. On parle donc de température de point de rosée lorsque les gaz de combustion sont tellement saturés en vapeur d'eau lors de leur refroidissement que la condensation de la vapeur d'eau commence lorsque la température descend en dessous de la température de point de rosée. Pour un climat d'habitation sain, une humidité relative d'environ 50 % devrait être présente dans l'air ambiant chaud de 20 °C. La température du point de rosée est calculée comme suit :

Calcul de la température de point de rosée La température du point de rosée calculée est la température exacte de l'air qui doit être inférieure à la pression inchangée pour que la vapeur d'eau se sépare sous forme de rosée ou de brouillard et que l'humidité relative soit de 100 %.

Ce dépôt est le terreau des moisissures et doit être évité à tout prix, ainsi que mis en relation avec la température ambiante actuelle (Ti).

De cette façon, les bases techniques du bâtiment seraient collectées, ce qui sert d'approche à la prévention des moisissures. C'est pourquoi, lors du débat technique, il faut essayer de mesurer la température de l'air ambiant, l'humidité relative (<65%) et la température du point de rosée (< température de l'air ambiant). Ces valeurs doivent être évaluées et stockées automatiquement.

La carte de développement AZ-Envy est très bien adaptée à cet objectif, car elle offre toutes les fonctionnalités nécessaires à notre projet. Voici un petit schéma montrant les composants de la carte :

Envie AZ

Il y a d'abord le capteur de gaz MQ-2. Celui-ci peut émettre des changements dans la composition de l'air ambiant sur la base d'une valeur analogique calibrée par rapport à l'air extérieur. Aucun gaz spécifique n'est détecté en tant que tel, seule une concentration accrue et éventuellement nocive des gaz H2, GPL, CH4, CO, alcool, fumée et propane peut être détectée. L'idée est de l'utiliser comme un capteur de qualité de l'air ambiant pour encourager un nouvel intervalle de ventilation.

Le capteur SHT30-DIS-B est utilisé pour mesurer la température et l'humidité relative de l'air ambiant. Malgré son format extrêmement petit de 2,35 x 2,35 mm, il peut mesurer l'humidité relative en % (± 1,5 %) et la température en °C (± 0,1 °C) de manière extrêmement précise et communiquer facilement avec l'ESP12-F via I2C.

Grâce à ces capteurs, on peut non seulement mesurer la température de l'air ambiant, l'humidité relative et la température du point de rosée, mais aussi encourager une ventilation accrue.

En préparation de la partie 2 de ce blog, une carte AZ Envy devrait être disponible, ainsi qu'un adaptateur FTDI pour télécharger le sketch sur l'ESP12F.

Pour pouvoir programmer la carte, sélectionnez la carte Generic ESP8266 sous Outils et conservez les paramètres par défaut. Après avoir sélectionné le port auquel vous avez connecté votre Envy, vous pouvez cliquer sur télécharger. Après avoir compilé le code et initialisé le téléchargement, appuyez successivement sur les boutons RESET et FLASH (tout en maintenant RESET enfoncé) pour mettre l'ESP12-F en mode flash. Appuyez ensuite sur le bouton RESET après le téléchargement et le programme démarrera. La configuration suivante des broches doit être présente entre l'adaptateur FTDI et l'ESP12F :

Adaptateur FTDI

Az-envie

TX

TX

RX

RX

GND

GND


De plus amples informations peuvent également être trouvées dans le blog déjà publié AZ-Envy - la carte micro contrôleur quelque peu différente.


Pour tester cette configuration, il est bon de télécharger d'abord un petit sketch Blink, comme celui-ci :

 annuler d'installation() {
   punaise(LED_BUILTIN, PRODUCTION); // Déclaration du port LED en tant que sortie
 }
 annuler boucle() {
   denadewrite(LED_BUILTIN, HAUTE); // éclaircir le voyant dans 1 seconde distance
   retard(1000);
   denadewrite(LED_BUILTIN, Faible);
   retard(1000);
 }
Nous verrons dans la deuxième partie comment nous utilisons intelligemment cette combinaison de capteurs pour la prévention des moisissures. Nous allons voir l'enregistrement, le traitement (Arduino IDE) et le stockage des valeurs mesurées (Google Firebase) en utilisant la carte de développement AZ-Envy.


Merci à Niklas Heinzel pour ce blog post.

Esp-8266Projets pour les débutantsCapteursMaison intelligente

4 commentaires

Andreas Wolter

Andreas Wolter

Das Problem mit den zu nahe liegenden Sensoren ist mittlerweile bekannt. Niklas Heinzel wird im zweiten Teil darauf eingehen.

Grüße,
Andreas Wolter

Sven Linder

Sven Linder

My experience of this sensor is exactly the same as @Sebastian. The MQ2 sensor generates so much heat that it is impossible to get accurate temperature and humidity readings from the SHT30 sensor. The temperature readings will be off by at least 4 °C or so. And the humidity readings will be off by 8-10%.

veit burmester

veit burmester

Hallo
Kann ich nur sagen drei Daumen hoch. Bin gespannt auf Teil 2

Sebastian

Sebastian

Ich habe vor einiger Zeit drei Envys gekauft und fand die Idee grundsätzlich super!

Leider stellte ich beim Experimentieren mit dem Board eine wahrscheinliche (Design-)Schwäche fest, die ich bisher nicht beheben konnte. Zum Beispiel wird die Temperatur durch den beheizten Gassensor so stark beeinflusst, dass sie – je nach Installationsort, Belüftung und Umgebungstemperatur – nahezu willkürlich erscheint. Damit ist auch die Feuchtemessung nutzlos.
Ich habe mit gedruckten Gehäusen, die die Bauteile gegeneinander abschirmten experimentiert, habe mit einem kleinen Lüfter einen Luftstrom erzeugt, habe versucht eine Fehlerkurve zu bestimmen. Aber leider bleiben alle meine Versuche, die Envys sinnvoll einsetzen zu können, erfolglos.

Aber vielleicht liegt der Fehler auch bei mir.
Wie gesagt: Ich finde die Idee toll! Und ich würde mich freuen, wenn Niklas mir in der Blog-Reihe zeigen könnte, wie es richtig geht oder wie man das Problem umgeht.

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