Détecteur de CO2 DIY

Ces derniers jours, j’ai joué avec le système embarqué Arduino et j’ai trouvé que c’était très simple à apprendre. J’ai donc décidé d’assembler un détecteur de dioxyde de carbone. Principalement parce que les fenêtres sont toujours fermées à cause des PM2.5, je voulais savoir si l’oxygène dans la pièce était suffisant et quel type de ventilation mécanique contrôlée (VMC) installer.

Liste des matériaux pour l’assemblage :

Un fer à souder fait maison avec une tête T12 suffit, pour un prix d’environ 170 RMB, il peut atteindre les performances d’un modèle original à plus de 2000 RMB.

Schéma de câblage

Le protocole de communication du capteur est UART 3.3v. Par paresse, j’utilise un convertisseur de niveau.

Code

Voici juste un code simple pour obtenir les valeurs du capteur :

#include <SoftwareSerial.h>

#define rxPin 12
#define txPin 11
SoftwareSerial CO2_Serial(rxPin, txPin);
const byte readCO2[] = {0x42, 0x4d, 0xe3, 0x00, 0x00, 0x01, 0x72}; //Commande
byte responses[12];

void setup()
{
  CO2_Serial.begin(9600);
}

unsigned int GetCo2()
{
  int valMultiplier = 1;

  while (!CO2_Serial.available())
  {
    CO2_Serial.write(readCO2, 7);
    delay(1000);
  }

  CO2_Serial.setTimeout(2000);
  CO2_Serial.readBytes(responses, 12);

  int high = responses[4];              //octet de poids fort
  int low = responses[5];               //octet de poids faible
  unsigned int val = high * 256 + low; 
  return val * valMultiplier;
}

void loop()
{
  auto co2 = GetCo2();
  draw_co2(co2);
  delay(1000);
}

Pour l’affichage, j’ai utilisé la bibliothèque u8g2. Pour augmenter la vitesse de rendu, je ne pouvais rendre que certaines zones. J’ai donc utilisé le fullbuffer, ce qui a utilisé 92% de la mémoire. À ce stade, il serait peut-être préférable de changer de bibliothèque.

Conclusion

Revenons donc à la question initiale : l’oxygène est-il suffisant lorsque les fenêtres sont toujours fermées ? Voici mon expérience pour une personne sédentaire, dans un studio d’environ 30 $m^2$ avec des fenêtres en aluminium de mauvaise qualité :

• Avec les fenêtres fermées, le CO₂ augmente d’environ 500 ppm toutes les 30 minutes, pour atteindre un maximum d’environ 3000-4000 ppm (selon l’emplacement du test).
• Avec les fenêtres entrouvertes, le niveau peut se stabiliser autour de 1000 ppm.
• Avec les portes et fenêtres entrouvertes, le niveau peut se stabiliser autour de 500 ppm (ce qui montre l’importance d’une ventilation croisée nord-sud).

10 000 ppm équivalent à une concentration de 1% de CO₂

À partir de quel niveau le CO₂ est-il nocif pour l’homme ? C’est un sujet controversé scientifiquement. Certaines études ont montré une diminution des capacités cognitives au-dessus de 1200 ppm, tandis qu’une expérience de frappe au clavier n’a montré aucun effet même à 5000 ppm. Les recommandations médicales pour la sécurité de la vie sont de ne pas rester plus de 8 heures dans un environnement supérieur à 10 000 ppm. On peut donc considérer qu’il n’y a pas de problème de sécurité à garder les fenêtres fermées en permanence, mais il est préférable, si possible, de maintenir un niveau entre 1000 et 2000 ppm.

EDIT : Je soupçonnais auparavant que la mauvaise étanchéité à l’air d’une vieille maison entraînait un maximum de CO₂ de 3000-4000 ppm, mais des tests dans une maison avec des fenêtres système neuves et un test de dépression confirmant l’étanchéité donnent les mêmes résultats.

Puisqu’ouvrir légèrement les fenêtres a un effet si évident, serait-il suffisant d’installer un système de ventilation mural dans chaque pièce ? Cela permettrait également d’éviter la complexité des gaines de ventilation centrale (VMC à gaines) au plafond pour une ventilation de toute la maison ? Si l’on ne considère que l’oxygène, c’est possible.

Une VMC centrale peut généralement renouveler l’air de toute la maison 1 à 2 fois par heure, ce qui permet d’éliminer les odeurs et le formaldéhyde. Bien sûr, le problème du formaldéhyde n’est plus très important aujourd’hui, c’est souvent une arnaque. Mais l’installation est compliquée, réfléchir à la disposition des gaines peut être un casse-tête, et en cas de panne de l’appareil, on n’ose même pas imaginer comment le réparer.

En revanche, les ventilateurs muraux ont un débit d’air très faible, une portée de soufflage limitée et ne peuvent être utilisés que dans de petites pièces. De plus, leur capacité d’échange thermique est limitée, ce qui peut entraîner des problèmes d’air froid ou chaud soufflé.