Air Surfer : station de surveillance de la qualité de l'air DIY avec Arduino Mega 2560

Composants et fournitures

• 1 × Arduino Mega 2560
• 1 × Écran TFT 3,2" pour Mega 2560 (480×320)
• 1 × Sonde de température DS18B20 (capsule inox)
• 1 × Capteur température/humidité Adafruit SI7021 (I2C)
• 1 × Capteur CO₂ MH-Z19 (UART/PWM)
• 1 × Module RTC DS1307 (I2C)
• 1 × Régulateur de tension ajustable LM2596
• 1 × Connecteur aviation GX12-3 broches (L89 G12)
• 3 × LED (verte, orange, rouge) pour seuils CO₂
• 3 × Boutons poussoirs inox avec LED (heures, minutes, couleur texte)
• 1 × Photorésistance (ajustement luminosité LED)
• 1 × Connecteur DC (alimentation)
• 1 × Alimentation 12 V
• Fils, contreplaqué 3 mm, peinture acrylique

Applications et services en ligne

• Arduino IDE

À propos du projet

Ingénieur civil, je connais l'importance d'une bonne ventilation. Pour surveiller l'air de mon appartement, j'ai d'abord acheté un moniteur CO₂ commercial, mais je voulais plus de paramètres. Les appareils complets étaient trop chers, alors j'ai construit le mien, fort de mon expérience en programmation Arduino pour stations de pompage.

Base : Arduino Mega + écran TFT 3,2"

J'aurais voulu un écran 10", mais le budget l'interdisait. Le Mega 2560 avec un TFT 3,2" (420×380) se connecte directement, minimisant le câblage. L'écran commandé sur AliExpress présentait des défauts (points blancs, couleurs inversées). J'ai compensé par logiciel : correction des couleurs et rafraîchissement de l'écran à 00h00 et 12h00.

Capteurs

MH-Z19 (CO₂)

Le capteur le plus coûteux (~20 $), mais fiable avec auto-calibration. La documentation étant maigre, j'ai synthétisé plusieurs codes trouvés sur les forums. L'auto-calibration prend 24 h : quand le local est inoccupé, le CO₂ descend à ~400 ppm (niveau extérieur) et le capteur se recale. J'utilise la liaison UART (plus fiable que PWM).

SI7021 (température/humidité intérieure)

I2C, précision industrielle, sans souci.

DS18B20 (température extérieure)

Sonnde étanche inox, précise, bus 1-Wire, nécessite une résistance de 4,7 kΩ.

Module RTC DS1307

Horloge temps réel I2C.

Indicateurs et commandes

• 3 LED CO₂ : verte (400-800 ppm), orange (800-1200 ppm), rouge (>1200 ppm).
• 3 boutons inox + LED : heure, minute, changement couleur texte.
• Photorésistance pour atténuer la luminosité des LED la nuit.

Alimentation

Perçage pour connecteur DC. Je n'avais que des adaptateurs 19 V et 15 V, alors qu'Arduino recommande 7-12 V. J'ai utilisé un régulateur LM2596 réglé sur 7 V (l'Arduino chauffait trop à 12 V). Maintenant compatible avec diverses sources.

Pour la sonde extérieure : connecteur aviation et fil téléphonique.

Boîtier

Sans imprimante 3D, j'ai essayé l'argile polymère (échec), puis du contreplaqué 6 mm (difficile à couper), et enfin du 3 mm (découpé au cutter et papier de verre), peint à l'acrylique. Résultat bien meilleur.

Coût total

• Arduino Mega 2560 R3 — 8,27 $ (480 ₽)
• Écran TFT 3.2 480×320 — 8 $ (400 ₽)
• Module RTC DS1307 — 0,55 $ (32 ₽)
• Capteur CO₂ MH-Z19 — 20 $ (1160 ₽)
• SI7021 température/humidité — 2 $ (118 ₽)
• DS18B20 capsule — 1,14 $ (66 ₽)
• Photorésistance (lot 50) — 1 $ (65 ₽)
• LED (lot 100) — 0,67 $ (39 ₽)
• Boutons inox (3) — 5,07 $ (294 ₽)
• Connecteur aviation GX12-3 — 1,17 $ (68 ₽)
• Connecteur DC (lot 10) — 1,25 $ (73 ₽)
• LM2596 — 0,69 $ (40 ₽)
• Alim 12 V — 2,14 $ (120 ₽)
• Fils — 1,78 $ (100 ₽)
• Contreplaqué 3 mm — 1,78 $ (100 ₽)

Total : 55,51 $ (3155 ₽)

Code

Code source complet (Arduino) : Air Surfer code

// Inclus bibliothèques : Wire, RTClib, SPI, SoftwareSerial, SparkFunHTU21D, OneWire, DallasTemperature, UTFT
// Définitions broches, objets capteurs, variables globales
// Fonctions : lamps() (LED seuils), drawmain() (affichage), dateandtime() (réglage heure boutons),
// co2() (lecture MH-Z19 UART), th() (lecture SI7021 + DS18B20), photosensor() (luminosité LED),
// screenreset() (rafraîchissement écran 00h/12h), setup(), loop()
// Voir le code complet sur le dépôt GitHub.

Schéma électrique