¶ Airgradient ONE und Airgradient Open Air - Indoor und Outdoor Open Source Air Quality Monitor
Seit vielen Jahren bin ich auf der Suche nach einem geeigneten Sensor zur Bestimmung der Luftqualität innerhalb meines Hauses. Distanzen und Gewichte sind physikalische Größen zu denen die Allermeisten ein mehr- oder weniger gut ausgeprägtes Gefühl besitzen. Zu Größen wie CO2 Konzentration oder Kleinstpartikel (Particulate Matter / TVOC) in der Umgebungsluft, fehlt dieses Empfinden häufig.
Bereits seit gut zehn Monaten sammle ich Metriken über die Luftqualität der am häufigsten genutzten Räume meines Hauses sowohl im Keller als auch im Wohnzimmer. Regelmäßig werte ich die Daten aus und habe mich natürlich auch über Schwellwerte informiert. Soviel sei jedoch schon einmal vorweg genommen: Der Airgradient One zeigt über farbige LED direkt den Zustand der Umgebungsluft an. Sind Schwellwerte überschritten leuchten die LEDs Rot oder sogar Violett.
¶ Der Mehrwert eines Luftqualitätssensors
Meiner Erfahrung nach sind Menschen unterschiedlich sensibel für z.B. ungesunde CO2 Konzentrationen in der Umgebungsluft. Gerade wenn diese Sensibilität weniger stark ausgeprägt ist, kann ein Air Quality Sensor oder auch Air Quality Monitor eine sehr willkommene Hilfe sein. Es hilft dabei die Umgebungsluft zu optimieren und dessen Zustand abzulesen. Eine optimierte Umgebungsluft steigert die Konzentrations- und Leistungsfähigkeit.
In diesem Artikel betrachte ich sowohl Airgradient ONE (Indoor) als auch Airgradient Open Air (Outdoor). Sie haben prinzipiell die gleiche Technik verbaut, unterscheiden sich vor allen Dingen im Gehäuse und beim fehlenden Display des Open Air.
¶ Integration / Self-hosted
Als Enthusiast für Open Source und Datensouveränität sammle und verwalte meine Daten vorzugsweise selber. Das verschafft Kontrolle. Nicht nur die Granularität der Daten ist höher, ich kann auch bestimmen für wie lange in der Vergangenheit ich diese Daten behalten möchte. Hinzu kommt der Vorteil, dass meine Mechanismen auch funktionieren, sollte einmal die Internetleitung ausfallen. Sehr praktisch ist deswegen die Integrierbarkeit in mein eigenes Prometheus / Grafana Monitoring. Dieses bekomme zumeist nur ich zu sehen, die restliche Familie weniger.
Was die Produkte von Airgradient positiv von den Mitbewerbern unterscheidet, ist der Schwerpunkt auf Offenheit. Dies trifft sowohl auf die Hardware Spezifikationen als auch die Software (Firmware) zu. Die Vorteile daraus sind vielfältig. So sich lässt zum Beispiel der Sensor nachbauen, besonders für Bastler ein sehr interessantes Projekt. Das Sparpotential ist jedoch nicht gewaltig. In den allermeisten Fällen ist man besser bedient, ich die Geräte im Shop zu kaufen. Für die Lieferung muss man jedoch einige Tage Wartezeit in Kauf nehmen, da sie aus Thailand verschickt werden.
Ein weiterer Vorteil der Offenheit ist selber zur Weiterentwicklung der Firmware beizutragen. Man kann des Weiteren überprüfen, wie sie funktioniert und zudem sicherstellen, dass sie keine böswilligen Bestandteile enthält. Das ist heutzutage alles Andere als selbstverständlich. Natürlich kann man die Firmware ebenso selber kompilieren und aufspielen. Dem Gerät kann man deshalb ein wesentlich größeres Vertrauen entgegen bringen, als denen der meisten anderen Hersteller.
¶ Technisches zum Airgradient
Die hier genannten Beobachtungen sind gültig für den Airgradient One - Indoor Air Quality Monitor UND für den Airgradient Open Air - Outdoor Air Quality Monitor.
Getestet mit Firmware Version 3.1.13
Die Integration geschieht grundsätzlich über WiFi. Die Einrichtung ist einfach und auch sehr gut dokumentiert (One / Open Air).
Bislang fehlt allerdings leider Unterstützung für IPv6. Es gibt bereits ein Feature Request dazu. Das Gerät hat trotz eigener IP Adresse keinen eigenen Webserver zur Steuerung des Geräts. Gewisse Parameter lassen sich ausschließlich über das Airgradient [Dashboard] vornehmen. Dazu zählen:
- Die Einstellungen über die Displayaktivität zur Nachtzeit
- Die Einstellungen über die Helligkeit und den Modus der LED Zustandsanzeige
Leider sind die genannten Optionen zudem versteckt in den Einstellungen über die Standorteinstellungen (Edit Location).
Das gibt leider Punktabzüge. Immerhin sollte es einen API-Endpunkt geben um solche Dinge On Premise ändern zu können.
Die meisten Nutzer werden vermutlich eher das Dashboard nutzen. Ich persönlich habe meine Daten gerne bei mir im Heimnetz. Genau mit dieser Anpassungsfähigkeit wirbt Airgradient zu Recht jedoch auch, denn die Metriken der Sensoren funktionieren auch ohne dass der Sensor Zugang zum Internet benötigt. Seit einigen Monaten ist eine Firmware verfügbar, die einen Promehteus Exporter fest integriert hat. Ein klarer Vorteil der Airgradient Modelle gegenüber Mitbewerberprodukten. Aus meiner Sicht sind Lösungen dieser Kategorie unbrauchbar, wenn sie zur ordentlichen Funktion eine funktionierende Internetverbindung voraussetzen. Das ist bei den Airgradient Geräten zum Glück nicht der Fall. Für mich waren genau dies harte Kriterien bei der Auswahl des besten Gerätes.
¶ Freie Firmware!
Besonders hervorzuheben ist aus meiner Sicht, dass die Firmware der Geräte kontinuierlich weiterentwickelt wird. Das ist bei herkömmlichen Herstellern nicht selbstverständlich. Dort ist es eher so, dass man scheinbar ausschließlich die Gewinnmaximierung vor Augen hat. Zufriedene Kunden scheinen da oft zweitrangig, wenn überhaupt.
Selbst jedoch wenn der Hersteller Airgradient mal nicht mehr existieren sollte. Der Quellcode der Firmware ist frei zugänglich und könnte auch in einem solch unwahrscheinlichen Fall weiter entwickelt werden. Das ist Nachhaltigkeit zu Ende gedacht. Die Müllkippen liegen voll mit Produkten, die eigentlich noch benutzbar wären. Geräte im Gegensatz zu denen von Airgradient befinden sich nicht nur im Vendor-Lock, ich würde fast sagen im Vendor Schwitzkasten. Man ist dort der Willkür und dem potentiell ausbleibenden Erfolg des Herstellers hilflos ausgeliefert. Leider tummeln sich noch viele Konsumenten auf dem Markt, die in geschlossenen Geräten irrtümlicher Weise einen Vorteil sehen.
¶ Außengerät Airgradient Open Air
Nicht nur weil das Sammeln von metrischen Daten Spaß bereitet, auch weil ich mir aussagekräftige Daten über meine äußere Umgebungsluft wünsche, wurde nun auch ein Außensensor in Betrieb genommen, der Airgradient Open Air. Er liefert prinzipiell die gleichen Daten wie der Innenraum Sensor, jedoch ist er witterungsbeständig und demnach für den dauerhaften Betrieb im Außenbereich vorgesehen. Er hat zudem kein Display und verrät dem Benutzer aus der unmittelbaren Umgebungen leider nichts über den Zustand der Luft, wenn man nur den Sensor betrachtet. Dafür bietet Airgradient ein sehr hübsch aufgemachtes Dashboard an, dass die Daten sehr sorgfältig aufbereitet und grafisch darstellt.
Hier ist eine Darstellung der Kleinstpartikel in der Umgebungsluft über die letzte Woche zu sehen. Dabei lässt sich relativ gut erkennen, dass bei Kälterem Wetter die Leute stärker heizen und dementsprechend die Außenluft stärker verunreinigt ist. Neben den Partikel Grafiken sind weitere vorhanden für die oben genannten anderen Sensoren.
In meinem Fall war es nicht besonders einfach einen geeigneten Standort für den Sensor zu finden. Es wird über USB mit Strom versorgt. Auch wenn das Netzteil bis zu 2 Ampere bei 5V liefern sollte, werden im Betrieb weniger benötigt. Beim Stromverbrauch habe ich Werte zwischen 1 und 2 Watt gemessen, meistens jedoch etwa um die 1,5 Watt. Ich habe bereits Überlegungen angestrengt eine Outdoor PV Anlage mit Batterie zu installieren. Darüber könnte ich auch im Außenbereich Geräte mit Strom versorgen. Die Kosten dafür betragen jedoch je nach Modell zwischen 150 und 300 Euro, je nachdem wie viel Bastelei man sich selbst zutraut. Immerhin wird dem Gerät ein 4m langes USB-A auf USB-C Kabel beigelegt. Das sollte in einigen Fällen helfen, allerdings wollen die wenigsten vermutlich im Garten Kabel sehen.
¶ Airgradient One (indoor)
Der Anschaulichkeit halber zunächst ein paar Eindrücke aus der grafischen Darstellung meines selbst gehosteten Grafana.
Im Juli gab es eine Störung
Darüber hinaus meldet der Sensor auch den Menschen vor Ort unmittelbar über bunte LED Leuchten am Gerät die Entwicklung der verschiedenen Messwerte. Außerdem zeigt ein kleines Display die gemessenen Werte an.
Während einige Ereignisse wie Kochen oder auch brennende Kerzen durchaus die Kleinpartikel in der Luft negativ verändern können, schwankt die CO2 Konzentration jedoch am stärksten. Diese kann auf unterschiedliche Weise negativ auf das Wohlbefinden auswirken. Konzentrationsprobleme ist nur der bekannten Nebenwirkungen.
Umso hilfreicher, dass man mit diesem bisher sehr zuverlässigen Sensor unterstützen lassen kann um zum Beispiel häufiger zu lüften. Klar ist: Ohne den Sensor haben wir besonders im Winter deutlich seltener gelüftet. Wir sind mit der Anschaffung und dem Ergebnis sehr zufrieden.