IKEA VINDRIKTNING Upgrade

IKEA hat Zuwachs in der Kategorie “Heimelektronik”: Den VINDRIKTNING Luftqualitätssensor. Damit lässt sich die Luftqualität durch Partikelanalyse überprüfen. Während jedoch die ebenfalls neuen Luftreiniger der STARKVIND Serie via ZigBee als Aktoren in ein Smart Home System integrierbar sind, signalisieren die Sensoren die Ergebnisse der Analyse nur durch eine Leuchtanzeige in drei Stufen der Luftqualität: grün (gut), gelb (ok) und rot (nicht gut).

Glücklicherweise hat IKEA ein großes Gehäuse mit viel Platz, sowie einfach zugängliche Lötstellen in ihrem Sensor, sodass das Nachrüsten und damit Einbinden des Sensors in ein Smart Home System mit dem passenden Werkzeug nicht kompliziert ist.

Werkzeug

Schraubendreher (kreuz, PH0) - um das Gehäuse zu öffnen
Wemos D1 Mini (oder vergleichbar) - um Wifi in den Sensor zu verbauen
Lötkolben - um 3 Kabel zwischen Wemos und Sensor zu verlöten

Basteln

Nach dem Öffnen grüßt die Leiterplatte auf der Rückseite der abnehmbaren Front, verbunden via Kabel mit dem Sensor und dem Lüfter im Gehäuse. Für einige Bilder und weitere Modifikationsmöglichkeiten sei auf dieses Projekt von Hypfer verwiesen, das ausschlaggebend für diesen Post war und der außerdem auch noch viele andere sehr interessante Repositories in ähnlichem Kontext hat.

Auf dieser Leiterplatte finden sich 10 Lötstellen, die oberen 5 betreffen die Sensorik, die unteren 5 den Lüfter. Zum Auslesen der Sensorwerte via Wemos werden nur 3 der Oberen benötigt, namentlich die mit mit den Beschriftungen REST, GND und +5V. Diese werden mit den entsprechenden Pins des Wemos verbunden, GND zu GND, +5V an 5V und REST an D2. Der Wemos wird so vom Sensor mit 5V versorgt, außerdem wird eine gemeinsame Erdung durch den GND Pin hergestellt und die Sensor Werte landen auf dem D2 Pin zur Verarbeitung in Software.

Firmware

Um die Sensorwerte zu Verarbeiten und in Home Assistant zu übertragen wird eine Firmware für den Wemos benötigt. Diese wird, entsprechend den Anforderungen, mit ESPHome in YAML beschrieben und anschließend automatisch generiert. Benötigt werden für die Konfiguration der Firmware, neben den Basis Daten, der Verbindung via Wifi, dem Anschluss an die API und einem Passwort für OTA (Over-the-air-Update) außerdem zwei Komponenten:

Der UART Bus wird mit einer ID, dem verlöteten PIN (D2) und Baudrate (9600) konfiguriert. Der Sensor ist vom Typ pm1006, der Komponente in ESPHome für den von IKEA verbauten Cubic PM1006 und wird mit dem Verweis auf die ID des UART Bus, sowie einer Beschreibung für die Werte die er generiert konfiguriert.

  <<: !include secrets.yaml

  esphome:
    name: esphome_particle01
    platform: ESP8266
    board: d1_mini

  wifi:
    ssid: $wifi_ssid
    password: $wifi_password
  api:
    password: $ota_password
  ota:
    password: $ota_password

  uart:
    id: uart_pm1006
    rx_pin: D2
    baud_rate: 9600

  sensor:
    - platform: pm1006
      pm_2_5:
        uart_id: uart_pm1006
        name: "Luftqualität Feinstaub PM2,5"

Home Assistant

Zur Integration in Home Assistant wird die oben erwähnte API genutzt. Hierbei handelt es sich um eine ESPHome natives Protokoll zur direkten Kommunikation der Clients mit Home Assistant. Dadurch kann das Gerät durch die ESPHome Integration eingebunden werden. Der spezifizierte Namen für den Wert den der Sensor wird samt des gelesenen Wertes in der Home Assistant Instanz angezeigt und kann dann zur weiteren Verwendung genutzt werden. Um den Wert zu visualiseren lässt sich etwa die SensorCard mit einer einfachen Konfiguration verwenden

  cards:
    - type: sensor
      entity: sensor.luftqualitat_feinstaub_pm25
      graph: line

Außerdem kann via Automation eine Notification an anwesende Personen gesendet werden um das Fenster zu öffnen. Alternativ können automatisierte, ebenfalls in Home Assistant integrierte Fenster, direkt geöffnet werden.