SpacePC Airstation – Dokumentation

Die SpacePC Airstation ist ein kompakter Raumluftmonitor auf Basis des Sensirion SEN66 und eines ESP32-P4 mit 4,3-Zoll-Touchdisplay. Das Gerät misst kontinuierlich CO₂, PM2.5, PM10, VOC-Index, NOx-Index, Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit und stellt die Werte direkt auf dem Display dar.

Für Messung und Anzeige ist keine WLAN- oder Internetverbindung erforderlich. WLAN ist optional und ermöglicht die automatische Zeitsynchronisation sowie die lokale Integration in Home Assistant über die SpacePC-Integration.

Benötigte Hardware

• 1 × SpacePC Airstation Kit – enthält den abgestimmten Display-Controller, Sensirion SEN66, Verbindungskabel und Montageschrauben; optional mit 3D-gedrucktem Gehäuse

Für den Betrieb wird eine geeignete 5-V-USB-C-Stromversorgung benötigt.

Sensor anschließen

Der Sensirion SEN66 wird über I²C direkt mit dem ESP32-P4-Display verbunden. Vor dem Herstellen oder Lösen einer Verbindung muss die Stromversorgung getrennt sein.

Verkabelung

• SEN66 3.3V / VDD → Display 3V3 – Stromversorgung

• SEN66 GND → Display GND – Masse

• SEN66 SDA → Display SDA – I²C-Daten

• SEN66 SCL → Display SCL – I²C-Takt

Weitere Datenleitungen oder zusätzliche Elektronik werden nicht benötigt. SDA muss mit SDA und SCL mit SCL verbunden werden. Nach dem Anschließen kann das Display über USB-C mit Strom versorgt werden.

Firmware mit dem Web Flasher installieren

Die Airstation-Firmware wird ohne Arduino IDE direkt im Browser installiert. Benötigt werden ein Desktop-Computer, ein Chromium-basierter Browser mit Web-Serial-Unterstützung und ein USB-C-Datenkabel. Reine Ladekabel können den Controller mit Strom versorgen, werden vom Web Flasher aber nicht erkannt.

1. ESP32-P4-Display mit einem USB-C-Datenkabel an den Computer anschließen.

2. https://spacepc.dev/de/flash in einem unterstützten Browser öffnen.

3. SpacePC Airstation auswählen.

4. Auf „Firmware installieren“ klicken und den passenden seriellen Anschluss auswählen.

5. Installation bestätigen und ungefähr zwei Minuten warten.

6. USB-Kabel und Browserfenster während der Installation nicht trennen beziehungsweise schließen.

7. Nach der Erfolgsmeldung startet die Airstation neu und ist bereit für die Inbetriebnahme.

Die tatsächlich benötigten Flash-Offsets und Firmwaredateien werden vom SpacePC Web Flasher automatisch aus dem veröffentlichten Firmwaremanifest übernommen.

Inbetriebnahme

1. Stromversorgung trennen.

2. SEN66 mit dem Display verbinden.

3. Verkabelung und Ausrichtung der Anschlüsse prüfen.

4. USB-C-Stromversorgung anschließen.

5. Den automatischen Start und die Initialisierung des SEN66 abwarten.

6. Prüfen, ob die ersten Messwerte auf dem Display erscheinen.

Einzelne Sensorwerte benötigen nach dem Einschalten etwas Zeit, bis sie sich stabilisiert haben. Eine WLAN-Verbindung ist für den normalen Betrieb nicht erforderlich.

Bedienung

Die SpacePC Airstation wird über den Touchscreen bedient.

Messwerte und Graphen

Ein Messwert auf dem Dashboard kann angetippt werden, um seine Detailansicht und den zeitlichen Verlauf zu öffnen. Dadurch ist beispielsweise erkennbar, wie sich der CO₂-Wert im Laufe der Zeit verändert.

Zwischen Ansichten wechseln

• Nach links wischen → nächste Ansicht

• Nach rechts wischen → vorherige Ansicht

Einstellungen öffnen

1. Am oberen Rand des Displays beginnen.

2. Mit dem Finger nach unten wischen.

3. Das Einstellungsmenü mit Netzwerk- und Geräteeinstellungen wird geöffnet.

WLAN

Die komplette Luftqualitätsmessung, Touch-Bedienung, lokale Anzeige sowie Graphen und Verlaufsdaten funktionieren ohne WLAN. WLAN wird ausschließlich für zusätzliche Netzwerkfunktionen verwendet.

Automatische Zeitsynchronisation

Mit einer WLAN-Verbindung synchronisiert die Airstation ihre Uhrzeit automatisch über das Netzwerk. Ohne WLAN funktionieren Sensoren und Anzeige weiterhin normal.

Home Assistant

Die SpacePC Airstation kann optional über die SpacePC.dev Home-Assistant-Integration eingebunden werden. Sobald sich die Airstation im WLAN befindet und Home Assistant im selben lokalen Netzwerk erreichbar ist, wird das Gerät normalerweise automatisch per mDNS erkannt. Eine manuelle Eingabe der IP-Adresse ist in der Regel nicht erforderlich.

Home Assistant erhält Entitäten für:

• CO₂

• PM2.5

• PM10

• VOC-Index

• NOx-Index

• Temperatur

• relative Luftfeuchtigkeit

Die Integration arbeitet lokal. Ein MQTT-Broker und ein Cloudkonto sind nicht erforderlich. Installationshinweise stehen in der Dokumentation zur SpacePC Home-Assistant-Integration.

Gemessene Werte

CO₂

CO₂ wird in ppm angezeigt und eignet sich besonders zur Beurteilung der Belüftung eines Raumes. Bei längerer Anwesenheit mehrerer Personen steigt die Konzentration in geschlossenen Räumen üblicherweise an. Deshalb stellt die Airstation diesen Wert besonders deutlich dar und kann bei erhöhter Konzentration zum Lüften auffordern.

PM2.5

PM2.5 bezeichnet kleine Feinstaubpartikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von höchstens 2,5 µm. Der Wert wird in µg/m³ angezeigt. Veränderungen können unter anderem durch Kochen, Kerzen, Staub, Rauch, Außenluft und andere Partikelquellen entstehen.

PM10

PM10 beschreibt Schwebstaubpartikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von höchstens 10 µm. Der Wert wird ebenfalls in µg/m³ dargestellt.

VOC-Index

VOC steht für flüchtige organische Verbindungen. Der SEN66 liefert hierfür einen Sensirion-VOC-Index. Er ist kein direkter Konzentrationswert einer einzelnen chemischen Verbindung, sondern macht Veränderungen der Raumluft sichtbar. Mögliche Einflüsse sind Reinigungsmittel, Parfüm, Möbel, Farben, Lacke und Kochen.

NOx-Index

Der Sensirion-NOx-Index macht Veränderungen durch Stickoxide beziehungsweise entsprechend vom Sensor erkannte oxidierende Gase sichtbar. Auch er ist ein Index und keine Konzentrationsangabe für eine einzelne Verbindung.

Temperatur und Luftfeuchtigkeit

Die Raumtemperatur wird in °C und die relative Luftfeuchtigkeit in Prozent angezeigt. Damit dient die Airstation gleichzeitig als Raumthermometer und Hygrometer.

Dashboard und Verlaufsanzeige

Die Hauptansicht zeigt CO₂, PM2.5, PM10, VOC-Index, NOx-Index, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Sensorstatus, WLAN-Status und Uhrzeit. Der aktuelle CO₂-Wert wird besonders groß dargestellt.

Durch Antippen öffnet sich die Detailansicht eines Messwerts. Der Graph zeigt, ob der Wert steigt, fällt, konstant bleibt oder sich plötzlich verändert. Beim CO₂-Wert lässt sich damit beispielsweise der Effekt eines geöffneten Fensters beobachten.

Aufstellung

Die Airstation sollte an einem Ort mit normaler Luftzirkulation stehen, beispielsweise auf einem Schreibtisch, Regal, Sideboard, Nachttisch oder Arbeitsplatz. Alle Lüftungsöffnungen müssen frei bleiben.

Ungünstige Standorte

• direkt vor einem Ventilator oder einer Klimaanlage

• unmittelbar an einem offenen Fenster oder einer Tür

• über einem Heizkörper oder neben einer starken Wärmequelle

• direkt neben einer Kochstelle

• in direkter Sonneneinstrahlung

Direktes Anblasen kann dazu führen, dass überwiegend die Luft aus einer einzelnen Richtung statt der durchschnittlichen Raumluft gemessen wird.

Gehäuse

Das optionale 3D-gedruckte Gehäuse nimmt ESP32-P4-Display und SEN66 auf und schützt die Elektronik. Die Luftzufuhr des Sensors darf beim Einbau nicht blockiert werden. Der SEN66 benötigt einen kontinuierlichen Austausch mit der Umgebungsluft.

Stromversorgung

Die Airstation wird mit 5 V über USB-C versorgt. Im Gehäuse wird keine Netzspannung geführt. Ausschließlich eine geeignete, stabilisierte USB-Stromversorgung und ein unbeschädigtes Kabel verwenden.

Reinigung

Display und Gehäuse mit einem trockenen oder leicht angefeuchteten weichen Tuch reinigen. Es darf keine Flüssigkeit durch die Lüftungsöffnungen gelangen. Den SEN66 nicht direkt berühren oder mechanisch reinigen.

Nicht am Sensor verwenden:

• Wasser oder Alkohol

• aggressive Reinigungsmittel

• Druckluft

Fehlerbehebung

Display bleibt dunkel

USB-C-Kabel, Netzteil und Steckverbindung prüfen. Wenn möglich ein nachweislich funktionierendes 5-V-Netzteil und Kabel testen.

Keine Sensorwerte oder Sensor wird nicht erkannt

Gerät stromlos machen und 3.3V → 3V3, GND → GND, SDA → SDA und SCL → SCL prüfen. SDA und SCL dürfen nicht vertauscht sein. Anschließend neu starten.

Werte verändern sich nur langsam

Prüfen, ob Sensor- oder Gehäuseöffnungen blockiert sind. Auch ein ungünstiger Standort kann verzögerte Reaktionen verursachen.

CO₂-Wert unterscheidet sich von einem anderen Messgerät

Sensoren und unterschiedliche Positionen im Raum können abweichende Werte liefern. Vergleichsgeräte möglichst nah nebeneinander aufstellen und ausreichend lange stabilisieren lassen.

Temperatur erscheint zu hoch

Display und Controller erzeugen Wärme. Der SEN66 benötigt ausreichenden Luftaustausch und Abstand zu Wärmequellen im Gehäuse.

WLAN funktioniert nicht

Die Luftqualitätsmessung bleibt verfügbar. Ohne Netzwerk entfallen nur automatische Zeitsynchronisation und Home-Assistant-Integration.

Airstation erscheint nicht in Home Assistant

• WLAN-Verbindung der Airstation prüfen

• sicherstellen, dass Home Assistant und Airstation im selben lokalen Netzwerk beziehungsweise einem Netz mit freigegebenem mDNS-Verkehr sind

• aktuelle SpacePC Home-Assistant-Integration installieren und aktivieren

• Gastnetz, Client-Isolation und blockierte Multicast-Verbindungen ausschließen

Sicherheitshinweise

• Vor dem Einschalten die Verkabelung kontrollieren.

• 3.3V und GND nicht vertauschen.

• SDA und SCL korrekt anschließen.

• Nur eine geeignete 5-V-USB-Stromversorgung verwenden.

• Gerät ausschließlich in trockenen Innenräumen verwenden.

• Keine Flüssigkeiten in das Gehäuse gelangen lassen.

• Lüftungsöffnungen nicht abdecken.

• Sensor nicht mit Flüssigkeiten, Reinigungsmitteln oder Druckluft behandeln.

• Die Airstation ist kein kalibriertes Sicherheits-, Rauch-, Brand- oder Gaswarngerät.

Technischer Aufbau

ESP32-P4-Touchdisplay

Das Waveshare ESP32-P4-WIFI6-Touch-LCD-4.3 übernimmt Benutzeroberfläche, Touch-Bedienung, Verarbeitung der Sensordaten, Graphen, Speicherung der Verlaufswerte, WLAN-Verbindung, Zeitsynchronisation und Kommunikation mit Home Assistant.

Sensirion SEN66

Der SEN66 übernimmt die Messung von CO₂, PM2.5, PM10, VOC-Index, NOx-Index, Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit. Die Werte werden über I²C an das ESP32-P4-Display übertragen.

Die Airstation kann dadurch vollständig eigenständig mit lokalem Touchdisplay oder optional als lokaler Sensor innerhalb von Home Assistant betrieben werden.