DIY: Chytrý hlídač CO₂ s automatickým větráním a světelnou signalizací

V tomhle návodu si postavíme modulární systém, který průběžně sleduje kvalitu vzduchu (CO₂), volitelně i teplotu, a při překročení stanovených prahů automaticky spustí ventilátor. Současně podle stavu CO₂ změní barvu LED pásku (zelená/ok/oranžová/červená). Návod je koncipovaný tak, aby šel složit bez programování (Zigbee/Tuya/HA), a zároveň nabízíme i pokročilou variantu pro ESP (UART/PWM).

Seznam dílů

• Senzor CO₂ (NDIR): Detektor oxidu uhličitého CO₂ MH-Z19B (rozsah do 5000 ppm, výstup UART/PWM, napájení 5 V).
• Volitelně teplota: NTC termistor 10 kΩ B3950 (M4, kabel 1 m) (pro logiku „nevětrat pod X °C“).
• Spínání ventilátoru – varianta Zigbee: Zigbee bezdrátový chytrý relé spínač (12–230 V) + brána Zigbee 3.0 (LAN/USB/PoE) .
• Spínání ventilátoru – varianta Wi-Fi (odolnost + měření): Vodotěsný Wi-Fi chytrý relé spínač s měřením (IP67) .
• LED signalizace – bez programování: Zigbee RGB kontroler 5v1 + RGB LED pásek (12/24 V) + zdroj.
• LED signalizace – adresovatelné efekty (WLED): Wi-Fi kontroler digitálních WLED pásků (ESP8266) + adresovatelný pásek (např. WS2812B) + zdroj.
• Volitelné montážní drobnosti: panelový konektor GX16 (čisté zapojení), neodymové magnety (rychlá fixace krytů).

Rychlá volba architektury

• Jednoduché a bez kódu: MH-Z19B → (ESP/Zigbee integrace jen pro čtení hodnot) → automatizace v Home Assistant / Tuya → spínání chytrým relé (Zigbee/Wi-Fi) → volitelně RGB barva.
• Pokročilé: MH-Z19B → ESP32/ESP8266 (UART) → MQTT do HA → relé/LED řídí HA (nebo ESP lokálně).

Zapojení MH-Z19B (HW)

1. Napájení: 5 V (stabilní, bez výrazného šumu). Proudová rezerva ≥ 150 mA.
2. Komunikace: UART (3V3 logika) – TX z čidla do RX mikrokontroleru (ESP), RX čidla na TX (nepovinné). Alternativně PWM výstup (pro jednoduché čtení úrovně).
3. Umístění: ve výšce dýchací zóny (1–1,5 m), mimo průvan/okno a přímé zdroje tepla; nech 2–3 cm volného prostoru okolo senzorové komory.
4. Kabeláž: signálové vodiče veď daleko od silového 230 V vedení; případně použij stíněný kabel. Pro panelové průchodky se hodí GX16.

Varianty spínání ventilátoru (230 V)

• Zigbee relé (12–230 V): Zigbee relé spáruj se Zigbee bránou. V HA/Tuya pak nastavíš automatizaci „CO₂ nad práh ⇒ zapni“.
• Wi-Fi relé IP67 s měřením: vodotěsné relé použij v technických prostorech; plus máš přehled o kWh ventilátoru.

Pozn.: Silovou část (230 V) musí zapojit kvalifikovaný elektrikář.

LED signalizace stavu CO₂

• RGB Zigbee (bez programování): Zigbee RGB kontroler → scény/automatizace v HA/Tuya.
• Adresovatelný pásek (efekty): WLED kontroler → měň barvy/efekty přes HTTP/MQTT podle CO₂.

Doporučené mapování barev: zelená < 800 ppm, oranžová 800–1200 ppm, červená > 1200 ppm.

Kalibrace a nastavení MH-Z19B

1. Prvotní „ABC“ kalibrace: nech senzor 20–30 min v dobře větraném prostoru (ideálně venku), poté aktivuj automatickou základní kalibraci (ABC) dle datasheetu. ABC předpokládá, že se senzor pravidelně dostane k čerstvému vzduchu (~400 ppm).
2. Ruční kalibrace (volitelné): uveď čidlo do známého prostředí (např. venek), vyvolej ruční kalibraci; počkej na ustálení.
3. Teplotní drift: pokud používáš NTC, v automatizaci zohledni nízkou teplotu (např. nevětrej pod 18 °C, nebo zvyš práh CO₂ o +200 ppm).

Automatizace – praktické příklady

A) Home Assistant (YAML – jednoduché prahy + hystereze)

alias: "Větrání podle CO₂"
trigger:
  - platform: state
    entity_id: sensor.co2_mhz19b
condition: []
action:
  - choose:
      - conditions: "{{ states('sensor.co2_mhz19b') | float(0) > 1200 }}"
        sequence:
          - service: switch.turn_on
            target: { entity_id: switch.ventilator }
          - service: light.turn_on
            target: { entity_id: light.indikace }
            data: { rgb_color: [255, 0, 0] }   # červená
      - conditions: "{{ states('sensor.co2_mhz19b') | float(0) < 800 }}"
        sequence:
          - delay: "00:05:00"                  # doběh
          - service: switch.turn_off
            target: { entity_id: switch.ventilator }
          - service: light.turn_on
            target: { entity_id: light.indikace }
            data: { rgb_color: [0, 255, 0] }  # zelená
    default:
      - service: light.turn_on
        target: { entity_id: light.indikace }
        data: { rgb_color: [255, 165, 0] }    # oranžová
mode: restart

B) Home Assistant (podmínka na teplotu z NTC)

alias: "CO₂ větrání s teplotní podmínkou"
trigger:
  - platform: numeric_state
    entity_id: sensor.co2_mhz19b
    above: 1200
condition:
  - condition: numeric_state
    entity_id: sensor.vnitrni_teplota
    above: 18
action:
  - service: switch.turn_on
    target: { entity_id: switch.ventilator }
mode: single

C) Tuya/SmartLife (bez HA)

V aplikaci vytvoř scénu „Když CO₂ > 1200 ppm → zapnout relé“ a „Když CO₂ < 800 ppm → vypnout relé po 5 min“. Pro RGB scénu nastav „CO₂ > 1200 → červená“, „800–1200 → oranžová“, „< 800 → zelená“.

Pokročilá varianta – přímé čtení MH-Z19B přes ESP

Pokud chceš číst CO₂ lokálně a posílat do HA přes MQTT, připoj UART (TX z MH-Z19B → RX ESP). Z ESPHome nebo vlastního firmware posílej hodnotu jako sensor.co2_mhz19b. V HA používáš stejnou automatizaci jako výše.

Montážní a provozní tipy

• Umístění senzoru: ne u dveří/okna/topidla; ne do „kapsy“ bez proudění.
• Vedení kabelů: signálové odděl od silových; použij průchodky/panelové konektory (GX16) pro servisní přístup.
• LED napětí: zkontroluj, zda LED pásek i kontroler používají shodné napětí (12/24 V). U WLED hlídej proudový odběr (zdroj s rezervou).
• Hystereze a doběh: minimalizují „cvakání“ relé, prodlužují životnost ventilátoru.

Bezpečnost

Práce s 230 V je nebezpečná. Silovou část svěř kvalifikovanému elektrikáři, používej vhodné krytí (IP), chrániče, pojistky a svorky. Relé s měřením umožní nastavit limity (nadproud/přepětí), pokud to zařízení podporuje.

Test a uvedení do provozu

1. Kalibrace CO₂: nech senzor ~30 min na čerstvém vzduchu, aktivuj ABC/ruční kalibraci dle dokumentace.
2. Suchá zkouška: nejprve ručně sepnout relé bez připojeného ventilátoru; ověř řízení a logiku.
3. LED test: vyzkoušej přepínání barev podle simulovaných prahů.
4. Provoz: nastav finální prahy (např. 800/1200 ppm), doběh 5–10 min, případně teplotní podmínky.

Řešení problémů

• Nestabilní hodnoty: zkontroluj napájení 5 V, umístění a kabeláž. Zvaž filtraci napájení.
• Relé spíná často: zvětši hysteresi (např. ON 1200 → OFF 800, nebo přidej časové minimální intervaly běhu/klidu).
• LED nesvítí správně: ověř typ pásku (RGB vs. adresovatelný) a shodu napětí/kapacity zdroje.
• Po nočním „pádu“ offset: vypni/přenastav ABC nebo proveď ruční kalibraci v prostředí s ~400 ppm.

Rychlé odkazy

• MH-Z19B CO₂: detektor CO₂
• Zigbee relé 12–230 V: spínač
• Zigbee brána: brána (LAN/PoE)
• Wi-Fi relé IP67 s měřením: vodotěsné relé
• Zigbee RGB kontroler 5v1: RGB kontroler
• WLED (ESP8266) kontroler: WLED kontroler
• NTC 10k B3950: teplotní čidlo
• GX16 konektor: panelový konektor
• Neodymové magnety: magnet samolepicí 3M

Tento návod využívá běžně dostupné součástky. Silové zapojení 230 V vždy přenech odborníkovi.