PM2.5 感測器 DIY 與空氣清淨機聯動（ESPHome 完整設定）

charles

買一台有顯示的空氣清淨機很貴，
但自己做一個 PM2.5 感測器大概一千多塊，而且數據能接進 HA。



先講標準

台灣《室內空氣品質標準》（2012 年公告）訂的是：

• PM2.5：35 μg/m³（二十四小時值）
  
• PM10：75 μg/m³（二十四小時值）
  

注意：這個法規的管理對象是公告場所，不是住宅。
但可以當有依據的參考。

實際感受的對照（PM2.5，μg/m³）：

• 0-15 —— 很好
  
• 15-35 —— 普通，符合法規標準
  
• 35-54 —— 對敏感族群不良
  
• 54-150 —— 明顯不良
  
• 150 以上 —— 很糟
  

室內 PM2.5 的來源

很多人以為只有室外空污才會影響，其實室內來源也很多：

• 煎炒炸 —— 這是最大來源，炒菜時廚房可能飆到 200 以上
  
• 燒香、蠟燭、蚊香
  
• 吸菸
  
• 掃地、鋪床（揚塵）
  
• 寵物
  
• 開窗時的室外空污
  

DIY 的零件清單

• ESP32 開發板 —— 約 200-300 元
  
• PMS5003 或 PMSA003 粉塵感測器 —— 約 600-800 元
  
• SHT30 或 SCD40（溫濕度，選配）—— 約 200-400 元
  
• 杜邦線、麵包板或洞洞板 —— 約 100 元
  
• 外殼（3D 列印或現成盒子）
  

總共大約 1200-1600 元。

為什麼選 PMS5003 系列：

• 雷射散射式，比紅外線式準很多
  
• 同時輸出 PM1.0、PM2.5、PM10
  
• ESPHome 有原生支援，接線簡單
  
• 社群資料多
  

接線

1. PMS5003        ESP32
2. -------        -----
3. VCC     →      5V     （注意是 5V，不是 3.3V）
4. GND     →      GND
5. TX      →      GPIO16 （ESP32 的 RX）
6. RX      →      GPIO17 （ESP32 的 TX）
7. SET     →      不接（或接 3.3V 保持運作）
8. RESET   →      不接

複製代碼

注意 TX 接 RX、RX 接 TX，這個接反是最常見的錯誤。



ESPHome 設定檔

1. esphome:
2.   name: air-quality-living
3.   friendly_name: 客廳空氣品質
5. esp32:
6.   board: esp32dev
7.   framework:
8.     type: esp-idf
10. logger:
11.   baud_rate: 0        # 關掉序列埠日誌，避免跟感測器搶 UART
13. api:
14.   encryption:
15.     key: !secret api_key
17. ota:
18.   - platform: esphome
19.     password: !secret ota_password
21. wifi:
22.   ssid: !secret wifi_ssid
23.   password: !secret wifi_password
24.   # IoT 網段的話記得設對
25.   ap:
26.     ssid: "AirQuality Fallback"
28. uart:
29.   rx_pin: GPIO16
30.   tx_pin: GPIO17
31.   baud_rate: 9600
33. sensor:
34.   - platform: pmsx003
35.     type: PMSX003
36.     pm_1_0:
37.       name: "PM1.0"
38.       filters:
39.         - sliding_window_moving_average:
40.             window_size: 10
41.             send_every: 10
42.     pm_2_5:
43.       name: "PM2.5"
44.       id: pm25
45.       filters:
46.         - sliding_window_moving_average:
47.             window_size: 10
48.             send_every: 10
49.       on_value_range:
50.         - above: 35
51.           then:
52.             - logger.log: "PM2.5 超過標準"
53.     pm_10_0:
54.       name: "PM10"
55.       filters:
56.         - sliding_window_moving_average:
57.             window_size: 10
58.             send_every: 10
59.     update_interval: 60s
61.   # 溫濕度（選配）
62.   - platform: sht3xd
63.     temperature:
64.       name: "溫度"
65.     humidity:
66.       name: "濕度"
67.     address: 0x44
68.     update_interval: 60s
70.   - platform: wifi_signal
71.     name: "Wi-Fi 訊號"
72.     update_interval: 300s
74. # 讓感測器間歇運作，延長壽命
75. switch:
76.   - platform: template
77.     name: "感測器風扇"
78.     id: sensor_fan
79.     optimistic: true
80.     restore_mode: ALWAYS_ON

複製代碼

滑動平均濾波很重要 ——
PMS5003 的原始讀值跳動很大，
沒有濾波的話數字會一直閃，自動化也會亂觸發。

感測器壽命的考量

PMS5003 裡面有一顆小風扇，標稱壽命大約三年（連續運轉）。

想延長的話可以間歇運作：

1. interval:
2.   - interval: 5min
3.     then:
4.       - switch.turn_on: sensor_fan
5.       - delay: 30s          # 等風扇穩定
6.       - component.update: pm25
7.       - delay: 5s
8.       - switch.turn_off: sensor_fan

複製代碼

但要注意：這樣就不能即時偵測（炒菜時可能五分鐘後才知道）。

我自己是持續運轉，因為三年後換一個新的也才幾百塊，
而即時性對自動化比較重要。



自動化：空氣清淨機聯動

基本版（智能插座控制）

1. alias: PM2.5 自動清淨
2. triggers:
3.   - trigger: numeric_state
4.     entity_id: sensor.living_room_pm2_5
5.     above: 30
6.     for: "00:03:00"
7. actions:
8.   - action: switch.turn_on
9.     target: {entity_id: switch.air_purifier}
10.   - wait_template: >
11.       {{ states('sensor.living_room_pm2_5') | float(999) < 15 }}
12.     timeout: "02:00:00"
13.   - delay: "00:15:00"          # 再跑十五分鐘
14.   - action: switch.turn_off
15.     target: {entity_id: switch.air_purifier}
16. mode: restart

複製代碼

進階版（可調風速的清淨機）

1. alias: PM2.5 依濃度調整風速
2. triggers:
3.   - trigger: state
4.     entity_id: sensor.living_room_pm2_5
5. actions:
6.   - variables:
7.       pm: "{{ states('sensor.living_room_pm2_5') | float(0) }}"
8.       speed: >
9.         {% if pm > 80 %}100
10.         {% elif pm > 50 %}75
11.         {% elif pm > 30 %}50
12.         {% elif pm > 15 %}25
13.         {% else %}0
14.         {% endif %}
16.   - if: "{{ speed | int == 0 }}"
17.     then:
18.       - action: fan.turn_off
19.         target: {entity_id: fan.air_purifier}
20.     else:
21.       - action: fan.set_percentage
22.         target: {entity_id: fan.air_purifier}
23.         data: {percentage: "{{ speed | int }}"}
25. mode: restart

複製代碼

炒菜時自動加強

1. alias: 煮飯時空氣清淨全開
2. triggers:
3.   - trigger: numeric_state
4.     entity_id: sensor.kitchen_pm2_5
5.     above: 60
6. actions:
7.   - action: switch.turn_on
8.     target: {entity_id: switch.kitchen_exhaust}
9.   - action: fan.set_percentage
10.     target: {entity_id: fan.air_purifier}
11.     data: {percentage: 100}
12.   - action: script.smart_announce
13.     data:
14.       area: occupied
15.       message: 廚房空氣品質下降，已加強抽風
16. mode: single

複製代碼

開窗建議

有室外 PM2.5 資料的話（HA 有台灣環境部的空品整合，
或者用氣象相關整合），可以比對：

1. template:
2.   - binary_sensor:
3.       - name: 適合開窗
4.         unique_id: good_to_open_window
5.         state: >
6.           {{ states('sensor.outdoor_pm2_5') | float(999) < 20
7.              and states('sensor.living_room_pm2_5') | float(0) > 25
8.              and states('sensor.outdoor_temperature') | float(99) < 28
9.              and states('sensor.outdoor_humidity') | float(100) < 75 }}

複製代碼

四個條件都要成立才建議開窗：
外面空氣好、裡面比較差、溫度舒適、濕度不會太高。

濾網更換提醒

1. template:
2.   - sensor:
3.       - name: 清淨機累計運轉時數
4.         unique_id: purifier_hours
5.         # 用 history_stats 算
6.         state: "{{ states('sensor.purifier_runtime') }}"
8. sensor:
9.   - platform: history_stats
10.     name: purifier_runtime
11.     entity_id: switch.air_purifier
12.     state: "on"
13.     type: time
14.     start: "{{ states('input_datetime.filter_changed') | as_timestamp }}"
15.     end: "{{ now() }}"

複製代碼

配一個提醒：

1. alias: 該換濾網了
2. triggers:
3.   - trigger: numeric_state
4.     entity_id: sensor.purifier_runtime
5.     above: 2000        # 小時，依你的濾網規格調整
6. actions:
7.   - action: notify.mobile_app_charles
8.     data:
9.       title: 空氣清淨機
10.       message: >
11.         累計運轉 {{ states('sensor.purifier_runtime') | round(0) }} 小時，
12.         該換濾網了
13. mode: single

複製代碼

換完之後重設 input_datetime.filter_changed。

放置位置

• 高度 1-1.5 公尺
  
• 不要放在空氣清淨機的出風口（數字會假性偏低）
  
• 不要放在窗邊（會被室外影響）
  
• 廚房的話放在離爐具兩公尺左右（太近會爆表，太遠反應慢）
  
• 離地太近會測到揚塵
  

校正

PMS5003 不能校正（沒有校正介面）。

要確認準不準的話：

• 跟商用的機器比對
  
• 或者放在室外跟官方測站的數據比對（會有差，但趨勢應該一致）
  

DIY 感測器的絕對值可能有誤差，但趨勢是可靠的 ——
對自動化來說這樣就夠了。

---

我做這個的動機其實很簡單：

想知道「炒菜的時候到底有多糟」。

答案是：炒個菜廚房可以到 250，而且半小時後客廳也會上升到 60。

有了數據之後，我家的習慣改變了 ——
炒菜一定開抽油煙機到最大，而且炒完再抽十分鐘。

這個行為改變的價值，遠大於那台空氣清淨機。