【空氣品質實作】PM2.5、甲醛、TVOC 一台監測站：選料、接線、判讀、改善效果怎麼算

charles

這篇的內容（34 段）

1. 做完這篇你會有什麼
2. 為什麼 TVOC 天生測不準
3. 步驟 1：買零件
4. 核心（一定要買）
5. PM2.5：兩個選擇
6. CO2（選配）
7. 建議的組合
8. ⚠ 為什麼這台要 2A 的充電器
9. 上拉電阻要不要自己加
10. 步驟 4：接 PM2.5 那一顆
11. 4A：接 PMS5003（走 UART）
12. 步驟 6：裝 ESPHome，建立裝置
13. 步驟 7：完整設定檔
14. 步驟 8：燒錄，然後看日誌
15. 你會看到什麼（正常的樣子）
16. 步驟 9：確認 HA 收到了
17. 步驟 10：數值怎麼判讀
18. PM2.5 實際怎麼看
19. 甲醛實際怎麼看
20. VOC 指數實際怎麼看
21. 二、空氣清淨機
22. ⚠ 三個換算陷阱
23. 三、全熱交換器 / 換氣扇
24. 四、減少污染源（最被低估）
25. 五、植物
26. 外面空污自動關窗、開清淨機
27. 甲醛偏高提醒
28. 步驟 13：儀表板
29. 常見問題
30. 一、PM2.5 數字一直是 0
31. 二、VOC 指數一直在 100 不動
32. 三、甲醛讀數在 0.00 到 0.01 跳
33. 四、裝置偶爾離線
34. 五、溫度比實際高兩三度

這篇從「什麼都還沒買」開始，做到一台同時量 PM2.5、甲醛、TVOC、CO2 的空氣品質站，並且告訴你每個數字該怎麼判讀、買多大的清淨機才夠。

每一步都有「你會看到什麼」。做完第三步能自己確認第三步成功了，才走第四步。



做完這篇你會有什麼

• 一台插電就運作的空氣品質站，HA 裡有 PM2.5、PM10、甲醛、VOC 指數、CO2、溫度、濕度
  
• 一組對照台灣法定標準的判讀基準，知道「多少算超標」
  
• 一個會自己算「你家該買多大清淨機」的公式，而不是看廣告上的坪數
  
• 煮菜自動開抽油煙機、外面空污自動關窗的自動化
  

總成本 1500 到 2800 元，看你要裝幾項。可以只做 PM2.5 那一項（約 900 元），之後再加。

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先講清楚哪些測得準、哪些測不準

這是買之前最該知道的事。四項的「可信度」差很多，花一樣的錢買到的東西品質差非常遠。

• PM2.5 —— 測得準，值得買。 原理是雷射散射：讓空氣通過一道雷射，量被顆粒散射掉多少光。這是直接量顆粒本身
  
• CO2 —— 測得準，但要買對。 必須是 NDIR 或光聲學原理的（SCD40/SCD41/MH-Z19C）。標示 eCO2 的是從 VOC 推算的，不能用
  
• 甲醛 —— 要買對才準，而且貴。 真的甲醛感測器是電化學式的，市面上大量標示「甲醛」的便宜模組其實是 VOC 感測器換個標籤
  
• TVOC —— 測不準絕對值，只能看趨勢。 這是原理限制，不是便宜貨的問題。下面會解釋
  

為什麼 TVOC 天生測不準

TVOC 是「總揮發性有機化合物」，它不是一種東西，是幾百種不同分子的總和。而感測器（金屬氧化物半導體）對每一種分子的敏感度都不一樣 —— 對酒精極度敏感、對某些醛類反而遲鈍。

所以當它說「0.5 ppm」，那意思其實是「如果空氣裡全部都是某種參考氣體，那濃度會是 0.5」。你家空氣不可能是那個組合，所以這個數字沒辦法跟法規的 0.56 ppm 直接比。

Sensirion 的 SGP40/SGP41 乾脆不給濃度，只給一個「VOC 指數」：它記住你這個房間過去幾天的平均，把它定義成 100，然後告訴你現在比平常高還是低。這是誠實的做法 —— 它承認自己只能比較，不能定量。

所以 TVOC 這一項的正確用法是：

• 看「突然變高」 —— 剛噴完清潔劑、剛開新傢俱的包裝、油漆味
  
• 不要拿它的數字去對法規
  
• 不要用它來判斷「新家能不能住」 —— 那要送檢
  

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步驟 1：買零件



括號裡是台灣賣場（蝦皮、露天、iCShop、台灣物聯科技）常見的搜尋關鍵字。

核心（一定要買）

• ESP32 開發板 ×1（搜「ESP32 DevKit V1」或「ESP32-WROOM-32 開發板 38pin」，約 150-250 元）
  
• 杜邦線 母對母 ×1 排（搜「杜邦線 母對母 20cm」，約 40 元）
  
• USB 充電器 5V/2A ×1 —— 這台要 2A，不要用 1A 的，理由在步驟 2
  
• 麵包板 ×1（搜「麵包板 830 孔」，約 50 元）—— 這台線比較多，用麵包板做電源分配會輕鬆很多
  

PM2.5：兩個選擇

• PMS5003（搜「PMS5003 粉塵感測器」，約 450-750 元）—— 推薦這個。體積小、反應快、同時給 PM1.0/PM2.5/PM10 三個值，還能給顆粒數量分布
  
• SDS011（搜「SDS011 空氣品質感測器」，約 450-700 元）—— 體積大一圈、只給 PM2.5 和 PM10，但內建工作週期功能（下面說），配線跟設定都最省事
  

買 PMS5003 的話，要一起買轉接板：模組本體的接頭是 1.25mm 間距的細排線，杜邦線插不進去。搜「PMS5003 轉接板」或「PMS5003 排線」，大約 50-100 元，有些賣場會附。這是最多人買回來才發現的坑。

甲醛（選配，想測就一定要買對的）

• SFA30（搜「SFA30 甲醛感測器」或「Sensirion SFA30」，約 900-1400 元）—— 電化學式，走 I2C，是這個價位帶唯一真的在測甲醛的
  

⚠ 不要買什麼：標題寫「甲醛檢測模組」但型號是 ZE08-CH2O 以外的雜牌、或者根本不標型號的。兩三百塊的「甲醛模組」幾乎都是 VOC 感測器改標籤 —— 你對它噴酒精，甲醛數字就會飆，那顯然不是在測甲醛。

TVOC（選配，便宜，順手加）

• SGP40 或 SGP41 模組（搜「SGP40 模組」，約 250-450 元）—— 走 I2C，給的是 VOC 指數
  

CO2（選配）

• SCD41 模組（搜「SCD41 模組」或「GY-SCD41」，約 700-1200 元）—— 走 I2C，同時給 CO2、溫度、濕度
  

建議的組合

• 預算有限、只想解決一件事 → ESP32 + PMS5003，約 900 元
  
• 一般家庭的甜蜜點 → ESP32 + PMS5003 + SCD41 + SGP40，約 2000 元
  
• 剛裝潢完 → 再加 SFA30，約 3000 元。裝潢後半年測完可以把它拆下來給別人
  

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步驟 2：認腳位，順便解決供電問題

ESP32 的腳位（DevKit V1，USB 座朝自己、晶片朝上，看絲印）：

• 5V（有些板子印 VIN） —— 給 PMS5003 供電
  
• 3V3 —— 給 I2C 那幾顆供電
  
• GND —— 板子上有好幾隻，都可以用
  
• D21 / D22（GPIO21 / GPIO22）—— I2C 的 SDA / SCL
  
• D16 / D17（GPIO16 / GPIO17）—— UART 的 RX / TX
  

⚠ 為什麼這台要 2A 的充電器

PMS5003 和 SDS011 裡面都有一顆小風扇，要把空氣抽過雷射區。馬達啟動的瞬間電流會比運轉時大很多，而 ESP32 的 Wi-Fi 發射瞬間也有一個尖峰 —— 兩個尖峰撞在一起，1A 的劣質充電器會撐不住。

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