v1.10.0: intégration capteur CCS811 (TVOC/eCO2, I2C)

Nouveau capteur de qualité d'air CCS811 sur le bus I2C, calqué sur le
pattern S88 (local-only, pas encore dans le payload de transmission).

- CCS811/get_data.py (lecture live) + write_data.py (timer 10s, self-heal table)
- table data_CCS811 (timestamp, eCO2, TVOC) dans create_db.py
- config CCS811 (bool) + CCS811_address (0x5A/0x5B, défaut 0x5A) dans set_config.py
- service+timer systemd nebuleair-ccs811-data (10s) + ajout boucle d'activation
- admin.html: case d'activation + dropdown adresse I2C
- sensors.html: carte Get Data (TVOC + eCO2)
- database.html + launcher.php: consultation/export/stats data_CCS811
- lib adafruit-circuitpython-ccs811 dans installation_part1.sh
- CCS811/README.md: câblage, adresses, warning clock-stretching I2C sur Pi
- CLAUDE.md + changelog mis à jour

Co-Authored-By: Claude Opus 4.8 (1M context) <noreply@anthropic.com>
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PaulVua
2026-06-02 14:27:11 +02:00
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83
CCS811/README.md Normal file
View File

@@ -0,0 +1,83 @@
# CCS811 — Capteur qualité d'air (eCO2 / TVOC)
Capteur de gaz **MOX** (oxyde métallique) AMS CCS811. Connecté en **I2C**.
## ⚠ À lire avant de câbler
Le CCS811 **n'est pas** un capteur CO2 NDIR comme le Senseair S88. C'est un capteur
de COV (composés organiques volatils) qui mesure :
- **TVOC** (Total Volatile Organic Compounds) — en **ppb**. C'est la mesure réellement
utile / fiable du capteur, et celle qui nous intéresse ici.
- **eCO2** (CO2 *équivalent*) — en **ppm**, plage 4008192. Valeur *calculée* à partir
du TVOC par un algorithme interne, ce **n'est pas** une mesure directe du CO2. Pour
un vrai CO2, utiliser le S88. On stocke quand même l'eCO2 (gratuit, vient de la même
lecture) mais ne pas le confondre avec une mesure NDIR.
## ⚠ Clock-stretching I2C sur Raspberry Pi
Le CCS811 utilise massivement le **clock-stretching** I2C. Le contrôleur I2C matériel
du Raspberry Pi (BSC) gère **mal** le clock-stretching (bug matériel documenté). Sans
mitigation, les lectures échouent typiquement en `OSError` / `Remote I/O error`.
**Mitigation** : ralentir le bus I2C dans `/boot/firmware/config.txt` :
```
dtparam=i2c_arm_baudrate=10000
```
(10 kHz au lieu de 100 kHz par défaut.) Reboot ensuite. À valider au bench — sur
certains modules/CM4 ça passe à 100 kHz, sur d'autres non.
Vérifier la présence du capteur :
```bash
sudo i2cdetect -y 1 # doit montrer 5a (ou 5b selon la broche ADDR)
```
## Adresse I2C
- **0x5A** : ADDR à GND — défaut des breakouts **Adafruit**. Valeur par défaut du firmware.
- **0x5B** : ADDR à VDD — défaut des breakouts **SparkFun** / modules génériques.
Configurable dans `admin.html` (clé config `CCS811_address`, dropdown 0x5A / 0x5B).
## Câblage I2C
| CCS811 | Raspberry Pi |
|---|---|
| VCC / VIN | 3.3V |
| GND | GND |
| SDA | SDA (GPIO2) |
| SCL | SCL (GPIO3) |
| WAK / nWAKE | GND (réveil permanent ; sinon laisser le module gérer) |
| ADDR | GND → 0x5A, VDD → 0x5B |
⚠ La plupart des breakouts CCS811 sont en **3.3V** logique. Ne pas alimenter en 5V
sans level-shifter sauf si le module embarque son propre régulateur + shifter.
## Burn-in / conditionnement
- **Burn-in initial** : ~48 h de fonctionnement continu avant des valeurs stables (1ère mise en service).
- **Warm-up** à chaque démarrage : ~20 min pour des valeurs fiables. Au démarrage le
capteur renvoie souvent eCO2=400 ppm / TVOC=0 ppb (valeurs de repos).
## Implémentation NebuleAir
- `CCS811/get_data.py` — lecture live (bouton "Get Data" du web). Affiche
`{"eCO2": <ppm>, "TVOC": <ppb>}` ou `{"error": "..."}`.
- `CCS811/write_data.py` — lecture périodique (timer systemd, toutes les 10 s),
écrit dans la table `data_CCS811 (timestamp, eCO2, TVOC)`.
Librairie Python : `adafruit-circuitpython-ccs811` (installée par
`installation_part1.sh`). La table est créée par `sqlite/create_db.py` et
self-healée par `write_data.py` (CREATE TABLE IF NOT EXISTS) — garder les deux
schémas synchro.
Activation : `admin.html` → case "Send VOC sensor data (CCS811)".
### Pistes d'amélioration (non implémentées)
Le CCS811 supporte une compensation température/humidité (`SET_ENV_DATA`). Comme le
boîtier embarque déjà un BME280, on pourrait lui pousser temp/hum à chaque lecture
pour améliorer la précision. Non fait en v1 pour garder le script simple et autonome.

87
CCS811/get_data.py Normal file
View File

@@ -0,0 +1,87 @@
'''
Live read of the AMS CCS811 air-quality sensor (used by the web "Get Data" button).
Prints a JSON object: {"eCO2": <int_ppm>, "TVOC": <int_ppb>} or {"error": "<message>"}.
CCS811 is a MOX gas sensor: it outputs an equivalent CO2 (eCO2, derived from VOCs)
and a Total VOC (TVOC). It is NOT an NDIR CO2 sensor like the S88. TVOC is the
primary measurement of interest here.
I2C, library adafruit-circuitpython-ccs811. Address read from config_table
(key CCS811_address, e.g. "0x5A" Adafruit / "0x5B" SparkFun), default 0x5A.
Usage: /usr/bin/python3 /var/www/nebuleair_pro_4g/CCS811/get_data.py [address]
'''
import json
import sqlite3
import sys
import time
DB_PATH = "/var/www/nebuleair_pro_4g/sqlite/sensors.db"
DEFAULT_ADDRESS = 0x5A
# CCS811 produces a fresh sample every 1 s in drive mode 1. Poll data_ready a few
# times to cover the case where the driver was just (re)initialised.
DATA_READY_RETRIES = 30
DATA_READY_DELAY = 0.2 # seconds
def get_address_from_config():
try:
conn = sqlite3.connect(DB_PATH)
cursor = conn.cursor()
cursor.execute("SELECT value FROM config_table WHERE key = ?", ("CCS811_address",))
row = cursor.fetchone()
conn.close()
if row and row[0]:
return int(str(row[0]), 16)
except Exception:
pass
return DEFAULT_ADDRESS
def main():
if len(sys.argv) > 1:
try:
address = int(sys.argv[1], 16)
except ValueError:
print(json.dumps({"error": f"invalid address {sys.argv[1]}"}))
return
else:
address = get_address_from_config()
try:
import board
import busio
import adafruit_ccs811
except Exception as e:
print(json.dumps({"error": f"library import failed: {e}"}))
return
try:
i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)
ccs811 = adafruit_ccs811.CCS811(i2c, address=address)
except Exception as e:
print(json.dumps({"error": f"cannot init CCS811 at {hex(address)}: {e}"}))
return
try:
ready = False
for _ in range(DATA_READY_RETRIES):
if ccs811.data_ready:
ready = True
break
time.sleep(DATA_READY_DELAY)
if not ready:
print(json.dumps({"error": "CCS811 data not ready (warming up?)"}))
return
eco2 = ccs811.eco2
tvoc = ccs811.tvoc
print(json.dumps({"eCO2": int(eco2), "TVOC": int(tvoc)}))
except Exception as e:
print(json.dumps({"error": f"CCS811 read error: {e}"}))
if __name__ == "__main__":
main()

98
CCS811/write_data.py Normal file
View File

@@ -0,0 +1,98 @@
'''
Script to get air-quality values from the AMS CCS811 sensor and write to database.
/usr/bin/python3 /var/www/nebuleair_pro_4g/CCS811/write_data.py
CCS811 is a MOX gas sensor: eCO2 (equivalent CO2 in ppm, derived from VOCs) and
TVOC (Total VOC in ppb). TVOC is the primary measurement of interest.
I2C, library adafruit-circuitpython-ccs811. Address from config_table
(key CCS811_address, e.g. "0x5A" / "0x5B"), default 0x5A.
'''
import sqlite3
import sys
import time
DB_PATH = "/var/www/nebuleair_pro_4g/sqlite/sensors.db"
DEFAULT_ADDRESS = 0x5A
DATA_READY_RETRIES = 30
DATA_READY_DELAY = 0.2 # seconds
def get_config(cursor, key, default):
cursor.execute("SELECT value FROM config_table WHERE key = ?", (key,))
row = cursor.fetchone()
return row[0] if row else default
def main():
conn = sqlite3.connect(DB_PATH)
cursor = conn.cursor()
# Self-heal: ensure the table exists even if create_db.py was skipped during OTA.
# Duplicates the canonical schema from sqlite/create_db.py — keep them in sync.
cursor.execute("""
CREATE TABLE IF NOT EXISTS data_CCS811 (
timestamp TEXT,
eCO2 INTEGER,
TVOC INTEGER
)
""")
conn.commit()
addr_str = get_config(cursor, "CCS811_address", "0x5A")
try:
address = int(str(addr_str), 16)
except ValueError:
address = DEFAULT_ADDRESS
try:
import board
import busio
import adafruit_ccs811
except Exception as e:
print(f"CCS811: library import failed: {e}")
conn.close()
sys.exit(1)
try:
i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)
ccs811 = adafruit_ccs811.CCS811(i2c, address=address)
except Exception as e:
print(f"CCS811: cannot init at {hex(address)}: {e}")
conn.close()
sys.exit(1)
try:
ready = False
for _ in range(DATA_READY_RETRIES):
if ccs811.data_ready:
ready = True
break
time.sleep(DATA_READY_DELAY)
if not ready:
print("CCS811: data not ready (warming up?), skipping.")
return
eco2 = int(ccs811.eco2)
tvoc = int(ccs811.tvoc)
cursor.execute("SELECT last_updated FROM timestamp_table LIMIT 1")
row = cursor.fetchone()
rtc_time_str = row[0]
cursor.execute(
"INSERT INTO data_CCS811 (timestamp, eCO2, TVOC) VALUES (?, ?, ?)",
(rtc_time_str, eco2, tvoc),
)
conn.commit()
print(f"eCO2: {eco2} ppm, TVOC: {tvoc} ppb (saved at {rtc_time_str})")
except Exception as e:
print(f"CCS811 error: {e}")
finally:
conn.close()
if __name__ == "__main__":
main()