Das Warum

In der Zeit, in der die Fenster häufig geschlossen bleiben, wird die Luft schnell «dick». Die Luftfeuchtigkeit sowie der CO₂-Gehalt steigen. CO₂ wird in «parts per million» (ppm) gemessen – also in «Teilen CO₂ pro eine Million Luftmoleküle». So lässt sich gut vergleichen, wie stark die Innenraumluft im Vergleich zur Aussenluft mit CO₂ angereichert ist. Bei erhöhten Werten können folgende Probleme auftreten:

Quelle: ASHRAE (2022). ASHRAE Position Document on Indoor Carbon Dioxide – PDF

Analog ist auch eine zu hohe oder zu tiefe Luftfeuchtigkeit nicht gesund. Ist sie zu tief, führt dies zu trockenen Schleimhäuten, gereizter Haut und erhöhter Infektionsanfälligkeit. Ist sie zu hoch, fördert das Schimmelbildung, Staubmilben und andere Bioorganismen, welche Atemwegserkrankungen, Allergien und Asthma begünstigen.

Quelle: Wang, W., Zhang, X., & Li, W. (2023). Effects of indoor humidity on human health and comfort: A systematic review. Building and Environment – Artikel

Das zeigt, dass regelmässiges Lüften sehr wichtig ist. Der E‑Paper‑Raumluft‑Monitor hilft mir und meinen Mitbewohnenden, diese Werte im Griff zu behalten und so ein möglichst gutes Raumklima zu erreichen.

Hardware im Überblick

Folgende Hardware habe ich verbaut – alles Komponenten, die ich bereits zu Hause hatte:

• Gerät: M5Paper (ESP32 + 4,7” E‑Ink) – Werbegeschenk
• Sensor: Sensirion SCD40 (CO₂ + Temperatur + Luftfeuchte) – vor ein paar Jahren gekauft, aber nie eingesetzt
• Status‑Indikator: HEX RGB LED Board (SK6812) – lag ebenfalls seit Längerem ungenutzt herum
• Backend / Dashboard: Raspberry Pi 4 – bereits im Heimnetzwerk im Einsatz
• Stromversorgung (mittlerweile nur noch USV): Chimpy PowerBank – wie das mit Powerbanks so ist: Man vergisst sie zurückzubringen und irgendwann gehören sie einem halt
• «Gehäuse»: Karton – aus dem Altpapier gerettet

E‑Paper‑Raumluft‑Monitor

Das Ziel des E‑Paper‑Raumluft‑Monitors ist, dass er so lange unauffällig bleibt, wie sich die Luftqualität im grünen Bereich befindet – aber sichtbar wird, sobald definierte Schwellenwerte überschritten werden. Dies wird durch das LED‑Board erreicht, das bei kritischen Werten zu blinken beginnt. Ausserdem zeigt das E‑Paper‑Display jederzeit die aktuelle Luftqualität sowie eine kurze Empfehlung, was zu tun ist.

Dashboard

Das Dashboard soll uns helfen, den Verlauf der Luftqualität zu verstehen und uns motivieren, sie zu verbessern. Dazu zeige ich interaktive Grafiken und einige einfach zu interpretierende Kennzahlen. Das Dashboard soll ein Motivator sein, die Luftqualität langfristig im Blick zu behalten. Im Folgenden ein kleiner Einblick in das Dashboard.

Telegram Bot

Das aktive Anschauen der Statistiken auf dem Dashboard ist eine bewusste Entscheidung, die man im Alltag leicht vergisst. Darum habe ich einen Telegram‑Bot erstellt, der jeden Morgen um 7 Uhr einen Bericht über den letzten Tag in unseren WG‑Chat schickt. Das soll zusätzlich helfen, das Bewusstsein zu stärken und die Luftqualität im Alltag zu verbessern.

Was kommt in Teil 2

Im zweiten Teil dieser Blog‑Serie möchte ich mehr auf den Code und die Implementation eingehen und zeigen, welche Herausforderungen es zu lösen gab. Ausserdem wird dann auch das GitHub‑Repository öffentlich sein, sodass interessierte Leser:innen den Code im Detail studieren, Verbesserungen vorschlagen oder sich ihren eigenen E‑Paper‑Raumluft‑Monitor bauen können.

Zum Schluss

Github

Das GitHub‑Repository ist aktuell noch nicht öffentlich. Spätestens mit Teil 2 der Blog‑Serie werde ich es freischalten.

Willst du mithelfen?

Wenn du das Projekt spannend findest und mithelfen möchtest, hast du zum Beispiel folgende Möglichkeiten:

• Trage zum Code im GitHub‑Repository bei (sobald es veröffentlicht ist).
• Hast du einen 3D‑Drucker und Erfahrung im Design von 3D‑Objekten?
  • Dann freue ich mich über ein schönes Case‑Design für den E‑Paper‑Raumluft‑Monitor.
• Hast du Ideen für weitere Sensoren?
  • Schreibe einen Kommentar und/oder sponsere den entsprechenden Sensor.
• Hast du Hinweise, Feedback oder sonstige Kommentare?
  • Hinterlasse einen Kommentar oder melde dich direkt bei mir.

Note: This English version was created with the help of automated translation and I am not a native English speaker. If you notice any unclear or incorrect wording, feel free to point it out in the comments or reach out via e-mail so I can improve the text.

Why this project?

When windows stay closed for longer periods, the air indoors quickly becomes “stale”. Both humidity and the CO₂ level rise. CO₂ is measured in parts per million (ppm) – essentially “CO₂ molecules per one million air molecules”. This makes it easy to compare how much more CO₂ is present indoors compared to fresh outdoor air. At elevated levels, the following issues can occur:

Source: ASHRAE (2022). ASHRAE Position Document on Indoor Carbon Dioxide – PDF

Humidity that is too high or too low is also unhealthy. If it is too low, this leads to dry mucous membranes, irritated skin and a higher susceptibility to infections. If it is too high, it promotes mould growth, dust mites and other bio-organisms that can contribute to respiratory illnesses, allergies and asthma.

Source: Wang, W., Zhang, X., & Li, W. (2023). Effects of indoor humidity on human health and comfort: A systematic review. Building and Environment – article

All of this shows how important regular airing is. The e-paper room air monitor helps my flatmates and me to keep these values in check and maintain a healthy indoor climate.

Hardware overview

The hardware is intentionally simple – mainly components I already had at home:

• Device: M5Paper (ESP32 + 4.7” e‑ink) – conference swag I never really used
• Sensor: Sensirion SCD40 (CO₂ + temperature + humidity) – bought a while ago, but never deployed
• Status indicator: HEX RGB LED Board (SK6812) – also lying around unused
• Backend / dashboard: Raspberry Pi 4 – already running in my home network
• Power supply (now just as UPS): Chimpy power bank – one of those you forget to return and at some point it is just yours
• “Case”: cardboard – rescued from the paper recycling bin

The e-paper room air monitor

The goal of the e-paper room air monitor is to stay unobtrusive as long as the air quality is within the green range, but to become clearly visible when defined thresholds are exceeded. This is achieved via the LED board, which starts blinking when values reach warning levels. The e-paper display always shows the current air quality plus a short recommendation of what to do.

Dashboard

The dashboard is there to help us understand how air quality develops over time and to keep us motivated to improve it. It shows interactive charts and a few easy-to-interpret metrics. The dashboard is meant to be a gentle nudge to keep an eye on indoor air quality in the long run. Here is a small preview:

Telegram bot

Actively opening the dashboard and looking at graphs is a conscious decision that is easy to forget in everyday life. To counter that, I built a Telegram bot that posts a short summary of the previous day every morning at 7 a.m. into our flat’s group chat. This helps raise awareness and makes it easier to improve air quality habits.

What is coming in part 2

In the second part of this blog series I want to dive deeper into the code and the implementation and talk about the challenges I ran into. I also plan to make the GitHub repository public by then, so interested readers can study the code, propose improvements or build their own version of the e-paper room air monitor.

Finally

GitHub

The GitHub repository is not public yet. I will open it at the latest when part 2 of this series is published.

Want to contribute?

If you find the project interesting and would like to contribute, here are a few ideas:

• Contribute to the code in the GitHub repository (once it is public).
• Do you have a 3D printer and experience designing 3D objects?
  • I would love a nice case design for the e-paper room air monitor.
• Do you have ideas for additional sensors?
  • Leave a comment and/or sponsor a sensor.
• Do you have hints, feedback or general comments?
  • Leave a comment or reach out to me directly.

Arbeitest du in der Welt der IT Security oder bist du einfach sonst IT Security affin und ab und zu in Airbnb Wohnungen? Dann überprüfe doch, dass nächste mal, den Router auf die grundlegenden Sicherheitsvorkehrungen und sollten diese nicht genügend sein, behebe sie und/oder informiere den Airbnb Host.

Alles folgende ist die “Long Story”…

Wochenendausflug ins Tessin

Kürzlich war ich für ein Wochenende im Tessin, genauer in Ascona und habe dort ein Airbnb gemietet. Zum See trennte die Wohnung nur eine schöne, mit Restaurants gespickten Promenade. Auch an der Einrichtung des Airbnb gab es nichts zu bemängeln. Ascona und allgemein das Tessin, kann ich jedem empfehlen. Versuch auch einfach mal los zu laufen und schauen wo es dich hinführt, denn es gibt so schöne Plätze, die findest du nicht mit Google Maps.

Das fehlende Passwort (Fancy Beschreibung: The vulnerability)

Eigentlich wollte ich das ganze Wochenende mein Notebook höchstens für einen Film am Abend hervor holen. Doch dann, als ich mich mit dem WLAN verbinden wollte und auf der Rückseite des Routers (eigentlich WLAN-Router) den Aufdruck: Default Access: http://tplinkmodem.net. sah, waren meine guten Vorsätze schon wieder weg…

Ich konnte es dann natürlich nicht sein lassen, mal zu schauen was ich denn auf dieser URL tun kann. Erwartet habe ich eine standard Maske, mit einer Benutzername und Passwort Abfrage. In dem Fall hätte ich es dann auch sein lassen (Da ich ja eigentlich mal entspannend wollte). Tatsächlich war es dann auch eine standard Maske, jedoch fragte mich diese nach einem neuen Passwort, sowie dessen Bestätigung.

Das Problem

Vielleicht fragst du dich jetzt: Warum ist das ein Problem? Gute Frage, ich versuche dir das im folgenden zu erklären:

Router Webinterface

Auf was ich mich durch die Adresse “http://tplinkmodem.net” verbunden habe, ist das sogenannte Webinterface des Routers. Alle WLAN-Router (oder einfach nur Router, Access Point etc.) bieten ein Webinterface um diesen zu konfigurieren. Im folgenden einige Beispiele, was alles konfiguriert werden kann:

• Setzen des WLAN Namens sowie des Passworts
• Einrichten eines VPN (Virtual Private Network)
• Bevorzugen von Geräten
• Aussperren von Geräten (block und allowlisting)
• Aktivieren des Stromsparmodus
• Einrichten eines Gäste WLANs
• etc.

Wenn der Zugang zum Webinterface des Routers, ohne Passwort (oder in meinem Fall hat wohl einfach noch nie jemand ein Passwort hinterlegt) möglich ist, steht jedem der sich mit diesem WLAN verbindet, die Einstellungen des Routers offen. Da der Router praktisch immer, die erste IP Adresse des Adressbereichs hat, findet man auch ohne Tools wie nmap, das Webinterface relativ schnell. Bei dir Zuhause hat der Router ziemlich sicher die Adresse 192.168.1.1. Wie oben kurz aufgezählt kann man bei heutigen Routern diverses einstellen, was zu ernsthaften Problemen führen kann. Im Folgenden nur ein paar Ideen was mit ein wenig krimineller Energie angestellt werden kann:

• Den Router verkonfigurieren, so dass er nicht mehr funktioniert.
• Eigene Geräte bevorzugen.
• Eine MAC Address allowlist anlegen, so dass sich nur noch die eigenen Geräte verbinden können.
• Ein VPN einrichten, so dass man später seinen Datenverkehr über den Internetanschluss der Airbnb Wohnung umleiten kann.
• Den gesamten Datenverkehr über einen Zwischenpunkt leiten, so dass dieser ausgelesen werden kann (Man-in-the-middle).
• etc.

Vor allem Punkt 4 und 5, kann je nachdem für den Airbnb Host zu juristischen Problemen führen. Denn ich könnte nun über das VPN, welches ich eingerichtet hätte, einen Angriff gegen jemanden starten. Für denjenigen, den ich angreife, sieht es dann so aus, als ob der Airbnb Host den Angriff fährt. (Sehr vereinfacht ausgedrückt)

Die Behebung

Nun, was macht man in einer solchen Situation? Man will ja auch keinesfalls zu weit gehen und selber Probleme bekommen.

Ich habe mich dafür entschieden, dem Quick Setup Guide zu folgen und somit ein Passwort für das Webinterface des Routers zu setzen. Nebenbei habe ich auch gleich noch die Firmware aktualisiert.

Weitere Einstellungen, welche ich bei meiner eigenen Airbnb Wohnung tätigen würde, wenn ich denn eine hätte, habe ich nicht vorgenommen.

Die Meldung

Zum Schluss habe ich eine Nachricht an den Host geschrieben, in welcher ich ihn informiert habe was das Problem war und warum das ein Problem ist, sowie das ich es behoben habe. Ebenfalls habe ich ihm beschrieben, wie er das Passwort erneut ändern kann, damit auch ich keinen Zugriff mehr auf den Router habe.

Diese Meldung habe ich in möglichst einfachen Worten verfasst, so dass auch jemand der (offensichtlich (sorry…)) keine Ahnung von IT hat, versteht was ich gemacht habe.

Abgeschlossen habe ich mit meiner E-Mail Adresse und dem Hinweis, dass er mich bei weiteren Fragen kontaktieren darf. Ich denke die Angabe einer Kontaktadresse ist wichtig um vertrauenswürdig zu erscheinen. In meinem Fall hatte er diese natürlich schon von der Buchung…

Der Host hat sich sehr schnell gemeldet, mit einem Dankeschön und dem Hinweis, dass er das Passwort bei Gelegenheit ändern wird.

Fazit

Mit diesem kurzen Blogeintrag möchte ich dich als Leser dazu motivieren bei deinem nächsten Aufenthalt in einer Airbnb Wohnung (oder auch sonst wo) das Netzwerk und vor allem den Router auf die einfachsten Sicherheitsvorkehrungen zu prüfen und diese, wenn nicht vorhanden, zu melden und/oder gleich zu implementieren.

Das ganze (abgesehen von diesem Blogeintrag) hat mich ca. 30min gekostet und ein weiteres unsicheres Netzwerk ist nun etwas sicherer geworden. Im Endeffekt ist jedes Netzwerk, dass die grundlegenden Sicherheitsvorkehrungen erfüllt, ein Netzwerk weniger von welchem Angriffe auf Firmen, Privatpersonen, Journalisten etc. gestartet werden können.

Was hättest du in meiner Situation gemacht? Was hast du sonst für Ideen (rein hypothetisch versteht sich) was man mit ein wenig krimineller Energie hätte anstellen können?