睡眠時のCO2濃度を観察！ESP-WROOM02でCO2センサー(MH-Z19)を稼働してみる！

こんばんわ！

今回は前回の続きで、実際に寝室で窓を閉めた状態で寝た場合どのようにCO2濃度が変化していくのかを、

ESP-WROOM02とCO2センサー(MH-Z19)で実験してみようと思います！

前回の記事↓

朝の眠気にも影響!? ESP-WROOM02( ESP8266)でCO2濃度を測定してみる(MH-Z19)

では、まず前回のおさらいとして、CO2濃度は日常生活において大きな影響を及ぼすことを説明した後に、

実際にESP-WROOM02とCO2センサー(MH-Z19)を使ってCO2を取得してみるところまでやりましね！

今回はその応用として、0時00分から7時00分まで30分ごとにCO2(ppm)を取得し、

取得した時間とCO2(ppm)をシリアルモニターに表示します。ついでにグラフ化して見やすくしてみたいと思います。

では早速手順の説明に入りたいと思います！

★目次★

①「時間を取得するためのライブラリーを用意」
②「プログラミング」
③「実験結果！」

①「時間を取得するためのライブラリーを用意」

・今回もGitHbuで公開されているライブラリ、「NTP.h 」というものを使わせて頂きますので

ArduinoIEDにこちらのライブラリーを入れてください。

手順は簡単で、こちらからライブラリーをダウンロードして解凍します。

解凍が終わりましたら「sketchLibraryNTP-master」というフォルダーごと、

「libraries」(C:\Users\…..\arduino\libraries)に入れるだけです。

※ArduinoIEDでMH-Z19を使えるようにするためのライブラリー「mhz19_uart-master」をまだ導入していない方はこちらも導入しておきましょう！

こちらからライブラリーをダウンロードして解凍、「mhz19_uart-master」というフォルダーごと「libraries」(C:\Users\…..\arduino\libraries)に入れるだけです。

あとはArduinoを再起動し、ファイルスケッチ例の中にsketchLibraryNTPとmhz19_uartがあれば準備完了です。

②「プログラミング」

・時間も取得するため、前回のプログラムにタイムゾーンの設定やWI-FIの設定、

日時と時刻の取得をするプログラムを追記しました。

/*----------------------------------------------------------
    MH-Z19 CO2センサーサンプルプログラム
  ----------------------------------------------------------*/

//ESP-WROOM02をWI-FIに取得するためのライブラリー
#include <ESP8266WiFi.h>

//MH-Z19取得に必要なライブラリー
#include <MHZ19_uart.h>

//日付取得に必要なライブラリー
#include <NTP.h>

//日本時刻に設定(タイムゾーン)
#define JST     3600*9

//接続する無線のSSID
#define WIFI_SSID   "***"

//接続する無線のPS
#define WIFI_PASSWORD   "***"

//MH-Z19に接続するためのpinナンバー
const int rx_pin = 4;	//Serial rx pin no
const int tx_pin = 5;	//Serial tx pin no

MHZ19_uart mhz19;

//日付格納
String date;

/*----------------------------------------------------------
    MH-Z19 CO2 sensor  setup
  ----------------------------------------------------------*/
void setup() {

  // 自分のネットワークに合わせてください
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    Serial.print('.');
    delay(500);
  }

  //タイムゾーン設定
  configTime( JST, 0, "ntp.nict.jp", "ntp.jst.mfeed.ad.jp");

  Serial.begin(115200);
  pinMode(12, OUTPUT);//メッセージ用LEDなので無くても問題ありません。
  mhz19.begin(rx_pin, tx_pin);
  mhz19.setAutoCalibration(false);
  Serial.println("MH-Z19 now warming up...  status:");
  Serial.println(mhz19.getStatus());
  delay(1000);


}



/*----------------------------------------------------------
   日付取得
  ----------------------------------------------------------*/
void getTime() {

  ntp_begin(2390);

  time_t n = now();
  time_t t;

  char s[20];
  const char* format = "%04d/%02d/%02d_%02d:%02d:%02d,";
  // JST
  t = localtime(n, 9);
  sprintf(s, format, year(t), month(t), day(t), hour(t), minute(t), second(t));
  date = s;
  //日付と時間表示
  Serial.println("JST : " + date);
}

/*----------------------------------------------------------
    メイン
  ----------------------------------------------------------*/
void loop() {

  //日時時刻取得
  getTime();

  int co2ppm = mhz19.getPPM();
  int temp = mhz19.getTemperature();

  //メッセージLED消灯
  digitalWrite(12, LOW);
  //CO2濃度出力
  Serial.print("co2: "); Serial.println(co2ppm);
  //気温出力(おまけ機能ですが精度は悪いです)
  Serial.print("temp: "); Serial.println(temp);
  //30分ごとに繰り返す
  delay(30 * 60 * 1000);
  //メッセージLED点灯
  digitalWrite(12, HIGH);
  //改行
  Serial.println();
}

100

101

102

103

/*----------------------------------------------------------

MH-Z19 CO2センサーサンプルプログラム

----------------------------------------------------------*/

//ESP-WROOM02をWI-FIに取得するためのライブラリー

#include <ESP8266WiFi.h>

//MH-Z19取得に必要なライブラリー

#include <MHZ19_uart.h>

//日付取得に必要なライブラリー

#include <NTP.h>

//日本時刻に設定(タイムゾーン)

#define JST 3600*9

//接続する無線のSSID

#define WIFI_SSID "***"

//接続する無線のPS

#define WIFI_PASSWORD "***"

//MH-Z19に接続するためのpinナンバー

const int rx_pin = 4; //Serial rx pin no

const int tx_pin = 5; //Serial tx pin no

MHZ19_uart mhz19;

//日付格納

String date;

/*----------------------------------------------------------

MH-Z19 CO2 sensor setup

----------------------------------------------------------*/

void setup() {

// 自分のネットワークに合わせてください

WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

Serial.print('.');

delay(500);

}

//タイムゾーン設定

configTime( JST, 0, "ntp.nict.jp", "ntp.jst.mfeed.ad.jp");

Serial.begin(115200);

pinMode(12, OUTPUT);//メッセージ用LEDなので無くても問題ありません。

mhz19.begin(rx_pin, tx_pin);

mhz19.setAutoCalibration(false);

Serial.println("MH-Z19 now warming up... status:");

Serial.println(mhz19.getStatus());

delay(1000);

}

/*----------------------------------------------------------

日付取得

----------------------------------------------------------*/

void getTime() {

ntp_begin(2390);

time_t n = now();

time_t t;

char s[20];

const char* format = "%04d/%02d/%02d_%02d:%02d:%02d,";

// JST

t = localtime(n, 9);

sprintf(s, format, year(t), month(t), day(t), hour(t), minute(t), second(t));

date = s;

//日付と時間表示

Serial.println("JST : " + date);

}

/*----------------------------------------------------------

メイン

----------------------------------------------------------*/

void loop() {

//日時時刻取得

getTime();

int co2ppm = mhz19.getPPM();

int temp = mhz19.getTemperature();

//メッセージLED消灯

digitalWrite(12, LOW);

//CO2濃度出力

Serial.print("co2: "); Serial.println(co2ppm);

//気温出力(おまけ機能ですが精度は悪いです)

Serial.print("temp: "); Serial.println(temp);

//30分ごとに繰り返す

delay(30 * 60 * 1000);

//メッセージLED点灯

digitalWrite(12, HIGH);

//改行

Serial.println();

}

実行結果はこんな感じになります↓

(シリアルモニターで表示)

2018/7/21追記

※表示されない場合、シリアルモニターの右下にあるbpsが115200bpsになっているか確認してください。

※シリアルモニターが選択できない場合、まずツールの中にあります「シリアルポート:COM　」

が選択されているか確認してください。

これが選択できない状態だたUSBケーブルが原因の可能性があります。

USBケーブルは必ずデータ通信が可能なものを使用しましょう。

※ビルドをした際に、こんなエラーが出たら書き込みモードになっていないのが原因です。

(GPIO 0(IO0)をLOWの状態で起動させるときのみ書き込みモード、LOWじゃなければ実行モードになります。)

改善されない場合はもう一度②「配線」を読み直してみてください。

③「実験結果！」

・実験方法は0時00分から7時00分まで30分ごとにCO2(ppm)を取得し、

取得した時間とCO2(ppm)をシリアルモニターに表示します。

ついでにグラフ化して見やすくしてみたいと思います。

(実際には少し遅刻して0時01分から開始しました)

実験環境は畳2畳分くらいの広さ寝室で、測定前に空気の入れ替えを30分しました。

その結果実験開始時には540ppmまで下がりました。(空気の入れ替え前は約750ppmでした)

	CO2濃度(ppm)	気温(℃)
0時00分	540	18
0時30分	1105	19
1時00分	1329	19
1時30分	1512	20
2時00分	1472	19
2時30分	1471	20
3時00分	1482	19
3時30分	1491	21
4時00分	1524	20
4時30分	1489	20
5時00分	1480	20
5時30分	1422	20
6時00分	1461	22
6時30分	1025(6時25分に窓を開けてみた)	21
7時00分	1488(6時31分に窓を閉めました）	21