朝の眠気にも影響!? ESP-WROOM-32とCO2センサー(MH-Z19)で二酸化炭素(CO2)を測定してみる!

こんにちは！

前回はESP-WROOM02でCO2(二酸化炭素)を取得する方法をご紹介しましたが、

今回はESP-WROOM32を使ってご紹介します！

前回の内容⇩

皆さんは日常生活でCO2(二酸化炭素)を気にしたことはありますか？

実はCO2は日常生活において大きな影響を及ぼすんです！

下記がCO2濃度の大まかの基準です。

350～500ppm	外気
500～1000ppm	一般的な屋内
1000～2000ppm	悪い室内空気環境
2000～2500ppm	眠気を感じてくる人が出てくる
2500～3000ppm	肩こりや頭痛を感じてくる人が出てくる
3000ppm～	集中力などが低下してくる

ちなみに、日本での二酸化炭素濃度の基準値は建築物衛生法によって、

居室内は1,000ppm以下、幼稚園、保育園、学校は1,500ppm以下と定められています。

では、自分の部屋が今どのくらいのCO2濃度(ppm)なのかESP-WROOM32とCO2センサーを使って測定してみましょうというのが前回内容で、

今回もほぼ同じようにご紹介したいと思います！
(開発環境はArduinoIEDを使用します)

今回CO2濃度に使うセンサーはMH-Z19Bというものを使います！

・MH-Z19BはCO2の濃度を赤外線で測定し、0～5000ppmの範囲で結果を、PWM通信のパルス幅または、

シリアル通信で出力してくれます。

サイズ上の画像を参考に縦が2cm、横金部分が2.6cm、基盤を含めた横が4cm
非分散形赤外線吸収式
電源 4.5〜5.5V
平均電流 20mA
インターフェイス UART または PWM 3.3V
動作温度 0～50度
プリヒート 3分
温度補正あり。精度は±50ppm + 5%

※今回はシリアル通信で作ります。

(CO2センサーで安価なものはMQ-135などがありますが正直熱を発生するし

精度があまり良くなかったです。)

それでは、早速取得したいと思います！

※2023年10月追記

0～5000ppmの範囲で測定できるMH-Z19Bは入手が難しく、現在は400～5000ppmがほとんどとなっています。

★目次★

①「使う部品」
- ②「IDEにESP-WROOM32とMH-Z19を使えるようにする」
③「回路」
④「いよいよプログラミング」
⑤「実行結果」

①「使う部品」

・MH-Z19B

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※MH-Z19Cモデルが秋月電子などで売っておりますが性能が上がっている分、扱いが難しく今回紹介するやり方では動きませんのでMH-Z19Bをご使用ください。

※MH-Z19Bモデルは現時点で、秋月電子などでの取り扱いは無いですので、電子工作ステーションうや楽天やメルカリにて入手することをお勧めします。

・ESP-WROOM-32 (ESP-WROOM-32D)

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※楽天にて横幅を細くしたバージョンが登場‼

pin番を無くした代わりに細くなっているので、ブレットボードで使いやすくなりました‼

6極ブレットボードではなく定番のブレットボードで使えるようになるのでススメです⇩⇩⇩

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ESP-WROOM-32とパソコンを繋ぐためのケーブルです。

100円ショップなどでも販売していますが、スマホ用充電専用タイプだと使えないのでご注意ください。

・ブレッドボード　６穴版　ＥＩＣ－３９０１ブレットボード

(ESP-WROOM32は幅が広い為6穴版でないと差せません)

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②「IDEにESP-WROOM32とMH-Z19を使えるようにする」

・Arduino IDEにESP-WROOM32を使えるようにするために、

ライブラリーをインストールする必要があります！

・こちらをご参考に↓

Arduino IDEでESP-WROOM-02(ESP8266)とESP-WROOM-32を使えるようにする！(Windows10)

・MH-Z19を使えるようにするためには、ライブラリーを入れる必要があります！

今回は「MHZ19_uart.h」というものを使わせて頂きますので

ArduinoIDE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。

・圧縮フォルダーの解凍が終わりましたら「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。

後はArduinoIDEを起動させ、ファイルスケッチ例の中にmhz19_uartがあれば準備完了です。

③「回路」

センサーの裏面にある記載を参考に接続していきましょう‼

MH-Z19B	接続箇所(接続pin)
Vin	5V( + )
GND	GND( – )
Tx	IO4
Rx	IO14

接続するとこんな感じです⇩

※画像をクリックすると綺麗に拡大できます。

※Tx、Rxは今回のプログラムに合わせて配置しているだけです。

空いているIOpinがあればそちらにしていただいても問題ありません。

④「いよいよプログラミング」

・ESP-WROOM32を書き込みモードにして下記のプログラムを書き込めば完了です！

・ＥＳＰ－ＷＲＯＯＭ－３２Ｄ開発ボードで、書き込みモードのやり方は、

ケーブル差し口左右にある小さなボタンでモードを切り替えます。

右ボタンを押しながら左ボタンをプッシュすると書き込みモードになります！

書き込みモードになるとシリアルモニターにはこんな感じで表示されます⇩

5秒ごとにCO2を取得するプログラムです⇩

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

#include <MHZ19_uart.h>

const int rx_pin = 4;	//Serial rx pin no
const int tx_pin = 14;	//Serial tx pin no

MHZ19_uart mhz19;

/*----------------------------------------------------------
    MH-Z19 CO2 sensor  setup
  ----------------------------------------------------------*/
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  mhz19.begin(rx_pin, tx_pin);
  mhz19.setAutoCalibration(false);
  Serial.print("MH-Z19 now warming up...  status:"); Serial.println(mhz19.getStatus());
  delay(500);
}

/*----------------------------------------------------------
    MH-Z19 CO2 sensor  loop
  ----------------------------------------------------------*/
void loop() {
  int co2ppm = mhz19.getPPM();
  int temp = mhz19.getTemperature();
  //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);
  delay(5000);
}

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

MH-Z19 CO2センサーサンプルプログラム

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

#include <MHZ19_uart.h>

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

const int tx_pin = 14; //Serial tx pin no

MHZ19_uart mhz19;

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

MH-Z19 CO2 sensor setup

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

void setup() {

Serial.begin(115200);

mhz19.begin(rx_pin, tx_pin);

mhz19.setAutoCalibration(false);

Serial.print("MH-Z19 now warming up... status:"); Serial.println(mhz19.getStatus());

delay(500);

}

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

MH-Z19 CO2 sensor loop

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

void loop() {

int co2ppm = mhz19.getPPM();

int temp = mhz19.getTemperature();

//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);

delay(5000);

}

・ちなみにコード内にさり気なく記載してあります気温取得ですが、

精度は悪く±3度くらいはありました！

※ビルドをした際に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の可能性が高いです。

書き込みモードにしてからやり直しましょう。

2018/7/21追記

※シリアルモニターに変な暗号が表示されたり、何も表示されない場合、

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。

⑤「実行結果」

※画像をクリックすれば綺麗に見れます。

朝起きの寝室で取得したためCO2濃度が高いですね(;^ω^)

・このことから、屋内にいるときはこまめに換気をすることでCO2濃度を下げ、

結果として作業の効率化に繋げることが可能です。

ESP-WROOM-02とESP-WROOM-32は全く同じプログラムで

動きますので是非試してみた下さい♪

以上、ご訪問ありがとうございました＾＾

カテゴリー:ESP-WROOM32センサー電子工作電子工作初級

タグ:co2 co2センサー co2測定 co2濃度 ESP-WROOM-02 ESP-WROOM-32 mh-z19 二酸化炭素二酸化炭素濃度

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