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!

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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!

MHZ19B

・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 3.6〜5V
  • 平均電流 18mA未満
  • 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!



①「使う部品」

・MH-Z19B

電子工作ステーション 2900円(送料無料)

※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)
38pinモデル

電子工作ステーション 1100円(送料無料)(30pinモデル)

電子工作ステーション 1200円(送料無料)(ESP32D)(38pinモデル)

秋月電子 1230円+送料(38Pinモデル)

 

※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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楽天で購入

 

・通信用マイクロUSBケーブルタイプB (家に無ければ)

秋月電子 120円+送料

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。

タイプB通信ケーブル

 

・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)

秋月電子 280円+送料

 

・ジャンパーワイヤー(オス・メス)(4本)

電子工作ステーション 1セット(10本)100円+送料(500円以上で無料)

秋月電子 10本220円+送料

 

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

MH-Z19B接続箇所(接続pin)
Vin5V( + )
GNDGND( – )
TxIO4
RxIO14

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⇩

・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^^


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