MH-Z19C(CO2センサー)をESP32で試す！
こんにちは！
CO2センサーの定番とも言えるMH-Z19シリーズの一番最新モデル、「MH-Z19C」モデルで今回はCO2(二酸化炭素)を測定してみたいと思います！
日常生活上、果たしてどれほどCO2というものが関わってきているか、というのも気になるかと思いますので①に記載しておきます♪
とても簡単なので是非、初心者の方にもおすすめです！
2021年10月追記、最新情報⇩
※Arduinoで試したい方はこちら↓
①「CO2と日常生活への関り」
・近年CO2は環境問題にも注目され、これが地球温暖化を招いていると懸念されています。
しかし、環境問題だけかと思いきや、私たちの日常生活でもCO2はすごく絡んでいます！
例えば、朝起きるとき目覚めが悪い、眠気が収まらない事や、仕事中眠くなってくる事がCO2が絡んでいたり⁉、さり気なく日常生活に関わっています！
そんなCO2を可視化出来たら、面白いと思い、今回CO2を使った電子工作をご紹介したいと思います♪
まず、CO2濃度の基準をどうぞ⇩
| 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
|
※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。
これが寝る前と朝、窓を閉めていた時の場合どれほど濃度が変わるのか、みたいな実験もお勧めです！
それでは早速作っていきたいと思います♪
今回はArduinoという定番なマイコンで作り方をご紹介していきます！
②「使う部品」
・MH-Z19C(MH-Z19D/MH-Z19E)
電子工作ステーション 2450円(送料無料)(MH-Z19E)
秋月電子 2480円+送料(MH-Z19C)
※金色と銀色、2種類ありますが機能は同じです。
MH-Z19Bモデルで試したい方はこちらに記事あります⇩
朝の眠気にも影響!? ESP-WROOM02( ESP8266)とCO2センサー(MH-Z19)でCO2濃度を測定してみる
・ESP-WROOM-32 (ESP-WROOM-32D)
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⇩⇩⇩
![[商品価格に関しましては、リンクが作成された時点と現時点で情報が変更されている場合がございます。]](https://hbb.afl.rakuten.co.jp/hgb/214e0901.cf688cbf.214e0902.24f94d45/?me_id=1385014&item_id=10003870&pc=https%3A%2F%2Fthumbnail.image.rakuten.co.jp%2F%400_mall%2Fmcpjapan%2Fcabinet%2Fitems1597572742%2F95909049939094782.jpg%3F_ex%3D240x240&s=240x240&t=picttext "[商品価格に関しましては、リンクが作成された時点と現時点で情報が変更されている場合がございます。]")
・５V出力昇圧ＤＣＤＣコンバーター
電子工作ステーション 250円(500円以上購入で送料無料)(pinはんだ済み)
秋月電子 300円+送料(pinはんだ未接続)
・ジャンパーワイヤー(オス・オス)
電子工作ステーション 1セットで100円(送料500円以上で無料)
(ESP32とコンバーターを繋ぐために使用)
・ジャンパーワイヤー(オス・メス)
電子工作ステーション 1セットで100円(送料500円以上で無料)
(ESP32とコンバーターとMH-Z19を繋ぐために使用)
・通信用マイクロUSBケーブルタイプB (家に無ければ)
ESP-WROOM-32とパソコンを繋ぐためのケーブルです。
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。
・ブレットボード(６穴版)
６穴版 ＥＩＣ－３９０１(秋月電子:280円)
②「配線」
今回はシリアル通信を使った取得方法がなかなか上手くいかなかったのでPWM接続で取得する方法をでやります！
まず、５V出力昇圧DCDCコンバーターにPINをはんだ付けします。
はんだ付けが終わりましたら、下記のように配線していきます。
※尚、pinはんだ済みコンバーターを購入された場合はこの工程は不要です。
| MH-Z19C | ESP-WROOM-32接続箇所(接続pin) |
| pwm | 26 |
| MH-Z19C | ５V出力昇圧DCDCコンバーター |
| V1n | O (OUT) |
| GND | G (GND( – )) |
| ５V出力昇圧DCDCコンバーター | ESP-WROOM-32接続箇所(接続pin) |
| I (IN(四角いマスの方)) | 5V( + ) |
| G (GND( – )) | GND( – ) |
※上記の回路図はMH-Z19Bを使いっているためセンサーの白い部分の位置が違います。
※CO2センサーのHDピンはゼロキャリブレーション様です。
(ゼロキャリブレーションとは、測定値をリセットして測定値がゼロとなるように調整する作業です。)
やり方は幾つかあるそうですが、一番簡単な方法は下記の様になります。
- 400ppmの場所（屋外や喚起された屋内など）で20分程動作させる。
- HDピンをGNDに7秒接続する。この瞬間が400ppmとして調整されます。
ゼロキャリブレーションは基本しなくて大丈夫です。数値が大幅におかしいと感じた時に試してみましょう！
③「プログラミング」
・いよいよプログラミングですが、その前に今回はGitHbuで公開されているライブラリ、
「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。
・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ArduinoIED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。
また、Arduino IDEにESP32を使えるようにしていない方はこちらも済ませましょう⇩(Arduino IDEで初めてESP32を使う方は必須)
Arduino IDEでESP-WROOM-02(ESP8266)とESP-WROOM-32を使えるようにする！
⇩コード⇩
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/*ESP-WROOM-32*/ #define pwmPin A19 //26番ピン int prevVal = LOW; long th, tl, h, l, ppm; void setup() { Serial.begin(115200); pinMode(pwmPin, INPUT); } void loop() { long tt = millis(); //電圧を取得 int myVal = digitalRead(pwmPin); //パルス長の計測 if (myVal == HIGH) { if (myVal != prevVal) { h = tt; tl = h - l; prevVal = myVal; } } else { if (myVal != prevVal) { l = tt; th = l - h; prevVal = myVal; ppm = 5000 * (th - 2) / (th + tl - 4); Serial.println("PPM = " + String(ppm)); } } } |
④「結果」
成功するとこんな感じになります⇩
★窓を空けた状態の部屋
★臭い息を吹きかけたとき
★ガスを使い餃子と焼きそばを作っているとき
このような結果が出ました！
このようにCO2は結構値が変わります！
これを意識すれば、作業効率が向上しより良い生活が送れるようになるかもしれません♪
※シリアルモニターに何も表示されない場合は、シリアルモニター画面の右下が「115200bps」に選択されているか確認してください。
以上、ご閲覧ありがとうございました＾＾
