ほこりとCO2を検知し部屋を超快適な空間にする‼

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こんにちは!

本日はほこりセンサーとCO2センサーを組み合わせて、超快適な部屋にしたいと思います‼

 

イメージとしては、センサーで取得 → 環境が悪かったら窓を空けるです!

窓を空ける作業も自動にしたいところですが、メカ的な問題もあり、今回はとりあえずセンサーで部屋の環境を把握できる装置に仕上げます。

 

※一部はんだ付けをする箇所が御座います。


①「部品」

・ほこりセンサー(DSM501A)

現在はAmazonにも楽天にも秋月にも販売してなく電子工作ステーションなどで入手可能‼

電子工作ステーション 1450円(送料無料)

 

・MH-Z19E (MH-Z19C,Dでも可)

電子工作ステーション 2450円(送料無料)(MH-Z19E)

・ESP-WROOM-32(NodeMCU-32)

電子工作ステーション 1350円(送料無料)(38Pin)

※ESP32には、主に「NodeMCU-32」と「DevKitC V4」の2種類があります。

NodeMCU-32の方は、pin表示を無くした分、横幅が細くなっているので通常のブレットボードに収まります。

そのため、今回はNodeMCU-32を使います。

 

・5V出力昇圧DCDCコンバーター (ESP32から5V(±0.1V)が出力されてない場合)

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)

※MHZ19は、5V(±0.1V)を必要とします。ESP32には5V出力はありますが、実際は4.8Vしか出て無く、MHZ19センサーが上手く動作しないことがたまにありますので、

念のためコンバーターを付けておくと確実です。

 

・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

 

・ブレットボード(400穴)

電子工作ステーション 260円+送料(500円以上で無料)(400穴)

 

・ジャンパーワイヤー(オス・オス)(5本)

電子工作ステーション 1セット(10本)110円+送料(500円以上で無料)

 

・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)110円+送料(500円以上で無料)

 

②「配線」

まず、DSM501Aの付属ケーブルをブレッドボードに差せるよう、PINをはんだ付けします。

次はDSM501AとESP32を繋ぐためにブレッドボードに配線していきます!

配線配置は下記に⇩

・DSM501Aのサンプルコード、英語版ですがご参考までに一応載せておきます。

ほこりセンサーの(DSM501A)説明所(英語PDF)

 

ほこりセンサー(DSM501A)ESP32
1(Control1)(黒)
2(Vout2)(赤)16
3(5V +-0.5V)(白)5V
4(Vout1)(黄)
5(GND)(茶orオレンジ)GND

次に、センサー裏面にpin名が書いてあるのでそちらを参考に接続しましょう。

 

MH-Z19EESP32(接続pin)
Tx4(D4)
Rx5(D5)

 

MH-Z19E5V出力昇圧DCDCコンバーター
V1nVo
GNDGND

 

5V出力昇圧DCDCコンバーターESP32(接続pin)
Vi5V( + )
GNDGND( – )

※上記の画像のMH-Z19センサーBタイプのものです。C,D,Eは白い部分が左側にあります。(配線はかわりません。)

 

③「開発環境」

Arduino IDE開発環境

Arduino IDEをまだ入れてない方はこちら⇩

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

Arduino IDEでNodeMCU-32を使えるようにする

Arduino IDEでNodeMCU-32を使えるようにするやり方⇩

ArduinoIDEでNodeMCU-32の使い方‼

MH-Z19のライブラリー導入

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。

 

DSM501Aのライブラリーは必要ないのでこれで以上です。


④「プログラミング」

ESP32をPCと繋ぎ、下記のコードをコピペしビルドします。

 

シリアルポートを開き、右下のところを115200bpsにすれば準備完了です。

 

プログラムの流れとしては、

起動→30秒待機→DSM501Aセンサー取得→CO2センサー(MH-Z19)取得→30秒待機の繰り返しです。

⑤「結果」

30秒に一回センサーの値が表示されますので、まずは気長に待ちます。

CO2センサーも正確な数値を取得するのに1分ほど掛かかります。

 

そうすると下記のように表示されていきます。

 

 

こんな感じになれば成功です‼

 

センサーの前で服を1分ほどぱたぱたしてみたら、下記のように値が跳ね上がりました(笑)

 

これがあれば、部屋に今ほこりが多いのか、CO2濃度が高いのかが確認できます‼

CO2センサーは温度の取得もしてくれますが、精度は優れていないため、おまけ程に見ましょう‼

 

これにて完成、さらにLEDを付けて色で部屋環境を示すようにしたら更に面白いですね^^

 

★CO2濃度の基準⇩

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。
★DSM501Aセンサー(ほこりセンサー)の基準⇩
基準は不明ですが、500前後が良い環境だと思ってます。
但し、センサーの可変抵抗値によって変わるので、一眼には言えません。
※今回は、2個ある可変抵抗値(青い四角いやつ)のメモリを両方とも4に合わせてます。
これらの数値を参考に部屋の快適度を可視化できるかと思います‼

 

以上、ご閲覧ありがとうございました‼

分からないことが御座いましたら、お気軽にコメントください。


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