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CO2濃度を可視化した話
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暁月蒼空
March 21, 2025
Technology
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CO2濃度を可視化した話
VRChatで開催されているエンジニア集会で登壇したLTの資料です
暁月蒼空
March 21, 2025
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Transcript
空気 なんだか重くない? CO2センサーで 空気読みチャレンジ!
About Me • 技術大好き少年 • 家に鯖を飼う民 • 新たな学び捜索中 暁月 蒼空
(@SoraAkatuki) @_Sora_Akatuki @akatuki-sora @AkatukiSora @akatuki_sora
空気 なんだか重くない?
室内で作業していると 眠い、集中が続かない
室内から外に出ると 空気が美味しいと感じた
今回のおはなし 作業がはかどらないのはおかしい😡😡😡 あっそうだCO2のせいにしよう
CO2を表す単位 ppm => 100万分の1 1ppm == 0.0001% 1% == 10,000ppm
CO2を表す単位 ppm => 100万分の1 1ppm == 0.0001% 1% == 10,000ppm
CO2を表す単位 ppm => 100万分の1 1ppm == 0.0001% 1% == 10,000ppm
CO2の基準 • 外気: 約420 ppm (基準) • 正しく換気された室内 500~700 ppm
( 理想 ) • 衛生管理基準 1,000 ppm ( 推奨 ) • 呼気中 40,000ppm
CO2の基準 • 外気: 約420 ppm (基準) • 正しく換気された室内 500~700 ppm
( 理想 ) • 衛生管理基準 1,000 ppm ( 推奨 ) • 呼気中 40,000ppm
CO2の基準 • 外気: 約420 ppm (基準) • 正しく換気された室内 500~700 ppm
( 理想 ) • 衛生管理基準 1,000 ppm ( 推奨 ) • 呼気中 40,000ppm
CO2の基準 • 外気: 約420 ppm (基準) • 正しく換気された室内 500~700 ppm
( 理想 ) • 衛生管理基準 1,000 ppm ( 推奨 ) • 呼気中 40,000ppm
CO2の基準 • 外気: 約420 ppm (基準) • 正しく換気された室内 500~700 ppm
( 理想 ) • 衛生管理基準 1,000 ppm ( 推奨 ) • 呼気中 40,000ppm
CO2の影響 • 1,000~ ppm 意思決定能力の低下、認識機能への影響 • 2,000~ ppm 不快感、頭痛、めまい •
~5,000 ppm 許容限界、永続的な健康被害リスク大 • 50,000~ ppm 混乱、呼吸困難 • 100,000~ ppm 意識消失
CO2の影響 • 1,000~ ppm 意思決定能力の低下、認識機能への影響 • 2,000~ ppm 不快感、頭痛、めまい •
~5,000 ppm 許容限界、永続的な健康被害リスク大 • 50,000~ ppm 混乱、呼吸困難 • 100,000~ ppm 意識消失
低濃度でも影響がある
でも体感することは少ない
そうだ 計測しよう
今回用意する材料 • MH-Z19C(CO2センサー) - - - - (1個) • RaspberryPi
3B+ - - - - - - (1台) • 接続用ジャンパ線 - - - - - (4本) • ドメイン(CloudFlare管理) - - - - (1つ) • サーバー(ラズパイで代替可) - - - (1台) • 気合&根気 - - - - - - - (お好みで)
今回用意する材料 • MH-Z19C(CO2センサー) - - - - (1個) • RaspberryPi
3B+ - - - - - - (1台) • 接続用ジャンパ線 - - - - - (4本) • ドメイン(CloudFlare管理) - - - - (1つ) • サーバー(ラズパイで代替可) - - - (1台) • 気合&根気 - - - - - - - (お好みで)
今回用意する材料 • MH-Z19C(CO2センサー) - - - - (1個) • RaspberryPi
3B+ - - - - - - (1台) • 接続用ジャンパ線 - - - - - (4本) • ドメイン(CloudFlare管理) - - - - (1つ) • サーバー(ラズパイで代替可) - - - (1台) • 気合&根気 - - - - - - - (お好みで)
今回用意する材料 • MH-Z19C(CO2センサー) - - - - (1個) • RaspberryPi
3B+ - - - - - - (1台) • 接続用ジャンパ線 - - - - - (4本) • ドメイン(CloudFlare管理) - - - - (1つ) • サーバー(ラズパイで代替可) - - - (1台) • 気合&根気 - - - - - - - (お好みで)
今回用意する材料 • MH-Z19C(CO2センサー) - - - - (1個) • RaspberryPi
3B+ - - - - - - (1台) • 接続用ジャンパ線 - - - - - (4本) • ドメイン(CloudFlare管理) - - - - (1つ) • サーバー(ラズパイで代替可) - - - (1台) • 気合&根気 - - - - - - - (お好みで)
今回用意する材料 • MH-Z19C(CO2センサー) - - - - (1個) • RaspberryPi
3B+ - - - - - - (1台) • 接続用ジャンパ線 - - - - - (4本) • ドメイン(CloudFlare管理) - - - - (1つ) • サーバー(ラズパイで代替可 ) - - - (1台) • 気合&根気 - - - - - - - (お好みで)
今回用意する材料 • MH-Z19C(CO2センサー) - - - - (1個) • RaspberryPi
3B+ - - - - - - (1台) • 接続用ジャンパ線 - - - - - (4本) • ドメイン(CloudFlare管理) - - - - (1つ) • サーバー(ラズパイで代替可) - - - (1台) • 気合&根気 - - - - - - - (お好みで)
イメージ
CO2センサーを接続
CO2センサーを接続
CO2センサーを接続
CO2センサーを接続 TXD RXD
Raspberry piの設定 # raspi-config Interface Options > Serial Portを選択 Would
you like a login shell to be accessible over serial? > No Would you like the serial port hardware to be enabled? > Yes これでシリアルポートを使用できる
Raspberry piの設定 /boot/firmware/config.txt ~~~ [all] enable_uart=1 UARTを有効化
Raspberry piの設定 /boot/firmware/config.txt ~~~ [all] enable_uart=1 dtoverlay=pi3-disable-bt UARTを有効化 Bluetoothを無効化
なんかいい感じにプログラミング 1 // InfluxDBクライアントの初期化 token = "RXhhbXBsZVRva2VuUmlHS0pkZFh0UUdma3F4bg==" org = "ExampleOrg"
url = "https://influxdb.example.com" bucket="example" write_client = influxdb_client.InfluxDBClient(url=url, token=token, org=org) write_api = write_client.write_api(write_options=SYNCHRONOUS)
なんかいい感じにプログラミング 2 // CO2データを読み出しで投稿する関数 def PushData(): Data = mh_z19.read() record
= ( Point("MyRoomData") .tag("functionality", "Sensor") .field("co2_level", Data["co2"]) ) write_api.write(bucket=bucket, org=org, record=record)
なんかいい感じにプログラミング 3 // ループあたりの時間が一定になるように細工したループ ExpectExecTime = 5 #s while True:
beginTime = time.time() PushData() endTime = time.time() execTime = endTime - beginTime diffTime = ExpectExecTime - execTime time.sleep(diffTime)
実測 (自室)
実測 (自室)
実測 (自室) 平均 10.26ppm/m 理論値 12ppm/m
学校で勝手に測定
学校で勝手に測定した感想 • データなくしました(ごめんなさい)
学校で勝手に測定した感想 • データなくしました(ごめんなさい) • 教室内に25人程度のCO2源が存在するので上がり幅は大きい
学校で勝手に測定した感想 • データなくしました(ごめんなさい) • 教室内に25人程度のCO2源が存在するので上がり幅は大きい • 閉め切ると1時間立たないうちに2,000ppm程度に
学校で勝手に測定した感想 • データなくしました(ごめんなさい) • 教室内に25人程度のCO2源が存在するので上がり幅は大きい • 閉め切ると1時間立たないうちに2,000ppm程度に • 数秒のドアの開閉がグラフにはっきり残る
学校で勝手に測定した感想 • データなくしました(ごめんなさい) • 教室内に25人程度のCO2源が存在するので上がり幅は大きい • 閉め切ると1時間立たないうちに2,000ppm程度に • 数秒のドアの開閉がグラフにはっきり残る •
換気を始めるときれいに濃度が落ちていく
先々週取れたデータ
先々週取れたデータ 窓を一つだけ 開ける
先々週取れたデータ 窓を一つだけ 開ける 対角の窓を 開ける
まとめ • CO2濃度は案外爆速で上がる • はかどらなくなったときは換気 • 身近な何かを実測すると面白いかも
— 参考文献 — • 室内環境中における二酸化炭素の吸入曝露によるヒトへの影響 - J-STAGE ◦ https://www.jstage.jst.go.jp/article/siej/21/2/21_113/_article/-char/ja/ •
ラズパイでCO2濃度を測定してPlotly Dashで可視化 - Qiita ◦ https://qiita.com/take314/items/a5ab8ef6e8773699cb25 その他 行政機関の情報・公式ドキュメントなどなど ....... — 使用機材・ソフト & スペシャルサンクス — • CO2センサー — MH-Z19C (https://akizukidenshi.com/catalog/g/g116142/) • 測定値読み出し、データ投稿 — Raspberry pi 3B+ • 視覚化、公開 — Grafana • データ保存 — InfluxDB • Grafana & InfluxDBのホスト — ProxmoxVE on Kubernetes • CloudFlare (CloudFlare Tunnel) • 学校 & 計測を勧めてくれた友人 空気、なんだか重くない? by 暁月蒼空 ご清聴ありがとうございました
自室のCO2濃度 (3時間遅延)