新入社員一年目がCO2モニタの作成キットを作成してみました。～基本編～

2021年12月15日 16:43

みなさんこんにちは！
今回は弊社が開発、販売しているCO2モニタの作成キットを何の知識もない新入社員の私が組み立ててみました。

CO2モニタとは

RasberryPiとCO2センサモジュールを使用したCO2監視システムです。Linuxのコンソール上でコマンドを実行することで、CO2濃度を計測、表示してくれます。(基本編)
またCO2濃度の測定結果を音声付でアナウンスやPC画面上にCO2濃度履歴のグラフを表示することもできます。(応用編)

※CO2モニタ作成キットでは、1つのキットで基本編と応用編の2段階に分かれています。今回は基本編を実践していきます

キットの内容物

同梱品一覧

内容物に不備がないかを確認してから組み立てを行います。
今記事では基本編の組み立てをしていきます。

用意するもの

Raspberry Pi 3 Model B+
二酸化炭素(CO2)センサモジュール(MH-Z19B)
ジャンパケーブル(メス-オス・10cm)
ACアダプタ(5V、3.0A)
Raspberry Pi 対応のOSが書き込まれたmicroSDカード

部品の組み立て

手順１
Raspberry Piの裏面にあるRaspberry Pi 対応のOSが書き込まれたmicroSDカードをmicroSDカードスロットに入れます。
※今回は、OSの初期設定が完了している状態から行います。OSの初期設定については、事前に行ってください。
※今回使用しているOSは「Rapberry Pi OS」になります。

SDカードの差し込む場所

手順２
次に作成キットのマニュアルに書いてある配線図を見て
Raspberry PiのピンとCO2センサモジュールのピンをジャンパケーブルで接続します。
※ジャンパケーブルはどの色を使用しても問題ありません
※この時正しい位置のピンにケーブルを接続していないとプログラム稼働時にエラーが出てしまいますのでしっかりと確認しましょう。

手順３
ピンの接続が完了したらRaspberry Piの下部にあるmicro USB typeBコネクタにACアダプタを接続します。

マイクロ

プログラム設定

今回はRaspberry Pi上でCO２濃度計測用プログラム（Python）を動かしてCO2濃度の計測を行います。
※今回の設定手順は、OSが「Raspbian」または「Rapberry Pi OS」の物となります。違うOSを使用している場合はPython3の実行環境を用意してください。

手順１
OSのコンソール（ターミナル）を起動するか、SSHクライアントソフトで、OSにSSH接続します。
※本記事ではSSH接続で行っていきます。

手順２
ssh に続けてRaspberry Piの名前を入れてEnterを押します。
パスワードが聞かれるのでRaspberry Piのパスワードを入力します。

下図のような状態になったら接続完了です。

手順３
「コンソール上で以下コマンドを入力し、config.txtというファイルを編集します。

sudo nano /boot/config.txt

config.txtファイルに接続したら下の方までカーソルを移動させ、
一番下の「all」の所にenable_uart=1と入力して、config.txtを保存して閉じます。

コンソール手順３＿基本編

閉じたらRacpberry Piの再起動をします。
sudo rebootを入力して再起動をかけます

コンソール手順4_基本編

手順４
CO2の測定に必要なモジュールをインストールしていきます。
下記コマンドを順番にインストールします。

sudo pip3 install getrpimodel
sudo pip3 install RPi.GPIO
sudo pip3 install redis

コンソール手順5_基本編

コンソール手順7_基本編

手順５
CO2濃度計測で動かすプログラムをダウンロードします。
下記コマンドを実行します。

wget https://www.airily.co.jp/co2/file/program/airily_co2_program.zip

コンソール手順8_基本編

手順６
先ほどダウンロードしたzipファイルを解凍します。
下記コマンドを実行します。

unzip ./airily_co2_program.zip

コンソール手順9_基本編

計測手順

設定が完了したので早速CO2の計測をしていきます。
下記コマンドを実行してプログラムを実行します。

sudo python3 airily_co2_measurement.py

下図のような表示がされれば測定成功となります。

コンソール手順10_基本編

付属ケースへの差し込み

システムの設定が完了したのでRaspberry Pi本体を
付属のケースへ格納します。
※応用編を行う場合は応用編の組み立て後に付属ケースへの格納をすることをお勧めします。

ケースについて

ケース画像

差し込み時のコツ

USBポートをケースの穴に合わせてから、LANポートをはめ込むように挟む方向に力を加えることで取り付けしやすくなります。

スライド3

上手く差し込めれば下図のようになり蓋をすれば完成となります！

感想

躓いた点
・Raspberry PiとCO2センサのピン同士をジャンパケーブルで繋げる作業
　間違えていた所に接続していたのでプログラムがうまく作動しなかった。

楽しかった点
・パーツを組み、プログラムをダウンロードした後CO2の計測が正しく稼働したこと

最後に

いかがでしたでしょうか。今回はCO2モニタの基本編を実施してみました。

Linuxのシェルを用いての環境設定でしたが、Linuxの知識がない私でも問題なくCO2センサを作成することができました。

応用編では今回作成したCO2測定に加え、測定結果を音声付でアナウンスしたり、過去のCO2濃度のグラフを表示するプログラムや機構を追加することができます。

それでは次回のCO2センサ応用編でお会いしましょう。

今回使用したCO2モニタキットはこちらから購入いただけます！