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二酸化炭素濃度を Raspberry Pi と 20$ ほどのセンサー ”MH-Z19" で測ってスマフォでモニターする方法

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MH-Z19 二酸化炭素濃度センサー
MH-Z19郑州炜盛电子科技の安くて軽くて小さい二酸化炭素濃度センサーです
eBay や aliexpress で 20$ 程度で購入できます


このセンサーは Raspberry Pi とインターフェースが合っているので電子工作なし、線でつなぐだけで二酸化炭素濃度モニタリングシステムを簡単につくることができます



ところで、外気の二酸化炭素濃度は大体 400ppm ぐらいなのですが、これは植物の光合成活動の影響を敏感に受けるので夏は低く、冬は高くなります
気象庁が国内の3ヶ所で計測してるデータを こちら に公表してるのですが、トレンドは怖くなるぐらい単調に増加してます


家の中のレベルだと、植物の活動というよりも人間の呼気の影響を強く受けまして、締め切った部屋に二人ぐらいいると一気に 1,200ppm ぐらいにまで上昇して、1人が外出してもうひとりが残ると2時間ぐらいかけてジワジワと 700ppm ぐらいにまで下がったりします


小規模な植物工場とかだと作業者が栽培室に入るとすぐに 二酸化炭素濃度が上昇するので「あ、誰か入ってるな」と、人センサーの代わりにもなってました

二酸化炭素濃度が 1200ppm を越えると人によっては眠気や頭痛がすることがあるそうです
でも心配は不要で、窓を開けるとすぐに外気と同じ 400ppm ぐらいに下ります






まさに「窓を開けて新鮮な空気をいれよう!Raspberry Pi でCO2 濃度を測ろう」ですね

あちらでも、一番言いたかったことはタイトルの通りで、本文はそのための方法論のつもりだったんですがエンジニアリングによりすぎていました

本稿ではもっと簡単に、センサーをつないでグラフをスマフォに表示するまでの方法をご説明いたします

以下、Raspberry Pi を "RPi" と略記します 接続 - RPi の 5V ピンと MH-Z19 の Vin ピンをつなぐ - RPi の GND(0v) ピン と MH-Z19 の GND ピンをつなぐ - RPi と MH-Z19 の TxD と RxD をクロスさせてつなぐ 
下図は接続の一例です。RPi にはこの他にも 5Vピンや 0Vピンがあるので、そちらにつないでいただいても大丈夫です


ソフトウェアのインストール センサーを制御す…

世界のどこかを月 10$ ぐらいで遠隔監視する方法

詳細をこちらのブログに書きました

安価なグローバルデータ SIM を使い、現場画像の送信頻度を調整すれば月 10$ は本当に可能です

ミャンマーの、電気も来てないような農村地帯やセネガルの工事中の港でさえ 3G の電波はものすごくクリアーに来てたので、世界中のかなりの部分がカバーできているんだろうなと思います

デモを見てみたい、現地にテスト機を持っていって試してみたい等のご要望、商用や非商用にかかわらず単なる個人的な興味でも大歓迎ですのでご遠慮なしにこちらまでお気軽にお声をおかけ頂ければ幸いでございます

手持ちの中古のウエブカムと Raspberry Pi で、30分で遠隔監視を手作りする方法

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なぜ手作りなのか
遠隔監視は難しい技術ではないのですが設置や運営などを委託するとどうしても高くついてしまい予算との兼ね合いでコスト的に実現不可能になってしまうことがよくあります

遠隔監視を始めてから犯罪被害等のトラブルが激減し、皆でよろこんでいたのに運営費用を賄うことができず中止になった、という話を伺い残念に思ったこともあります
冒頭で申しましたとおり遠隔監視は難しい技術ではないので、設置や運営を人に頼らなくても実は御自身で簡単に実現することができます
Raspberry Pi と中古のウエブカムで30分で遠隔監視を始める Raspberry Pi は通販で 3,000円ぐらいで購入することができる 小型のボード・コンピューターです。いろいろなモデルがありますが、監視カメラとして使うのに高性能である必要はないので安い B+ か A+ で十分です。A+ はUSB ポートが一つしかないので、別途 USB ハブが必要になります。世の中でかなり流行っているので、もしかしたら新しい物好きの知人がすでに購入して、飽きて使っていないものを頼めば一枚もらえるかもしれません
ウエブカムは SKYPE をしたりするのに使う、パソコンに USB でつなげて使うカメラです。カメラの性能は年々よくなっているのですが、現場の監視に使うカメラに高性能は不要なのでもう何年も使っていないような古いウエブカムで十分です 新品を購入する場合でも、売っている一番安いもので十分ですし、eBay で2$ぐらいで売っているオモチャのカメラみたいなウエブカムでも立派に使えます


サーバを使った静止画ベースの遠隔監視 遠隔監視にはいろいろな方法があって、なにをどのようにやりたいのかに合わせて適切な方法を選びます ここではサーバを使った静止画ベースの遠隔監視を利用しますが、あまり一般的な方法ではないのでなぜこの方法を利用するのかを各種方法の得失を比較して検討します 結論から言えば、これが一番「安くて安全で幅広くつかえる」からなのですが、ご興味がなければ読み飛ばしていただいても問題ありません
1. サーバを使わない、動画ベースの遠隔監視 監視カメラや見守りカメラと呼ばれる製品でもっとも一般的なのがこの方法です。数千円程度の安価な製品も多く、固定の定額制のネットワークが使える場所に設置するのであれば(この環境での利用が…

PondSlider は万能の Sensor ハンドラです

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もう4年ぐらい、Raspberry Pi とセンサーでいろいろ作っています

いろいろつくっているのですが、いろいろつくっている割には大差がないというか、基本的な構造はいつも

[センサーを読む] - [値でなにかする]

これの繰り返しになります

言語処理系の REPL(Read Eval Print Loop) ならぬ、センサ処理系の RDSL(Read Do Something Loop)とでも言った所でしょうか

最初の頃は最初に自分がつくったコードをコピペしてセンサーを変えたり処理を変えたりして納品してたのですが、保守しなきゃならない派生コードばかり増えるので、3年程前に

[センサーを読む] - [保存する] - [送信する]

のループで、[センサーを読む]部分、[保存する]部分、[送信する]部分のコードが取替がきくようにプラットフォームを作ってみました
それが初代の [slider](https://github.com/UedaTakeyuki/slider) です
初代の[monitor](https://github.com/UedaTakeyuki/monitor) と一緒に公開してたのですが、全く宣伝ないオレオレフレームワークにもかかわらず、なぜか結構人気があって(本当に不思議です)、いまでも週に何件かどなたかが clone してくださっているという人気者で、作って公開したかいがあります

slider は前述のセンサ の RDSL の他に、FOTA(Firmware update On The Air) とか Remote Code pushing っぽい事とかいろいろと関係ないものが混じっているので、純粋に センサの RDL 部分だけ抜き出して Python のパッケージにして PondSlider として 公開しました、これ、実は slider の3代目にあたりますので、初代 slider より進化して便利になっている部分もちらほらあります

これから、MONITOR™にくわえて PondSlider を便利に使っていく情報も少しずつこちらで公開していくつもりです

MONITOR™のご紹介

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MONITOR™のご紹介こちらから無料でご利用できます
MONITOR™とは MONITOR は、静止画ベースの見守りカメラを簡単に作るための 無料のWeb サービスです Web なので普段つかっているスマフォのブラウザで手軽に気になる現場を見守ることができます

静止画なので通信データ量が少なく、スマフォの残りギガ数を気にせず見守ることができます。さらに、カメラ側に固定の定額制ネットワークを用意できない場合でも携帯電話回線を使って日本中どころか世界中のほとんどの場所で月1000円程度の通信費で見守りカメラを使うことができます

市販の軽くて小さい部材を組み合わせて監視カメラとして機能させるためのノウハウ、制御するソフトウェアも公開しておりますので、すぐに始めることができます
電源のない場所でも安価なモバイルバッテリーや折りたたみ式の安価な小型ソーラパネルで動作します
固定の定額ネットワークアクセスがない場所でも、安価な USB 3G ドングルとデータSIM を使えばどこでもすぐに利用できます
海外でも、現地で SIM の契約をしなくても国際データSIMを日本で用意し、組み立てたカメラを現地に置いてくるだけで、その後は月10$程度の通信費からずっと監視が可能です
海外の工事の進捗、海外に設置してきた小規模プラントの運転状況、海外オフィスの勤怠状況、そういった現場も日本から自分のスマフォで簡単に確認できるようになるので大きなリスクを限りなく小さくすることができます



カメラ映像に加えて各種センサーを繋いでデータを時系列に監視することも可能です