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

Transcript

1. 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！
2. 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
3. 空気 なんだか重くない？
4. 室内で作業していると 　　眠い、集中が続かない
5. 室内から外に出ると 　空気が美味しいと感じた
6. 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
7. CO2を表す単位 ppm => 100万分の1 1ppm == 0.0001% 1% == 10,000ppm
8. CO2を表す単位 ppm => 100万分の1 1ppm == 0.0001% 1% == 10,000ppm
9. CO2を表す単位 ppm => 100万分の1 1ppm == 0.0001% 1% == 10,000ppm
10. 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
11. 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
12. 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
13. 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
14. 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
15. 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
16. 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
17. 低濃度でも影響がある
18. でも体感することは少ない
19. そうだ 計測しよう
20. 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)
21. 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)
22. 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)
23. 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)
24. 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)
25. 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)
26. 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)
27. イメージ
28. CO2センサーを接続
29. CO2センサーを接続
30. CO2センサーを接続
31. CO2センサーを接続 TXD RXD
32. 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
33. Raspberry piの設定 /boot/firmware/config.txt ~~~ [all] enable_uart=1 UARTを有効化
34. 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
35. 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)
36. 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)
37. 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)
38. 実測 (自室)
39. 実測 (自室)
40. 実測 (自室) 平均 10.26ppm/m 理論値 12ppm/m
41. 学校で勝手に測定
42. 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)
43. 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
44. 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
45. 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
46. 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
47. 先々週取れたデータ
48. 先々週取れたデータ 窓を一つだけ 開ける
49. 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
50. 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
51. — 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
52. 自室のCO2濃度 (3時間遅延)