第九十四弾 二酸化炭素(CO2)監視器を作ってみた

2021年09月28日(火)

じょしゅ
みなみなさま こんにちはでございにゃす。

じょしゅ
きょうじゅ、それはなんですか?


きょうじゅ
これは二酸化炭素、CO2濃度を調べる装置なのさ。
金色の網目の物がセンサー、下の部分は10個のLEDがメーターの役割をしている。
ちょうど縦にするとオーディオのレベルメーターと同じです。

右側(上)ほどレベルが高い


じょしゅ
CO2なんかどうしてしらべるの?

きょうじゅ
CO2は人の呼吸に多く含まれるので、このコロナ禍で注目され始めたのさ。
つまりこの濃度が高いと換気が不十分ということになる。
濃度の単位はppmで表す。大雑把に外気は400ppm、室内は1000ppm以下とされているんだ。

じょしゅ
それ、つくったの?
きょうじゅ
作ったには間違いないけど、ほぼ組み立てた感じだね。

センサーmhz19cはAMAZONで購入 価格: ¥3500前後
LED表示器LM3914は秋月電子で購入 価格:¥550
箱はなんでもよいがセンサーは周辺の空気を取り入れるため、箱の中に収めないこと。

そしてセンサーに外気が充満するまで1分以上はかかります


きょうじゅ
材料はこれだけ。すべて完成品の組み立て。
CO2センサーと表示LED、それらを収めるケースだけです。

このセンサーは内部に赤外線発光があり、CO2はそこを通過する時に吸収される。
その通過率で測定をしている。
センサーからの出力はPWM信号を電圧変換してLEDを点灯している。
PWM信号で得られるCO2濃度は最大2000ppm
2000ppmの時は右端の赤色LEDまで点灯するようにしている。



きょうじゅ
この装置を手に人の多そうな場所に行ってみたので写真を見てください。


きょうじゅ
昔と違って、どこも換気には気を使っていてCO2濃度の高い場所は残念(?)ながらどこにも存在しなかった。

じょしゅ
CO2がおおいとどうなるの?

きょうじゅ
個人差はあるが1000ppmを超えると頭痛やめまいが発生します。
しかし不完全燃焼で発生する練炭の一酸化炭素ほどの危険性は無いので
部屋の空気がキレイか汚いかの判断、つまりは換気の目安と考えれば良いのです。
現在、ほとんどの公共施設ではCO2の測定をしています。

また、飲食店等では測定器の購入に補助金が出るようです。

きょうじゅ
そこで人が密集するとどうなるか?私自身の呼気をビニールケースに入れて測ったところLEDが10個も点灯、2000ppmに達していた。


じょしゅ
きかいがかわいそう。

こわれるかも

くさそう


きょうじゅ
このセンサーのPWM出力は最大で2000ppmまでしか測れないので、それ以上の測定はセンサーのシリアル出力をコンピュータ処理する必要があります。

PWMとはLED調光等に使われる方式でパルス幅で出力を決定します。
今回のCO2濃度はLEDの点灯数と色で表現しています。

左から数えて、緑は安全(LED6個以内)、黄色は注意(LED7,8個)、赤は要換気(LED9,10個)
このような大雑把な表現です。

きょうじゅ
中の配線はこのようになっています。


きょうじゅ
センサーのPWM出力と表示器の間に小さな基板がありますが
これは、PWMパルス幅を電圧変換しています。

専門機関が調べたところ、CO2測定器にはまったく計測できない製品やデタラメな数値を示すものが多いようですが
測定器を買っても、それが正しい値を示しているのか?一般にはわからないので
不具合を知らないで使ってしまうことになるのです。

今回は信頼できるセンサーを購入して組み立てたので問題ありません。
この図はセンサーメーカーが出しているPWM波形とCO2の関係です。
波形が2000ppmの時に赤LED(10個)に設定しました。

これから暖房の季節になると換気がおろそかになります。
CO2に匂いが無いのでこの監視器は重宝するでしょう。


じょしゅ
さっきのビニールのなかはくさかったけど。

きょうじゅ
。。。。

じょしゅ
じかいもよろしーま♪

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