換気扇の換気効果・能力を知りたくて、CO2センサを買い、自動測定・記録・グラフ描画できるようにしたら、本当に いろいろなことが分かった。

どうして買うことにしたかというと、外からの臭いの侵入を防止しつつ、換気効果が充分な換気扇の動作設定(on/off比・周期)を調べたいと思ったのだ。また、その頃(先月-今月頭)は結構体調が悪かったし(今も まだ完全ではない)、毎日のように夕方近くに頭痛薬を飲むほどの頭痛が起こっていたので、それがCO2の影響なのかも調べたかった。

以前買ったC国製の臭いセンサ JSM-131SC※が使えればよかったのだが、そもそも出る値が怪しかったし、先日、経産省のガイドラインでチェックしたら駄目なことが分かったので、新たに買うことにした。

※今は同じ型番のものは ないようだが、青い縦長(下半分が少し細い)で数字が4行で表示され、画面の下にボタンがX型に5個配置されたもので、CO2, TVOC, HCHOが測定できると うたっているもの(例: 写真: 右側)は同じだろう。

なお、表示行数が多く、ボタンが画面の下(写真の"Air Quality Detector"の部分)に横一列に配置されているもの(カラー液晶のものが多い)やケースの形状が異なるものの画面表示が同じものも同類と推測する。

近頃、それらのCO2センサを上記ガイドラインに沿うもの(NDIR式)に換えたものを見た気がする。

(6/19 19:53) そういう いい加減なセンサを一発で見分ける方法が分かった。TVOCの表示がある場合、単位が"ppm"ならアウトだ。TVOCの量を示す単位はμg/m3だ。「TVOCは*(例: トルエン)として測定している」というような注釈があれば別だが、なければ、作っている人が何にも考えてない証拠だ。ただ部品を集めて組み立てて、「(なんか分からないけど)数字が出ればOK」というだけ。

というのは、TVOCはいくつかの揮発性物質の総量なので、ppm(parts per million)では表せないからだ。TVOCをppmで出すのは、「財布の中にお金が何個ある」と言うようなものだ。コインと紙幣の総数を調べるようなものだが、一体どういう意味があるのか。

まあ、μg/m3でも同様な気もして来たが、こっちは財布で例えればコイン全部の重さなので、個数よりはマシだろう。

結局、安価なセンサでTVOCを出しているものは全部アウトで良さそうだ。手頃な価格でTVOCをなす物質(現在は13種類)それぞれの濃度を調べて総和できる訳がない。いい加減にしろだ。

(6/23 7:48) 余談というか駄目押し。: 上のクソなC国製センサの箱には誇らしげに"RoSH"と書いてあった。(フォントが同様なので)RoHSの間違いか わざとか分からないが、RoHSすら分かっていないか誤魔化しているのかも知れず、そういうところでも見分けられそうだ(まあ、箱は買わないと分からないことが多いが)。

調べてみたら、手頃な価格で(測定・計測マニアの)僕にとって まともな製品は少なかった。: 例えば、「日本製」をうたっていても、(僕にしてみれば)いい加減なものが多かったのは残念だ。「日本で組み立て」しただけで、製品企画とか検査とかサポートなどが ちゃんとしてないのなら、単に高いだけなのでC国製のほうがいい。

主要部品がC国製で、ただ それを使って組み立てているだけで「日本製」って言うのは、先日のアサリなどと同じでは?

そして、コロナの影響か、「ぽっと出」の会社が上述のガイドラインに合う(だけの)ものを出していたり(売れると思ったんだろう)、以前のクソなC国製製品のセンサをガイドラインに合うもの(化学式 → NDIR(光学)式)に換えただけの(と思える)ものが結構あった。

(細かい話) 調べて分かったことだが、ただNDIRのセンサにすればいいという訳ではなく、センサ自体の精度はもちろん、2波長方式でないと安定性や経時変化が良くないようだ。

それから、NDIRセンサは光で測定しているためか、あまり小さいものでは良くなく、長いもののほうが精度がいいという情報もあった。素人だけど、確かにそういう気がする。

NDIRに換えただけのものは ここまでで落ちる。

あと、「自動較正」を うたうものは一見便利そうだが、使用環境について結構危うい仮定・想定(= 使っている場所は、定期的に(例: 毎日1回)屋外と同等のCO2濃度(約400ppm)になる)をしているので、結構な落とし穴になる。かといって、単にそれを止めればいいものでもないから難しい。 (詳しくは後述)

自動較正を止められないものは ここで落ちる。

残った候補はどれも完璧ではなかったが、少し不安はあったものの、CO2-mini※という製品を買った。約6800円だった。

※USのCO2Meter.comという会社の製品(CO2Mini)を日本のカスタムという会社が自社ブランドで発売しているもののようだが、元々は台湾(ZyAura ZGm053U)あるいはロシア(Master kitまたはDadget MT8057MT8057S?)の製品のようだ。複雑な経緯だが、CO2Meter.comのページを見るとなかなか ちゃんとしているので、それなりに信頼できそうだ。

製品候補と評価

僕のCO2センサに対する要求条件は以下である。

  • NDIR, 2波長型センサ
  • 単体で使えるもの(クラウドベースやスマフォ必須でない)。
    • 可能ならPCに繋がる。
      • 通信の仕様が公開されている。
  • 価格: 1万円以下
  • 可能なら、温度, 湿度が測れる。
    • 更に可能なら、気圧, HCHO, CO, PM2.5なども測れる。

検索して比較した製品と、それらの仕様や口コミからの評価(個人的印象)を書く。

  • × NETATMO (リンク先は並行輸入品): 有名だしNDIRだが高い(3万円くらい)のと2波長でなさそうなのとCO2は手動測定らしいのとクラウドベースなので却下
  • × Awair (リンク先は違うかも知れない): 悪評が多いので却下
  • × LinkJapan eAir: 高い(2万円くらい)のと較正が面倒とのことなので却下
  • × GiA, Prana air SQUAIR+: Amazonにないので却下
  • × Huma-i: NDIRでないので却下
  • × ピピっと換気君, TOMO-CO2-002: 1波長のようなので却下
    • これと同じ外観の格安粗悪品が出回っているとのこと。
  • × OMNI HCOM-JP003: 1波長のようなので却下
    • 画面表示から想像すると、C国製のセンサをNDIRにしたようなものか。
    • このメーカーは質問を無視したので、たとえ機能・仕様が良くても却下した。
  • × EPEA-CO2-NDIR-07: 1波長なので却下
  • △- EPEA-CO2-NDIR-08: 「2波長」と書いてあるが、証拠がない(センサのデータシートに記載されていない)ので却下した。
  • △ ポケットCO2センサーPro: 2波長だが、高い(約2万円)のと自動較正を止められないので却下した。
    • ディスプレイなしのもの(Lite)にディスプレイを後付けしたため、使い勝手が考慮されていないのも良くない。
      • 通気穴が上下にあるのとUSBケーブルが邪魔になるので、ディスプレイが見えるように立てて置くことができない。
  • マーベル001: 製品としては妥当そうだったが、高い(1.7万円くらい)ので却下した。
  • Custom CO2-mini: 2波長、PCに繋がり、値段も妥当(約7-9千円)で、ほとんど問題がない。
    • 気になったこと
      • 精度が今一つ(±100ppm), 湿度補償がない。
        • センサが長く、精度が期待できそうな感じもしたが、仕様上は良くないようだ。
      • PCへの接続は可能だがサポートされていない。
        • データに変な暗号化がされており、ちょっと厄介・筋が悪い印象。 (→ 購入後に分かったのだが、数年前に暗号化が解除されていた。: 後述)
      • (口コミ) 当たり外れがある。
      • (口コミ) ディスプレイがCO2濃度と温度が交互表示で不便 → 目障りになる可能性がある。
      • (口コミ) 高周波音(10kHzくらい)がする → 耳障りになる可能性がある。 (→ 購入後にチェックしたが、高周波音は検出できなかった。後述: 6/15 16:21)
  • △- Radiant ZGm27: 2波長、約1.3万円で機能は妥当だったが、下のモノタロウのほうが同様な機能なのに安くて良さそうだった。
  • △ モノタロウ CO2モニター NDIRセンサー式: 2波長、約1万円で良さそうだったが、質問への回答が遅過ぎたのとPCに繋がらないので却下した。

上で△にした4つが「最終選考」に残った。

  • PCに接続する場合
    • ○ CO2-mini
      • 一番製品として出来が良さそう(まとまっていそう)。
    • × ポケットCO2センサーPro
      • 自動較正を止められないから却下。
  • PCに接続しない場合
    • × CO2モニター (モノタロウ)
      • 質問への回答が遅過ぎた。
    • × マーベル001
      • 高いので却下。

結局、一番出来が良さそうなうえにPCに繋がるCO2-mini(以下、USに合わせてCO2Mini)にした。

CO2Miniで気になること(上述)については、精度は そこまで求めないから良し(ただし、経年変化は抑えたいので2波長がいい)、PCへの接続は検索すると いろいろな例があるからできそうだし、できなくても「+α」なので良し、当たり外れは最初の数か月で分かる(1年保証)、高周波音があったらケースを何とかする、交互表示は我慢しようと考えた。

CO2Miniを使い始める。

Amazonに注文したら翌日に届いた。約6800円だった。早速動作確認したら、(運良く?、)全く問題なく動作した。また、上記の経産省のガイドラインでチェックして問題なかった。: 呼気で値が上昇し、アルコールの影響はなく、屋外では充分に値が下がった(10分くらいで約420ppmまで下がった)。

一方、上述のJSM-131SCでは呼気以外は すべて駄目だった。更に、居間でCO2Miniと一緒に測定したら、CO2濃度の値も変わり方も全く合っておらず、全くデタラメなものだと分かった。 (写真: 左: CO2Mini: 995ppm, 右: JSM-131SC: 523ppm)

気になって居た高周波音は聞こえず、バックライトがなくて明るくないせいか、ディスプレイの交互表示は気にならなかった。

ただ、見たい表示と違う場合に待つのが面倒なことがある。が、(後述のように)PCで状態が分かるようにしたので、ディスプレイを見る必要は ほとんどなくなった。

それから、例によって「ちょっと改良」して(背面の通気が悪そうだったので、背面パネルをメッシュにして机上の明るさ・温度センサ(YL-40)のベースの上に設置した(ベースの厚みのため、少し持ち上げる脚を付けた※)。

※脚は、いつもの楽天のポケットWi-Fiの緩衝材をテキトーに切って作った。

(6/23 14:11) 測定を続けているうちに、どうも室温が変わる時にCO2濃度が異常な値になる(大きくなる)ことがあるような感じがした。背面パネルと換えたメッシュは通気が良過ぎるため(保温が悪く)、CO2センサと温度センサ(内の空気)の温度が食い違って正しい温度補正ができず、濃度がおかしくなるのではないかと推測した。それで元々のパネルに戻したら、YL-40の温度(室温)との差が大きくなる(とは言っても±0.5℃以内だろう)ことはあるものの、CO2濃度は確かそうな値になった。

なお、設置位置や置き方にも変更があるが、別の稿に書きたい。

CO2MiniをPCに繋ぐ。

PCに繋ぐのも思って居たより簡単で、届いた日の夕方には出来てしまった。そのためのソフトを探すと いろいろなものがあるが、製品を選んでいる時から参考にしていた、インテックス 平林さんの「CO2 計測 - USB」(2017)に載っているLinux用を試したら、ちょっと修正した※だけで動いた(→ 最初に取れたデータをスプレッドシートに取り込んでグラフにしたもの)ので、それに手を入れて使っている。

※以前は、CO2Miniのデータは暗号化されていてデコードする必要があったが、近頃のものは暗号化されなくなったようで、そのままではデータが読めなかった。が、少しいじってみたり、データをダンプしてみたりしつつ、「物は試し」でデコード処理をスキップしたら読めるようになった。CO2Miniからのデータ取得で苦労したのは ここだけである。

そのプログラムはソースファイル名が"a.c"だったりと、かなりワイルドな感じではあるが、一発でコンパイルできて起動した(ただし、上記のように製品の仕様が変わったために、そのままではデータは取れなかった)ので、例とかサンプルとしては必要充分なものだと思う。逆に、やたらに機能を豊富にされると、本当に必要な部分が分からなかったり、抽出が難しかったり、依存関係で問題が生じて使えなかったりするので、これでいい。僕のスタイルとは随分違うが、悪い印象は なかった。

ただ、実行プログラムにsetuidするのは控えたいので、sudoでrootで動かしている。

参考までに、オリジナルからの変更内容は以下である。

  • プログラムの名前を"co2mini_daq"に変えた。
  • 一定時間ごとにデータ取得を繰り返すようにした。
    • 取得間隔は1分にしている。
  • データを取得した日時をデータの前に出すようにした。
  • CO2MiniのデータがUSBのバッファに溜まって遅延するのを防ぐため※、取得間隔以内でも連続してデータを取得し、それらを平均した値を出力するようにした。
    • そのため、CO2濃度も浮動小数点で出る。
    • ※本当に溜まるのかは分からないが、CO2Miniを抜いても しばらくデータが出続けていたので、溜まっていると考えた。
  • 仕様に書かれていない「謎のデータ」(タイプ(item)が"P", "B"以外のもの)も出力するようにした。
    • 本来のデータと区別できるように先頭に"#"を付け、行数を減らすため1行にまとめて出す。
  • エラー処理・リトライ処理を追加した。
    • 例: CO2Miniを抜いても、再び挿せば(別のポートでもOK)データ取得が再開される。

CO2Miniを使い倒す。: 自動測定・記録・レベル表示・グラフ化できるようにした。

簡単にPCに繋がったのに気を良くして、CO2Miniから取得したデータ(CO2濃度, 温度(≒ 室温))をログに記録し、CO2濃度に従ってデスクトップ(Xfce)のパネル(タスクトレイ相当)に本体のランプ的なインジケーター(水色: 低※, オレンジ: 中, 赤: 高)を出すようにしマウスオーバーで濃度と温度が出るようにした。

※本体のランプの低は緑だが、緑は少し浮くのと余り好きでないので、(どちらかと言えば嫌いでない)水色にした。あとで気付いたが、空気が綺麗なイメージにも合って良さそうだ。

また、測定データ(CO2濃度, 温度)をPCの状態表示ツール(Munin)でグラフに描けるようにできた。※ これで、それまでのようにデータが記録されたログファイルをスプレッドシートにインポートしてグラフを描くなんてチマチマした作業不要で、待っていればグラフが出来ているようになったから、とりあえず何も言うことはないw(とはいえ、いろいろテキトーだし、まだやりたいことはある)。

※ついでに、CO2Miniの温度(≒室温)はYL-40での室温に どのくらい近いか調べたいのと、室温とPCのCPUやマザーボードの温度の関係を確かめたかったので、そういうグラフも描くようにした。

CO2Miniの感想・メモ

期待していたよりずっと いい(ちゃんとした)もので良かった。こういうのは久し振りだ。強いて挙げるとすれば、以下のような「ちょっとしたこと」があった。

  • 上にも書いたが、背面の開口(穴)が小さくて通気が悪そうな気がした。
    • 実用上は問題ないと思うが、反応速度が遅くなりそうな気がしたので、手元にあったメッシュ(アンプのカバーに使った残り)に交換してみた。
      • ただ、実際に使ってみると、メッシュでも反応速度が遅い場合もあって、効果は良く分からない。気流などの要因もあるのかも知れない。
  • 温度の精度は今一つな感じ。(ただし、充分に仕様(±1.5℃)の範囲内)
    • 室温測定に使っているYL-40の温度センサと比べると、0.5℃未満(概ね0.3℃くらい)でズレることがある。
    • 平均値はYL-40と概ね合う(差は0.2℃程度)。
    • CO2濃度(精度±100ppm)もそうだが、余裕を見て(ワーストケースを考慮して)実際より悪目の精度を仕様に出しているのかも知れない。
      • 正直者? 逆サバ?w: 僕は こういうスタンスのほうが好きだ^^
  • 湿度や気圧は測れない。 (仕様にないので当然)
    • CO2MiniからはCO2濃度と温度以外に謎のデータ(複数)も出て来るので、そのどれかが湿度や気圧ではないかと思って ちょっと試した※が、駄目だった。
      • ※値がそれらしくなる計算をした値と、温湿度計の湿度やアメダスの気圧を比較した。
    • それらを少し解析した情報があったが、結局分からなかった。
    • 却って気になる・・・
    • まあ、それらが補正に必要で測定できているなら温度同様に表示・出力するだろうし、仕様に書くはずだ。「書いてないものは付いてない」というセオリーどおりである。
  • (僕の個体では、)口コミにあった高周波雑音(10kHz辺り)は出ていない。
    • オーディオ調整用コンデンサマイクで測定したが、3-20kHzの間にCO2Miniから出る音は検出できなかった。
      • CO2Miniの電源をon/offして比較したが、スペクトラムに顕著な違いはなかった。
        • スペクトラムの18kHz辺りの山は、CO2Miniの横のディスプレイからの雑音と考えられる(マイクを離すと小さくなるため)。
        • 同じく8kHz辺りの山は、測定を停める時のマウスクリックに伴う雑音である(クリックするたびに音量が変わり、今回はoffのほうが大きい)。

以下は備忘録である。

  • 背面カバーは爪で固定されているだけなので、容易に開けられる。
    • 設定ボタンが どこにも固定されていないので、背面カバーを外すと落ちる。
    • カバーを付ける場合は、カバーを机などに置いて穴にボタンを入れ、そこに本体を被せる。
  • CO2Miniに作業した直後はCO2濃度が高く出る。
    • センサ温度に関係しているようで、温度が高いと濃度が実際より高く出るようだ。
      • 温度が正しくなるまで待てば良い。
  • CO2MiniのUSBデバイス名は"USB-zyTemp" (04d9:a052)。

以下に各種情報ページを列挙する。

  • Reverse-Engineering a low-cost USB CO₂ monitor (2015)
    • CO2Miniの暗号化を解読した話
      • 随分苦労したようだけど、暗号化されなくなってしまった・・・
  • USB Communication Protocol for CO2mini (2019)
    • CO2Miniの(暗号化が解除されたあとの)通信仕様 (公式)
  • CO2-miniの通信が暗号化解除されていた (2020)
    • CO2Miniからデータ取得するプログラムを手直ししたあとに見つかった。
  • CO2MeterHacking (2018)
    • 機種が違うため湿度が取れているが、CO2Miniでは常に0しか来ない。
  • CO2-miniを分解してみた (2021)
    • 買う前に内部が見られて参考になった。
  • CO2 + Temperature sensor based on MT8057 and ESP (2019)
    • ロシア語(マニュアルなどは英語), センサなどのマニュアルとプログラム
    • CO2Miniのものとは仕様が異なる。
  • Software for CO2 Monitor (2015)
    • データ取得プログラム (同様なものが新旧多数あり)
  • ZyAura CO2 & Temperature & Humidity Sensor (2021)
    • CO2MiniをESP homeとかいうものに組み込む情報
    • CO2Miniのシリーズは いろいろあるようだ。: MT8057, MT8057S, MT8060, ZGm05, ZGm053U, ZG1683R, ZG1583RUD
  • Предупреждён — значит, вооружён. Часть 1 (Warned - then armed. Part 1) (2015)
    • ロシア語, CO2Miniを使った いろいろな実験? (読めないので詳細不明)
      • ドアや窓に隙間があるほうが換気が良いということなどが書いてあった(どのパートかは忘れた)。まとめからも、この人は そういう居住環境のことをしている方だろうか。
    • Part 3まであり、3では実験の他に内部を少し解析している。
  • MT8057 Детектор углекислого газа (MT8057 Carbon dioxide detector) (2015?)
    • ロシア語, MT8057(この辺りがCO2Miniのシリーズの発端?)の販売ページ(今は終了)。
  • Обзор измерителя углекислого газа CO2 (Overview of the CO2 carbon dioxide meter) (2015?)
    • ロシア語, 構造や仕様の説明など。詳しいことが書いてあって、なかなかためになる。
    • センサの期待寿命や較正頻度も書いてあった。: MT8057とCO2Miniのセンサは同じもののようなので、寿命は5-10年くらいで較正は3年ごとで良い感じだ。
      • "ie. the sensor’s life time is 5-10 years. It is necessary to calibrate the sensor approximately once every three years."
  • Управляем вентиляцией с помощью детектора углекислого газа MT8057 (We control ventilation using the MT8057 carbon detector) (年不明)
    • ロシア語, CO2Miniにリレーを付けて換気扇を制御する、いかにもロシア的な改造。
      • なかなかおもしろそうで、こういう乗りは大好きだ^^
      • ページの下の方の出来上がり図的な写真に にこやかに(不自然な)ポーズをとる女性だけでなく、猫ちゃんが ちゃっかり写っているのがいい。きっとロシアでは普通の構図なんだろうけど、妙に新鮮だ。
        • それにしても、出窓なのかも知れないけど壁が分厚い。一方、寒そうなのに二重窓ではなさそうだ。

部屋のCO2や臭いに関して分かったことなど

まだ数日しか使っていないが、以前は分からなかったことが大分分かった。ちゃんと測って状況を正確に把握するのは重要だと再認識している。

  • JSM-131SCは全くあてにならないデタラメ、crapだった。
    • CO2Miniの半分くらいの値が出る(比較した時点での話)。
    • 換気しても値が変わらない。以前は変わったが、別の要因(TVOC系?)で変化したようだ。
  • CO2Miniを導入する前の換気扇の動作設定(On: 23%, 7分)では換気が不十分なようで、CO2濃度は1100ppmを超えていた。その設定ではCO2が減らず溜まる一方だったようだ。
    • その状態で換気扇を連続して回すと、10分くらいで値が1000ppm近くまで下がり、空気が綺麗な感じに近付いた。
    • そこで、換気扇の動作設定を修正して なるべく800ppm以下を維持するようにしたら、以前より随分良くなった。
    • 冒頭に書いた、午後になると起こる頭痛はCO2が溜まって起こったのかも知れない。
      • 元の換気扇の動作にして本当にCO2のせいだったかを確かめることは可能だが、頭痛だの不調になるのは嫌なので、気が進まない。
        • まあ、確証はなくても改善できたので良しとしたい。
  • (上の理由として考えられること) 換気扇の間欠動作の換気能力が想定(計算)と合わなかった。
    • 換気能力がon(回す)率に比例しないようで、on時間が短いと換気能力はon率から求めた値より低い。
    • On時間が15分以上なら、想定に近い換気能力が得られる感じ。
      • 30分だと充分良い。
    • その理由は分からないが、以下を推測している。
      • 換気扇を回してから換気効果(例: CO2が減る)が出るまでに時間が掛かる(遅延時間)。
      • ステップ応答みたいなもので、on率=出力振幅にならない。
        • 空気の動きに対する部屋の特性はLPFみたいなもので、急な変化は減衰して効果が小さくなってしまう?
        • ただ、その「減衰した分」がどうなるか謎。
      • On時間と排気(換気)量は比例するのかも知れないが、換気扇近く(人が居ない)の空気はCO2が少ないため、「遅延時間」部分の排気はCO2の低減に寄与しない?
      • 空気に慣性があって、長く動かすと気流ができて排気効率が上がる?
        • 実際、長く回していると風(気流)を感じる。
    • → そのため、換気扇の間欠動作の各モードの設定を変更し、基本的にはon時間を30分以上にしている。
      • いろいろ試したところ、on/offそれぞれ30分(on率50%)なら、この部屋で一人で安静にしている場合にCO2を漸減できるようなので、それを標準の動作モードにしている。
  • 外の空気は(意外に)綺麗。
    • 玄関の辺りで測ったら、10分くらいで420ppm前後(ほとんど自然の最低値)になった。
  • どういう訳か、朝(7-8時頃)にCO2濃度が上がる。
    • その頃に食事して代謝が活発になるせいか、近くの道路が通勤で混んで車の排ガスや中での喫煙や、近くの工事の関係かと想像しているが、まだ分からない。 → 更に観察が必要である。
      • 食事であれば、昼や夜も上がるはずだが、必ずしもそうでもない。
      • 道路が空いていても上昇することはある。
      • 工事がなくても上昇することはある。
  • (当然ながら、)部屋に人が居なければCO2濃度は下がる。
    • 人によるCO2濃度の増加は意外に大きく、人が居なければ換気効率が随分向上する(CO2濃度の減少が大きい)。
    • 人が部屋に居ると かなり換気しても400ppm付近までは下がらないので、自動較正は不可能(逆効果になる)。: 詳細は後述。
      • 無人で換気扇を連続して回せば可能かも知れない。
        • → 外出した時に試したら、CO2濃度の減少速度は約-200ppm/hくらいで、400ppmまでは下がらなかったが、もう少し長ければ行けそうだ。
  • (これも当然ながら、)部屋で火(ガスコンロ)を使うとCO2濃度が激増する。
    • 10分くらいで250ppmくらい上がった。 (→ グラフ: 右端)
    • 「火を使う時は換気扇を回せ」ってのは十理あるw
  • 部屋に嫌な臭いがない時に感じる「空気が綺麗な感じ」(いわゆる「新鮮な空気」的)はCO2濃度とは関係なさそう。
    • → 臭い物質とCO2は同じではない(それは そうだ)。ただ、部屋に空気が入るところで物質がフィルタリングされる訳ではないから、臭いのない状態でCO2濃度を下げるようにすれば臭い物質の濃度も下がるはずだから、その方針は悪くなさそうだ。
      • ただ、(以前も書いたが)外が臭い場合には どうしたらいいかが分からない。
    • 一方、CO2には臭いはないものの、濃度が高い場合には臭いを感じるという情報を見た気がするので、CO2濃度が高いために部屋に嫌な臭いがするように感じる場合もあるように思う。
      • そうでなくても、部屋のCO2濃度が高いということは臭い物質も溜まっているだろうから、それだけ臭くなる確率が高いことは確かだ。

今後やりたいこと

CO2濃度の自動測定が出来るようになり、(先日書いたように)PCから換気扇のリモコン(換気強度の設定)も出来るので、それらを繋げればCO2濃度に応じた換気扇の自動制御ができる。例えば、いつもは弱めの換気強度(換気扇の動作モード)にしておき、CO2濃度が高くなったら しばらく(例: 15-30分)回すなどである。あるいは、CO2濃度に応じて自動で換気強度を切り替えることも考えられる。

あと、季節に応じて換気強度を変えることも考えられる(冬や夏に換気し過ぎると空調が効かなくなりそうなので)が、空調のために換気を弱めるのも良くないから、余り調整の余地はないかも知れない。

なかなか おもしろそうだ(実際にやると疲れるが)。

CO2センサの自動較正機能について

CO2センサには自動較正/校正/補正機能があるものが多い。いくつか種類があるが、基本的には、ABC(automatic baseline calibration)と呼ばれる方式である。調べてみると余りにも乱暴な方式なので、僕は即座にoffにしたくなった(実際、CO2Miniの電源を入れて すぐにoffにした)。というのは、(上にも書いたが、)測定地点が定期的に(例: 毎日1回)屋外と同等のCO2濃度(約400ppm)になることを想定し、決められた期間の中で最低の濃度が(例えば)400ppmであるとして測定値を補正(引き算)するだけのものだからだ。

「あのぉ、屋外は確かにCO2濃度は低いけど、その値は場所や季節や時間で かなり変動するし、そもそも測定場所が屋外と同じように綺麗になる保証は ないんじゃないすか?」と言いたい。

これがどういう問題になるかというと、自動較正が起こるたびに値がふらつく(較正前後で不連続になる)のは確かだし、CO2濃度が常時低くならない場所では確実にCO2濃度が低く出るし、そうでない場所でも長く使うと表示されるCO2濃度が低くなっていくかも知れない。

確かにセンサの経年変化を補償する必要はあるし、その点で これは便利だから あってもいいが、on/offできなかったら話にならない。※ 実際、検索したら、この機能があるのを知らずに農業(ビニールハウスだったか)に使ってしまい、あとからoffにしていると思われる例が出て来た。

※Offにできない製品は、企画段階で使い方の検討が不十分だとか、そもそも詳しくない人が作っている可能性がある。もし、常にonで使っても問題ないような特別な用途・場所向けの製品なのなら、そういう注意を書くべきだ。いずれにしても、会社の見識や真面目さが疑われる。

偶然にも、上のCO2Miniのデータ取得プログラムの平林さんも僕と同様な意見なので安心した。以下、少し長いが、その「CO2 計測 - USB」から引用する。

多くの簡易測定器で使われているのは ABC Calibration(Automatic Baseline Calibration) と呼ばれる方法で、 週に一度は無人で CO2 発生源がなく、 測定場所の CO2 濃度が外気と同じになるだろうという期待に基づいたものです。 つまり、8 日間といった区間に於ける CO2 濃度の最低値(base line)を 400 ppm に校正してしまいます。 しかし、住宅、オフィスなどの施設は常時居住者が居て、 CO2 の最低レベルは 600 ~ 800 ppm になりますから、 これを使うと実際の濃度より 200 ~ 400 ppm 低い測定値が得られ、 大きな誤差が出ます。

以上のようなことから、僕だったら、経産省のガイドラインに「自動較正機能があるものはon/off切り替えが可能なこと。」と その理由、on/off設定の目安を入れるだろう。

なお、購入したCO2Miniは その自動較正をon/offできるのはいいが、その場のCO2濃度で即座に較正する機能はなく、自動較正し続けるか8日後に1回だけ自動較正するという設定しかない。

それで、仮に経年変化を較正するには どうしたらいいか考え、以下のようにしようとしている。

  1. 経年変化を較正する時、「8日後に1回だけ自動較正する」設定にする。
  2. 屋外にセンサを持参してCO2濃度が充分低い状態で充分(1時間くらい?)待つ。
    • → その値が最低値として記録されるはず。
  3. センサを元の場所(室内)に戻す。
  4. → 8日後に、屋外で記録された低い値で較正されるはず。

この時に問題になるのは、屋外で測定する時と部屋に戻る時にセンサの電源をonにし続ける必要がありそうなことだ(センサにはバックアップ電池や時計はないから、電源を切ったら「8日間」というのが分からなくなってしまう)。そのため、モバイルバッテリーと補助電源の付けられるUSBケーブルを用意する必要がありそうだ。

そのケーブルには、モバイルバッテリーからPCに、あるいはその逆に電源が逆流しないような仕組みが欲しい。

あるいは、(上に少し書いたが、)換気扇を連続運転して外出して(部屋を無人にする)、部屋のCO2濃度を充分に下げられれば外に持ち出さなくて済み、補助給電可能なUSBケーブルなども不要だ。

試したら、長時間掛ければ行けそうな雰囲気ではある。 (グラフ: 右端近くで急に下がっている部分)

そもそも、どのくらいの頻度で較正すべきか調べたら、CO2Miniのメーカーのサイトの資料"AN131 – CO2 Sensor Calibration: What You Need to Know"には以下のように書いてあった。

How Often Should A CO2 Sensor Be Calibrated?

The more accurate CO2 level reading required, the more often it should be calibrated.
・ Scientific Experimentation – Before each test
・ Personal Safety – Weekly to monthly
・ Greenhouse – After each growing season
・ Manufacturing – Bi‐Annually to Annually
・ Indoor Air Quality – Annually, or not required if ABC is used

OEM品であろうCO2Miniが上と同じでいい保証はないが、ある程度の目安にはなる。僕は"Indoor Air Quality"レベルでいいので、年に1回(多くて半年ごと)で良さそうだ。

また、上の資料には経年変化の影響も書いてあり、

Over many years, both the light source and the detector deteriorate, resulting in slightly lower CO2 molecule counts.

と、「ちょっと低くなる」という感じなので、2波長センサで出荷前にメーカーで検査している前提であれば、余りシビアに考えなくても良さそうだ。

製品選びにまつわる クソおもしろくない話

(以下、「営業妨害」とか言われると面倒なので、会社名などは書かない。)

証拠のない機能・仕様を うたっている会社があった。センサ(素子)メーカーが公表していないことが書いてあっても信用しにくい。今まで書いてない機能が実装されていたことは ほとんどなかったから(あって価値が上がるものを書かない理由は ない)、逆に不信感が増す。例えば、そのセンサを分解して内部の写真を示すとかメーカーからの情報を載せるとか すればいいと思うが、なぜしないのだろう?

質問に回答しない会社があった。買わないと質問すらできないようで(そういう返事すらなしで単に無視された)、まあ、論外なので止めたほうがいい感じだ。

経産省のガイドラインに助言した人が、実はガイドラインの対象となる製品(CO2センサ)を出しているメーカーの関係者だったということもあった。更に、正体不明とも思えるページ(ページを出している会社名などが書いてない)で製品を紹介していたり(ステマ的に思えるが、あれは広告なのか?)、そこでも自分が関わった製品を所属大学の肩書(メーカーの関係者とは書いてない)で推薦していたり・・・

「息の掛かった」とか「お友達」ってやつ? どこにでも居そうだけど、大嫌いだ。

全体的に、コロナ需要で急に参入したとか、ガイドラインが出てから、従来は半導体(化学)センサだったものを急にNDIRセンサに換えたもの(もちろんC国製)が多く、眉唾が多い印象だった。

製品企画時点でのユースケース・仕様・機能の検討が不充分なものも多い。単に「組み合わせて動いたから売ろう!」みたいな・・・

安いとは言え測定器なので、精度などの検証や長期的安定性などの評価をすべきだが、そういう情報を根拠(エビデンス)も一緒に載せていないのは おかしい。それ以前に、精度などが書いてない(分解能は ある)かセンサ(素子)の仕様を転載しているだけ(= 自分で測ってない?)の製品が多く見られるのは おかしい。もっと真面目にやれって思う。

 

まあ、「魑魅魍魎が跋扈」って感じかも知れない。もちろん、個人的印象である。

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