CO2センサ SCD4x ブレイクアウトボードまとめ (2021年9月版)

Sensirion社 の CO2センサ SCD40/SCD41 を搭載したボードが色々と出てきたので一覧にまとめてみる。価格はメーカー直販で $45~$60、国内で購入可能なところでは 7,000円前後くらい。

SCD40 と SCD41 の違いについては、こちら を参照。精度以外に、SCD41 には消費電力を抑えるための “Low power single shot” モードに対応している違いがある。

メーカー
製品名
型番
搭載デバイスサイズ
W x D x H (mm)
価格(2021/9/18時点)
直販 / スイッチサイエンス
I2C Interface
コネクタ、動作電圧
ソフトウェア環境
特徴
Seeed Technology
Grove CO2 & Temperature & Humidity Sensor SCD41
SKU 101020952
SCD4120.0 x 20.0 x ?$52.90 / 7,403円Grove/ピンヘッダ、2.4~5V
Arduino/Raspberry Pi
MikroElektronika
HVAC CLICK
PID: MIKROE-4290
SCD4125.4 x 42.9 x ?$45.003.3V or 5V
mikroSDK
SPS30センサー(微粒子計測)追加に対応
Adafruit
Adafruit SCD-40 – True CO2, Temperature and Humidity Sensor – STEMMA QT / Qwiic
PRODUCT ID: 5187
SCD4025.5 x 22.8 x 7.7$49.50 / –Qwiic/ピンヘッダ、3.3~5.0V
Arduino
Adafruit
Adafruit SCD-41 – True CO2 Temperature and Humidity Sensor – STEMMA QT / Qwiic
PRODUCT ID: 5190
SCD4125.5 x 22.8 x 7.7$59.50/-Qwiic/ピンヘッダ、3.3~5.0V
Arduino
スイッチサイエンス
Conta™ CO2センサ SCD40搭載
SKU#7169
SCD4020.2 x 20.2 x ?6,930円ピンヘッダ(はんだ付け済み)、2.4~5V
Arduino
Contaベースシールドなどに搭載可能
スイッチサイエンス
SCD40搭載CO2センサピッチ変換基板
SKU#7168
SCD4015.24 x 16.51 x ?6,930円基板上に直接はんだ付け/ピンヘッダ、2.4~5V
Arduino
Sparkfun
CO₂ Humidity and Temperature Sensor – SCD40 (Qwiic)
SPX-18365
SCD4025.4 x 25.4 x ?$49.95Qwiic/ピンヘッダ、3.3V
Arduino
※SparkX 製品
Sparkfun
CO₂ Humidity and Temperature Sensor – SCD41 (Qwiic)
SPX-18366
SCD4125.4 x 25.4 x ?$59.95Qwiic/ピンヘッダ、3.3V
Arduino
※SparkX 製品
Sensirion
評価キットSEK-SCD41
SEK-SCD41-Sensor
SCD4124x28x7.26,127円 (Mouser)JST PH(2.0mmピッチ)/ピンヘッダ、2.4~5V
Arduino/Raspberry Pi
CO2センサ SCD4x ブレイクアウトボード一覧表

上モノフェス出展レポート

もう半年過ぎてしまいましたが、昨年2017年10月8日~9日に、長野県上田市で開催された「上モノフェス」への出展レポートをまとめてみました。イベント直後にまとめようと思いつつ、あっという間に半年が過ぎてしまいました、反省。

「上モノフェス」はものづくりを楽しむ人(メイカー)たちが集まり、地域や年代、企業の枠を超えて「ものづくり」での交流ができる展示やワークショップといった体験ができるイベント。

会場は、長野県上田市にある「サントミューゼ」と呼ばれる、劇場・ホール、美術館など、地域の人々が交流する場として整備された複合施設。近くには大型のショッピングセンターの「アリオ上田」があり、休日の交流芝生広場は多くの家族連れで賑わう場所です。

「上モノフェス」は 2016年2月に「上モノラボ」という名称で第1回目が開催され、今回が2回目の開催でした。出展者数は企業、個人合わせて30ほど。

MK Tech Lab として活動を開始してから、これまでこういったイベントには参加したことはなく、初めての試みでした。実際に作ったモノを多くの人に見てもらったり、他の出展者との交流など、色々と学ぶことができればと思い出展してみました。

出展内容として、メインは Arduino により温湿度センサーでファンを制御し結露を抑えるための装置(ケースはレゴブロックで作成)を、実際に自宅で使用した成果や、木工で作成した結露発生環境での動作デモ、その他レゴと電子工作で楽しめるガジェットを展示しました。

会場は大ホールの入り口付近の大ホールホワイエと呼ばれる場所で、壁に沿って出展者スペースが並ぶレイアウト。スペースは 約 2m四方 で、1.8m x 0.6m の机が提供されました。机の半分を結露対策ファンのデモ、残り半分のスペースにその他のガジェットを展示、机の奥に説明用のパネルを立て掛けました。

 

今回メインの出展物の結露対策ファンのデモの様子。木工で作成した結露発生環境ボックス内中央にに加湿器を置き、右側に結露対策ファンを、左はファンなしでファンの効果が比較できるようにしました。ボックス内のセンサーから取得した温湿度データは WiFi(スマホのテザリング)経由で IoT向けクラウドサービス ThingSpeak にアップロードし、ボックス左にある iPad のブラウザで確認できるようにしました。結露対策ファンの仕組みは こちら で紹介しています。

その他の出展物としては3点、ケースをレゴブロックで作り、Arduino と各種センサーを組合わせ、LCDや音声で知らせるガジェットを展示しました。ケースがレゴブロックのため、家族連れのお子さんに人気でした。

 

 

結露対策ファンについては、最初は展示内容が伝わらない様子でしたが、直接説明をすると、実際に結露に困っている方が多く、興味を持って見てもらえました。2日間で直接説明をさせてもらった方は約50人、結露に関するアンケートも快く回答頂き、色々と学ぶことが多く、楽しい2日間でした。

実際に出展してみると、いかに展示内容を分かりやすく伝えるか、当日のレイアウトを考慮した展示物の見せ方をどうするか、展示物を説明するパネルやアンケートの作成など大変なこともありましたが、それもまた楽しかったです。他の出展者の方も、国内や海外の Maker Faire に出展するなど、モノづくりへの想いが強い方が多く刺激になりました。今後も今回のようなイベントがあれば是非参加したいと思いました。

アンケートは Googleフォームで作成し、iPad のブラウザで回答してもらいました。複雑なアンケートも作成可能で、集計までしてくれて大変便利でした。回答結果から、今回は上田市周辺で主に一戸建ての方が多かったのですが、約75%で結露が発生し、その内約80%の方が困っているという結果でした。

結露対策~試作その3(データ編)

前回までは結露対策ファンを試作するまでの紹介でしたが、今回は実際に、昨年2016年11月~今年の3月まで、北側の2部屋に1台ずつ設置した結果についてまとめてみました。

結露対策ファン 2016年12月 北側の窓 比較結果

まずは、結露対策ファンの効果について。
両部屋のファンを設置した窓について、窓全面が結露した日は0日、厳しい冷え込みの日でも一部(主に金属サッシ部)に結露が発生する程度(前年までは、10日以上全面結露が発生していた)だったため、かなり効果があったのではないかと思います。

右の写真は、毎年結露がひどかった北側の洋室(9畳)の出窓に設置した様子(2016年12月)。約90cm幅の窓2枚の左側にファンを設置してみました。

結露対策ファン 仕組み

ファンはカーテンの下に設置し、温湿度センサーのデータから結露になりそうな状態になったら自動でファンを回し、室内の暖かい空気を取り込みつつ、窓周辺の冷気が停滞しないようにすることで結露を抑える仕組み。

 

 

温度、湿度、ファンなどのデータは、WiFiモジュール経由で、5分間隔でIoTクラウドサービスの ThingSpeak にアップロード。
グラフは、2016/12/1~2017/3/31のデータを ThingSpeak からダウンロードし、Excelでグラフ化したもの。
グラフ上側は全期間、下側は2017/2/5夕方から1日の稼働状況。
温度は赤色、湿度は青色、露点温度は黄色、ファンの出力平均電圧は緑色。
1日の稼働状況からは、2/5夕方から湿度が上がることで露点温度が上昇し、ファンが稼働していることが分かる。21時頃から翌日6時頃まではファンが稼働することで部屋の空気を窓とカーテンの間に取り込むことで温度が上がり、湿度が下がることでファンが停止、また湿度が上がるとファンの稼働を繰り返していることが分かる。

結露対策ファン稼働実績: 2016/12/01-2017/3/31

今回利用したクラウドサービスの ThingSpeak は、データの蓄積だけでなく、分析するためのツールなども充実しているので、今後活用できればと思います。

今回の試作での材料費は、約7,000円(※レゴブロック代除く、ファン:3,500円、回路部品他:3,500円)、電気代は推定月80円(0.006kWx16(時間/日)x30日x27(単価))でした。

結露対策~試作その2(レゴブロックケース編)

2016年10月末に、段ボールケースで作った結露対策ファンを約2週間稼働させ、温湿度が安定して計測できていることを確認。本格的な冬に備え、改良を加えることにしました。
まずは、実際にファンを動作させると発生する回転音や振動を抑えるため、レゴブロックでケースを作成(写真右側)。全体的に白で統一し、ファンをしっかり固定し振動を抑えるために、ファンとレゴブロックの間に「日本特殊塗料 防音一番オトナシート(300mm x 400mm x 厚さ1.5mm が5枚入り  2,149円)」という振動を抑えるシート1枚分をカットし貼り付けて固定。また、ファンを制御するブレッドボード用ケースも作成(写真左側)。

センサーボックス内部の様子。試作その1から基本的な構成は変わっていませんが、温湿度センサーを DHT11 からより精度の高い DHT22(450円) に変更しました。

 

 

 

ファンを上から見た様子。銀色に光っているのがクロスフローファンの羽の部分。
ファンは、カーテンと窓の間に設置します。空気の取り込み口は上面ですが、上面をレゴブロックで吹き出し口とは反対方向から取り込めるようにし、カーテンの室内側からの空気を取り込むようにしました。
音や振動については、段ボールの時に比べ抑えられましたが、寝室に設置するにはさらに音を抑える必要があります。

実際に窓際に設置した様子。ファンの下には先ほど紹介した防音用オトナシートを1枚敷いています。

次回は、2016年12月~2017年2月まで、実際にこのレゴブロックケースで作成した結露対策ファンの効果をまとめた内容を紹介する予定です。

結露対策~試作その1

2016年10月末に最初の試作機を作成。写真は、毎年結露で悩まされる北側寝室の出窓に設置した様子。
窓ガラスのパッキン部分の黒いものは、これまでの結露により発生したカビです。何とかこの原因となる結露を防ぎたい思ったのが、この結露対策装置を作り始めたきっかけになります。

ファンは、窓に対してある程度の幅で均一の風を得られるクロスフローファンを使用することにしました。インターネット上で色々と調べていたところ、Amazonで条件に合うものを見つけたので購入。
「uxcell クロスフローファン 冷却ファン クールターボ 散熱器 アンプクーラー DC 12V 0.27A 」、購入当時(2016/10/3)で3,458円。
ファン用のケースは、とりあえず段ボールで作成。 

ファン制御部は、Arduino ベースで、温湿度センサーから露点温度を計算し、一定の条件でモータードライバを制御する回路をブレッドボードベースで作成。
また、計測データをいつでもどこでも確認できるように、IoT向けクラウドデータサービス ThingSpeak にデータを送信するため WiFiモジュールも搭載。
使用したパーツは以下の通り。
※購入先はいずれも Amazon で、価格は2016年10月頃のため、現在は取り扱っていなかったり、価格が変わっている可能性があります

  • Arduino:HiLetgo Mini USB Nano V3.0 ATmega328P CH340G 5V 16M (320円)
  • 電源モジュール+ブレッドボード:MB102ブレッドボードと 電源モジュール(DC12V to 5V、3.3V)セット (600円)
  • 温湿度センサー:DHT11 (以前購入したセンサーセットに含まれていたもの、単体購入だと200円程度)
  • モータードライバ:TA7291P(TOSHIBA) (480円※2個セットで購入)
  • ロジックレベル変換モジュール:MM-TXS01(サンハヤト) (810円)
  • ESP-WROOM-02ピッチ変換済みモジュール《T型》(スイッチサイエンス) (909円)
  • ACアダプタ:12V 1.5A ACアダプター(Kaito Denshi) (1,850円)

結局、クロスフローファンと制御部、ACアダプタも含めると結構な金額になってしまいました・・・