プロジェクト概要

ラズベリーパイというパソコンは、IoTシステム作成用の各種センサー機能を搭載できる端子を持っており、海外で人気があります。しかし、日本では、初期設定が英語であることに加え、OSのインストールシステムを作成したり、日本語環境の設定をコマンドラインで行ったりなどといった難しいところがあり、一般向けのパソコンとしてあまり利用されていない様子です。この影響もあってか、海外で盛んに行われているIoTシステムのDIYの普及も限定的な模様です。例えば、二酸化炭素増加による地球温暖化問題のニュースがあります。これに対して身の回りの「CO2を見える化」をDIYで作成するのは、今の日本では、ハードルが高いと思います。そこで、二酸化炭素濃度計を搭載させた日本語環境設定済のラズベリーパイ3Bを「Pi3CO2（パイスリーシーオーツー）」）として、商品化することにいたしました。IoTシステムを身近に感じていただければいいなと思っております。

プロジェクト詳細/利用シーン

1. 二酸化炭素濃度計として

「Pi3CO2」は、モニターで、日時と二酸化炭素の濃度に応じた注意喚起や警告を文字と色で知らせる機能を持っています。具体的には、２秒毎に日時と二酸化炭素濃度(ppm)に加えて、

・1,000ppm未満：緑色の背景のうえに「Good Condition」という文字

・1,000ppm以上1,500ppm未満：黄色の背景のうえに「Attention 換気を検討してください」という文字

・1,500ppm以上：赤色の背景のうえに「Warning! 換気してください」という文字が表示されるようにしました。

【出力画面例】

2. 二酸化炭素濃度観測ロガーとして

二酸化炭素濃度計から一歩踏み出してラズベリーパイ3Bのデータ収集機能を使ってみたいという方には、1秒毎に15分間の二酸化炭素濃度のログをとるプログラム（二酸化炭素濃度観測ロガー）をご用意しました。これにより、スマホのWiFi機能やモバイルバッテリーなどを組み合わせて、モバイルでの二酸化炭素濃度の観測（400ppm以上が観測対象）にも取り組めます （ただし、ドローンを使用される時には、関係法令や落下事故等に充分注意してください。また、屋外などで使用される場合、雨など、水没事故に充分注意ください）。出力ファイルはCSV形式です。グーグルスプレッドシートを使うことによりグラフ化なども可能になります。

【出力画面例（グラフはグーグルスプレッドシートの使用例）】

3. ラズベリーパイ３Bとして

さらには、日本語を使用できるラズベリーパイ３Bとして、IoTシステム作成の基礎となるScratch（ソフトウェアはScratch3を標準搭載）やPython（ソフトウェアはThonny Python IDEを標準搭載）をご用意しました。これによりプログラミング学習などにチャレンジすることも出来ます。

【出力画面例（左はScratch、右はPython）】

利用方法・操作方法

（二酸化炭素濃度計、二酸化炭素濃度観測ロガー、ラズベリーパイに共通の作業*）

*ラズベリーパイだけを利用する場合は、作業場所とZEROポイントキャリブレーションの箇所を読み飛ばしてください。

【初回のみ（WiFi設定時）】

作業場所：十分換気がされたあとの場所で以下の作業を行ってください。

接続作業：1から4は接続作業です。接続の全体像は下図のようになります。

1．本体上部にあるコンピュータ部とモニター部を接続しているHDMI接続機器（HDMI接続基盤）を外してください。

2．本体上部にあるコンピュータ部のHDMIコネクタにHDMIケーブルを差し、別売りの大型モニター（23.8インチなど）と接続してください。

3．左側のUSBコネクタにワイヤレスマウスとワイヤレスキーボードなどを差してください。

4.付属の電源に接続してください。

5．モニターに「ラズパイ起動（閉じる）」ボタンが現れますので、クリックしてください。

6. 画面右上にWiFiマークがありますので、WiFiの設定を行ってください。

7. 二酸化炭素濃度センサーのZEROポイントキャリブレーションを行います。画面左上にある「0P_calib.sh」をダブルクリックしてください。メッセージボックスが現れますので「端末で実行する」をクリックしてください。端末画面が現れたあと数秒で消えます。端末画面が消えたあとに次（8）に進んでください。

8.画面左上のラズベリーマークをクリックするとメニューが現れますのでログアウトを選択します。するとメッセージボックスが現れますのでシャットダウン（または再起動）をクリックしてください。

（二酸化炭素濃度計として利用する場合）

【WiFi設定後】

１．人が集まる場所に設置してください。本体右側の金色の物体（センサー）が二酸化炭素を検出します。センサーのそばには物を置かないでください（たとえば15cm程度の空間をセンサーの右側に確保してください）。
２．本体上部にあるコンピュータ部とモニター部を接続しているHDMI接続機器（HDMI接続基盤）を元に戻し、ワイヤレスマウスなどをUSBコネクタに接続してください。

３．モニターに「CO2濃度測定開始」ボタンが現れますので、クリックしてください。

４．日時と二酸化炭素濃度がモニター左上部分に現れます。モニター右上部分に二酸化炭素の状況に応じて色と注意喚起などが現れます。いずれも2秒毎に更新されます。必要に応じて換気を施してください。

５．注意事項：観測開始直後や観測エラー時は、「Fail to…」と現れますが、しばらく放置していただくと復旧することが多いです。ただし、軽装なコンピュータ性能上、数分経過しても復旧しないなど、待ちきれない場合は、電源を抜き差しして再起動していただくと、基本的に復旧します。専ら二酸化炭素濃度計として利用する場合は、常時接続できるワイヤレスマウスのご用意を推奨します。また、測定開始から数分間は、二酸化炭素センサーが、状況を把握する調整を行っています。この間の数値は参考にしないでください。一定時間起動すると本体・コンピュータ部が50～70℃と高温になります。発火しやすいものの近くでは使用しないでください。発熱部分（本体裏面中央部分にある排熱用の穴付近など）を触ることでやけどをしないように気をつけてください。

６．ご参考：VNC機能を用いて二酸化炭素濃度計の画面をiPadに出力して、デジタルサイネージとして利用することも可能です。

（二酸化炭素濃度観測ロガーとして利用する場合）

【WiFi設定後】

１．付属の電源を再接続してください（差しなおしてください）。

２．モニターに「ラズパイ起動（閉じる）」ボタンが現れますので、クリックしてください。

３．画面左上にある「CO2Loger.sh」をダブルクリックしてください。

４．メッセージボックスが現れますので「端末で実行する」をクリックしてください。（観測が開始されない場合（端末画面でエラーメッセージが出た場合）は、端末画面を閉じ、3と4の作業を繰り返してください）。二酸化炭素濃度観測ロガーが起動して、毎秒（1秒単位で）、二酸化炭素濃度の観測とログの記録が始まります。

５. 15分経過後、画面左上にある「CO2DataLog」フォルダに「CO2_Data_Logfile.csv」がログとして保存されます。グーグルスプレッドシートで開いて、ログを見たり、グラフ化してください。

６．注意事項：一定時間起動すると本体・コンピュータ部が50～70℃と高温になります。発火しやすいものの近くでは使用しないでください。また発熱部分（本体裏面中央部分にある排熱用の穴付近など）を触ることでやけどをしないように気をつけてください。

７. ご参考：グーグルスプレッドシートでグラフ化し、Webで管理することもできます。また、VNC機能を用いてラズベリーパイの画面をiPadに出力することも可能です。

（ラズベリーパイ3Bとして利用する場合）

【WiFi設定後】

１．付属の電源を再接続してください（差しなおしてください）。

２．モニターに「ラズパイ起動（閉じる）」ボタンが現れますので、クリックしてください。ラズベリーパイ３Bが利用できるようになります。

３．注意事項：一定時間起動すると本体・コンピュータ部が50～70℃と高温になります。発火しやすいものの近くでは使用しないでください。また発熱部分（本体裏面中央部分にある排熱用の穴付近など）を触ることでやけどをしないように気をつけてください。

４．ご参考：VNC機能を用いてラズベリーパイの画面をiPadに出力することも可能です。

仕様

製品名：Pi3CO2（パイスリーシーオーツー）

本体寸法：幅 140mm x 奥行 30mm x 高さ 110mm

本体重量：約200g

セット内容：本体、電源（マウス、キーボード、大型モニターが別売り）

（本体・コンピュータ部：ラズベリーパイ３B）

CPU：1.2GHz Quad-Core ARM Cortex-A53

無線LAN（WiFi）：802.11b/g/n

通信形式：Bluetooth 4.1

RAM容量：1 GB

電源：5 ボルト（付属）

USB2.0用ポート数：４

マイクロSDカード：16GB（付属）

（本体・モニター部：3.5インチLCDディスプレイ）

接続技術：HDMI

解像度：480*320 ～ 1920*1080可調節

（本体・二酸化炭素濃度センサー）

測定方式：NDIR

感知範囲：CO2 400ppm～5000ppm

（付属・電源：ラズパイ3 USB Micro-Bコネクタ用ACアダプター）

出力：5V、3.0A

（付属・マイクロSDカード）

容量：16GB、ラズベリーパイ３B用OSプリインストール・日本語環境設定済

マウス、キーボード、大型モニターが別売りとなります。USB接続ができるマウス、キーボードとHDMI接続ができる大型モニター（大きすぎずパソコンとして使用する程度の大きさで、コンセントから直接電源を取るタイプのもの。たとえば23インチあれば十分）、HDMIケーブルをご用意ください。モバイルで利用される方は、USB Micro-Bコネクタ用のモバイルバッテリーもご用意ください。また、専ら二酸化炭素濃度計として利用する場合は、常時接続できるワイヤレスマウスのご用意を推奨します。

スケジュール

2021年12月下旬：プロジェクト公開

2022年3月下旬：プロジェクト終了

2022年4月上旬：製品組み立て～検査、順次リターン発送

「超早割：限定10個」のご注文分につきましてはプロジェクト終了後に発送開始を、その他のご注文分につきましては5月以降のお届けを予定しております。

リターンについて

Pi3CO2：23,000円（超早割：限定10個）

一般販売予定価格33,000円に対して、10,000円の値引き

Pi3CO2：25,000円（その他）

一般販売予定価格33,000円に対して、8,000円の値引き

資金の使い道

ほぼ全額部品の作成や購入費用になる予定です。

実行者紹介

小島一浩

学生の時に数学とコンピュータプログラミングに没頭していました。会社員として 長年地道に働いてきました。 最近ニュースで、密回避や換気の問題、国際的な地球温暖化問題や人工知能技術開発競争の問題などを目にするようになりました。 これらのお役にたてればと思い、週末、自宅の畳の部屋で 試行錯誤しながら このシステムを作成しました。 至らないところはあるかもしれませんが、このシステムが少しでも、みなさまのお役に立つことができればいいなと思っています。