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Capturer le CO2 chez soi avec Raspberry Pi : guide DIY

• 9 min •
Un Raspberry Pi équipé d'un capteur de CO2 et d'un ventilateur pour la capture d'air.

私たちの家の空気：見過ごされがちな課題

平均して、あなたは時間の90％を屋内で過ごしています。しかし、室内の空気の質はしばしば軽視されています。二酸化炭素（CO2）は換気の悪い部屋に蓄積し、集中力、睡眠、健康に影響を与えます。シンプルなRaspberry Piと数個のセンサーを使えば、このガスをリアルタイムで測定し、さらには局所的な回収も検討できます。

このガイドは、技術スキルと実践的なエコロジーを組み合わせたいと考えているITプロフェッショナルやメーカーを対象としています。アクセスしやすいコンポーネントとオープンソースプロジェクトを活用して、家庭用CO2モニタリング・回収システムを組み立てる方法を見ていきます。

なぜ家庭でCO2を回収するのか？

室内のCO2は定期的に1000 ppmを超え、この閾値を超えると頭痛や疲労などの症状が現れます。2026 ppmを超えると、認知能力が著しく低下します。このCO2を回収することで、空気の質を改善するだけでなく、個人のカーボンフットプリントを削減することもできます。

産業用システムは存在しますが、そのコストと複雑さからアクセスしにくいものです。Raspberry Piを使ったDIYアプローチは、経済的で教育的な代替手段を提供します。Raspberrypi.comによると、Raspberry Pi 5やCompute Module 5などのボードは、センサーやアクチュエーターを管理するのに十分なパワーを備えています。

システムの中核：Raspberry Piとセンサー

CO2センサーの選択

アマチュア用途には、MH-Z19Bセンサーが良い妥協点です。赤外線吸収（NDIR）によりCO2を測定し、精度は±50 ppmです。UARTまたはPWMで通信するため、どのRaspberry Piモデルでも互換性があります。

最小限の組み立て

  1. Raspberry Pi（モデル3B+以降）
  2. MH-Z19Bセンサー（またはより高精度なSCD30）
  3. デュポンケーブル（メス-メス）
  4. 5V 2.5A電源
  5. 3Dプリントケース（オプション）

配線は簡単です。センサーを5V電源、グランド、GPIOピン（RX/TX）に接続します。`pyserial`ライブラリを使用したPythonスクリプトでデータを読み取ります。

import serial
ser = serial.Serial('/dev/ttyS0', 9600, timeout=1)
while True:
    data = ser.read(9)
    if len(data) == 9 and data[0] == 0xFF:
        co2 = data[2]*256 + data[3]
        print(f"CO2: {co2} ppm")

測定から行動へ：回収のトリガー

測定するだけでは不十分です。目標は余剰CO2を回収することです。簡単な方法は、活性炭フィルターやソーダライムの層に向けて空気を吸い込むファンを使用することです。ソーダライムは化学的にCO2を吸収します。

Raspberry Piはリレーを制御し、1000 ppmの閾値を超えたときにファンを起動します。このシステムは、Seeedstudioの環境モニタリングシステム作成チュートリアルで提案されているように、リアルタイムで値を表示するOLEDディスプレイで拡張できます。

具体例：「PiCO2Capture」プロジェクト

あるフランス人メーカーがInstructablesでシステムを共有しました。Raspberry Pi 4、MH-Z19Bセンサー、12Vファン、500 gのソーダライムを入れた容器で構成されています。Pythonで書かれたコードはデータをSQLiteデータベースに記録し、Webダッシュボードに表示します。

結果：20 m²の部屋で、CO2濃度が1日で1800 ppmから600 ppmに2時間足らずで低下しました。総コストは約80 €（Raspberry Piを除く）でした。

比較：DIYアプローチ vs 市販ソリューション

| 基準 | DIY Raspberry Pi | プロ用空気清浄機 |

|---------|------------------|----------------------------------|

| コスト | ~80-120 € | 300-600 € |

| 測定精度 | ±50 ppm | ±30 ppm |

| CO2回収 | 可能（ソーダライム） | 不可（HEPAフィルターのみ） |

| カスタマイズ性 | 完全（オープンソース） | 限定的 |

| 消費電力 | 10-15 W | 30-60 W |

| メンテナンス | 2ヶ月ごとにソーダライム交換 | 6ヶ月ごとにフィルター交換 |

DIYはコストとカスタマイズ性で優れていますが、より頻繁なメンテナンスが必要です。

あなたにとっての意味

開発者、データサイエンティスト、または単なるテクノロジー愛好家であれば、このプロジェクトは以下のことを可能にします：

  • 実践的な学習：センサーのインターフェースと自動化。
  • オープンソースへの貢献：改善点を共有する。
  • カーボンフットプリントの削減：具体的に。
  • 周囲へのインスピレーション：同じことを促す。

既存のRaspberry Piと20 €のセンサーで始められます。コードはGitHubで入手可能です。効果は即時的で、CO2曲線がリアルタイムで下がるのを確認できます。

さらに進む：ホームオートメーションへの統合

基本システムが稼働したら、Home Assistantのようなホームオートメーションソリューションに統合できます。接続されたCO2センサーは、機械換気を自動的に起動したり、スマートフォンにアラートを送信したりできます。Redditにリストアップされたプロジェクトでは、メーカーがシステムをHome Assistantに接続して空気質全体を管理している例が示されています。

課題と展望

ソーダライムによる化学的回収は再生可能ではありません。材料を定期的に交換する必要があります。ゼオライトやMOF（金属有機構造体）などの代替ソリューションも考えられますが、アマチュア用途にはコストが高いままです。

規制の観点からは、EN 13779規格はCO2を1000 ppm未満に保つための十分な換気を推奨しています。DIYシステムはVMC（機械換気システム）の代わりにはなりませんが、その動作を最適化できます。

結論

Raspberry PiでCO2回収システムを構築することは、アクセスしやすく、教育的で、有用なプロジェクトです。地球規模の問題を地域的な解決策に変え、技術スキルを強化します。空気の質が公衆衛生上の課題となる中、すべての行動が重要です。

CO2を測定し回収する準備はできましたか？Raspberry Piを接続し、センサーを注文して、始めましょう。あなたの家の空気が感謝するでしょう。

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