Raspberry Pi + CO2-mini で CO2 濃度をモニターして ZABBIX で記録する

Raspberry Pi
2022.05.24
この記事は約7分で読めます。

はじめに

コロナ禍でホームセンターで購入した CO2 モニター “CUSTOM CO2-mini” 。
USB給電で使うのですが、Webを見てみると、どうやら通信もできる模様。
ということで、Raspberry Pi に接続して ZABBIX で部屋の CO2 濃度を記録してみようと思います。

用意するもの

Raspberry Pi

【国内正規代理店品】Raspberry Pi4 ModelB 4GB ラズベリーパイ4 技適対応品【RS・OKdo版】
Raspberry Pi 4 4G Model B 技適完全対応品で、基板・パッケージに技適マーク入りです。（工事設計認証番号：007-AH0184） Raspberry Pi 4 は、エントリレベルの PC と同等の電力を供給するアップグレードされたプロセッサで、パフォーマンスが向上しています。 より複雑なプロセスを...
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CO2-mini

カスタム (CUSTOM) CO2モニター CO2-mini
●周囲環境のCO2レベルを数値で表示。3段階のLEDでレベル表示されるので、直感的でわかりやすいのが特徴です。 ●温度センサーも内蔵。CO2レベルと室温を交互に表示します。 ●使用温湿度:0~+50℃、80%RH以下(但し結露のないこと) ●寸法・重量:約W169 × H42 × D24mm、約70g ●付属品:取扱説...
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その他、電源やSDカードなど。

Smraza Raspberry Pi 4 USB-C (Type C）電源、5V 3A ラズベリーACアダプター RPi 4b Model B 1GB / 2GB / 4GB/ 8GB適用 PSE取得
Smraza Raspberry Pi 4 用USB-C電源アダプター 5V 3A ラズベリー アダプター Raspberry Pi 4 適用
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サンディスク microSD 128GB UHS-I Class10 Nintendo Switch メーカー動作確認済 SanDisk Ultra SDSQUA4-128G-EPK エコパッケージ
サンディスク独自技術で最大120MB/秒の超高速読み取り(対応カードリーダー使用時) ■サンディスク サポートダイヤル 0120-89-3009
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CO2-mini からのデータの取得方法

CO2-mini と Raspberry Pi を USB で接続すれば何もしなくても認識してくれます。
データの取得は先人の方が便利な Python ライブラリを作成いただいています。

GitHub - heinemml/CO2Meter: Python Module to use co2meter code derived from https://hackaday.io/project/5301-reverse-engineering-a-low-cost-usb-co-monitor
Python Module to use co2meter code derived from - GitHub - heinemml/CO2Meter: Python Module to use co2meter code deriv...
github.com

この CO2Meter をインストールすればすぐに利用できます。

$ sudo pip3 install git+https://github.com/heinemml/CO2Meter

サンプルコードを参考に以下を作成しました。

from CO2Meter import *
import time
sensor = CO2Meter("/dev/hidraw0")
while True:
    time.sleep(1)
    data = sensor.get_data()
    if 'temperature' in data and 'co2' in data:
        f = open('/dev/shm/co2', 'w')
        f.write(str(data['co2']))
        f.close()

        f = open('/dev/shm/temperature', 'w')
        f.write(str(data['temperature']))
        f.close()

root で起動時に起動するようにしておく

シェルスクリプトを用意して起動時に crontab で自動起動するように設定しておきます。
（rootでないとうまくいかなかったので root 権限で動くようにしてます）

#!/bin/bash

sleep 5
/usr/bin/python /root/co2.py
@reboot /root/co2.sh

ZABBIXで読み込む(zabbix-server側の設定)

色々と方法がありそうですが、私は以下の方法にしました。

  • RaspberryPiのシェアードメモリに取得したCO2値を書き込む
  • ループして常に最新のデータを保持しておくようにする
  • ZABBIX から取得するとき、シェアードメモリに格納してあるファイルを読みに行くようにする

ホストを作成

Raspberry Pi に zabbix-agent をインストールしておきます。
対象のIPアドレスに対してホストを作成しておきます。

アイテムを作成

CO2と温度が計測できるので、どちらも取得できるようにアイテムを作成します。

キーは以下にしました。

co2.co2   (CO2濃度)
co2.temp  (温度)

zabbix-agent側の設定

zabbix-agent が動くようにしておきましょう。

/etc/zabbix/zabbix_agentd.conf  を編集して zabbix-server のアドレスなどを設定しておきます。

/etc/zabbix/zabbix_agentd.conf  


### Option: Server
#       List of comma delimited IP addresses, optionally in CIDR notation, or DNS names of Zabbix servers and Zabbix proxies.
#       Incoming connections will be accepted only from the hosts listed here.
#       If IPv6 support is enabled then '127.0.0.1', '::127.0.0.1', '::ffff:127.0.0.1' are treated equally
#       and '::/0' will allow any IPv4 or IPv6 address.
#       '0.0.0.0/0' can be used to allow any IPv4 address.
#       Example: Server=127.0.0.1,192.168.1.0/24,::1,2001:db8::/32,zabbix.example.com
#
# Mandatory: yes, if StartAgents is not explicitly set to 0
# Default:
# Server=

Server= サーバーアドレス

##### Active checks related

### Option: ServerActive
#       List of comma delimited IP:port (or DNS name:port) pairs of Zabbix servers and Zabbix proxies for active checks.
#       If port is not specified, default port is used.
#       IPv6 addresses must be enclosed in square brackets if port for that host is specified.
#       If port is not specified, square brackets for IPv6 addresses are optional.
#       If this parameter is not specified, active checks are disabled.
#       Example: ServerActive=127.0.0.1:20051,zabbix.domain,[::1]:30051,::1,[12fc::1]
#
# Mandatory: no
# Default:
# ServerActive=

ServerActive=サーバーアドレス

### Option: Include
#       You may include individual files or all files in a directory in the configuration file.
#       Installing Zabbix will create include directory in /etc/zabbix, unless modified during the compile time.
#
# Mandatory: no
# Default:
# Include=

# Include=/etc/zabbix/zabbix_agentd.userparams.conf
# Include=/etc/zabbix/zabbix_agentd.conf.d/
Include=/etc/zabbix/zabbix_agentd.conf.d/*.conf

/etc/zabbix/zabbix_agentd.conf.d/userparameter_co2.conf

パラメータ取得用のconfigファイルを作成します。
シェアードメモリに格納したファイルを cat するだけ。

UserParameter=co2.co2,cat /dev/shm/co2
UserParameter=co2.temp,cat /dev/shm/temperature

zabbix-agentは再起動しておきましょう。

実行結果

無事、CO2濃度と温度を取得して zabbix でプロットすることができました。

CO2が取得できました

まとめ

Raspberry Pi + CO2-mini + zabbix でモニターする方法をまとめました。
CO2モニターを購入してから換気の頻度がかなり上がりました。

設置してからの推移 冬は換気すると寒い。

スクリプト

作成したスクリプトは以下からダウンロードすることができます。

GitHub - yukishita/co2-mini: CUSTOM CO2-mini を使って ZABBIX で CO2 濃度を記録するプログラム
CUSTOM CO2-mini を使って ZABBIX で CO2 濃度を記録するプログラム. Contribute to yukishita/co2-mini development by creating an account on GitHub.
github.com

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