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エアラボ – ポータブルでオープンな空気質測定デバイス

354日前原文(networkedartifacts.com)

概要

  • Air Lab は、CO2やVOCなどを測定できるオープンな空気質計測デバイス
  • 端末単体 でデータの記録・解析が可能
  • Webシミュレーター も公開中、実機の使用感を体験可能
  • ファームウェアはオープンソース として提供予定
  • カスタマイズ性と拡張性 を重視した設計

Air Labの特徴

  • CO2、温度、湿度、VOC、NOx、気圧 の正確な測定機能
  • 端末単体 でデータの記録・解析が可能、PCやスマートフォン不要
  • Emscriptenを用いたWebシミュレーター で、事前に操作体験が可能
  • ESP32S3マイコン を採用、高性能かつ拡張性の高い基板設計
  • SCD41 （CO2/温度/湿度）、 SGP41 （VOC/NOx）、 LPS22 （気圧）など高精度センサー搭載
  • 内蔵バッテリー充電回路、リアルタイムクロック、RGB LED、ブザー、加速度センサー、静電容量タッチ機能の搭載
  • esp-idf ベースのファームウェア、 LVGL による直感的なUI
  • オープンソースファームウェア として、出荷後に公開予定
  • CrowdSupplyでクラウドファンディング実施中、現在支援者募集中
  • YouTube動画 でプロジェクト紹介や最新情報を公開

開発の背景と目指す方向性

  • 既存の空気質計測機器 がクローズドで拡張困難だった現状への課題意識
  • 空気質問題 への関心の高まりと、より開かれたアプローチの必要性
  • 誰でもカスタマイズや拡張が容易 な設計方針
  • 出荷までにドキュメントやツール （シミュレーター等）を充実化予定

使い方・活用例

  • 家庭やオフィスの空気質モニタリング 用途
  • 教育現場や研究用途 でのデータ活用
  • 自作IoTデバイスやハッカソン での拡張・応用
  • APIやオープンソースファームウェア による独自機能の追加

フィードバック・今後の展望

  • ハードウェア仕様や操作性、用途提案 など幅広いフィードバックを歓迎
  • CrowdSupplyでのプロジェクトアップデート通知 の購読を推奨
  • コミュニティと共に改良・発展 を目指す姿勢

参考リンク

  • CrowdSupplyプロジェクトページ: https://www.crowdsupply.com/networked-artifacts/air-lab
  • Webシミュレーター: プロジェクトページ内で案内
  • YouTube紹介動画:

Hackerたちの意見

自分もAranetのデバイス使ってるよ - https://www.aranet.com/en/home/products/aranet4-home 画面に現在の測定値がはっきり表示されるのがいいよね。遠くからでも一目で数字がわかるし、赤ゾーンに入ると色が反転するから、メガネなしでも部屋の反対側から見て、状態が悪いかどうかすぐわかる。シミュレーターを見る限り、君のデバイスだと近づかないと状況がわからないみたいだね。それに、点滅するライトのインジケーターは厄介で、点滅の合間に見逃して「大丈夫だ」と思ってしまうことがあるよ。

└

そうなんだ、改善したいと思ってる。今は、（実際の）デバイスを回転させると、スタンバイモードで大きなフォントで値を表示する縦型レイアウトになるんだ。これをシミュレーターにも追加しないと。横型レイアウトでフォントを大きくするのはやるべきリストに入ってるよ！

いい仕事だね！ https://sensor.community のこと知ってる？ 彼らもセンサーのデザインを持ってるけど、主に公共の地図でセンサーデータを集約するオープンインフラがあるから紹介したいんだ。

もし製品のプレゼンテーションが1%でも正直だったらいいのに。君のページには実際のデバイスがあって、ユーザーはそのまま使える。ビキニモデルもいないし、見栄えのいいスクリーンショットもなし、ダークパターンもない。製品が自分で語ってるよ。ウェブサイトのUIの配慮が、誰が作ったかを物語ってるね。

参考までに：もっと安価な簡素版のデバイスがあればいいな。空気の質が悪いのは貧しい地域が多いし、ひどい大気汚染に悩んでるけど、比較的恵まれた生活をしてる（私たちの基準でね）から言えるけど、200ドル以上の空気質センサーは「手が届かない」価格帯だよ。送料を加えると300ドル近くになりそうで、こっちの中央値の月収とほぼ同じだし。君のNO₂測定があるから、ほとんどの代替品と比べて本当に興味深いデバイスだね。私が手に入れられる理論上可能なガスセンサーは、どれも数百ドルかかるよ。

└

まず言っておくけど、製品デザインや製造、公共向けの証明は長くて大変な作業で、この製品の小売価格は様々な理由で正当化されると思うよ。それを踏まえて、リストにある主要なアクティブコンポーネントを見ると、ESP32S3 IC : $4、SCD41センサー : $21、SGP41センサー : $8、LPS22センサー : $4 って感じで、希望が持てるね。この種のデバイスの重要な機能がオープンソース化されて、開発途上国の経済に合ったコストでホビイストがバージョンを作れる可能性があるかもしれない。

└

フィードバックありがとう！すごく理解できるよ！私たちももっと安い価格で商品を提供したいと思ってたんだけど、少量での計画だと競争力を持つのが難しいんだ。とはいえ、将来的にはもっと多くの人が手に入れやすい、シンプルで安いバージョンを提供できると思うよ。

君の製品、めっちゃいいね！ローンチおめでとう。センサーだけのスタンドアロンデバイス（データのみモード）を作って、ユーザーが好きなe-inkダッシュボードにデータを接続できるようにすることを考えたことある？ コミュニティが作った空気質ダッシュボードの例をいくつか紹介するよ。[1] どのe-inkハードウェアにもインストール可能だよ。[2] [1] https://usetrmnl.com/recipes/62233, https://usetrmnl.com/recipes/23306 [2] https://github.com/usetrmnl/firmware/ ちなみに、私はTRMNLで働いてるよ。

└

ありがとう！そうなんだ、複数の部屋や場所をサポートするために、早くプロトタイプを作りたいと思ってる。TRMNLを含む他のダッシュボードとの統合も素晴らしいね。

誰か、空気の質を測るのがなんでこんなに高いのか教えてくれない？正確な測定をするデバイスは、ほんとに高価なんだよね。センサーがこんなに高い理由は何？

└

CO₂センサーじゃないかな。

見た目はいいし機能も豊富だけど、ディスプレイなしの安いバージョンがあったらいいな。

いい製品だね！私は測定やキャリブレーションのバックグラウンドがあるから、あなたのシステムの精度について興味があるんだ。ラボ機器と比較したことはある？それとも、適切な許容範囲で精度を明示する計画はあるの？測定の不確かさやユニット間のばらつきについてはどう？これは消費者向けのハードウェアだってわかってるから、完全な評価は期待してないけど、期待される性能については特定してる？

└

ありがとう、いい質問だね！私たちは近いうちにちゃんとしたラボテストを行う予定だよ。スイス連邦環境庁がプロジェクトパートナーで、そういう機器を持ってるんだ。設計段階では、エンクロージャー内の空気の流れや粒子の動きをモデル化するソフトウェアを使ったんだ。それまでの間は、SCD41とSGP41のデータシートに記載されていることしか言えないけどね。

家でesp32に接続した（安価な）センサーを持ってるよ（気圧計以外）。数ヶ月のグラフ出力を見たけど、VOCやCO2センサーの精度には全く自信が持てない。さらに、ラボ以外でキャリブレーションする良い方法もないんだ。個人的には、もっと面白い安価なセンサーの技術はまだ成熟してないと思う。

クリックできる画像はいい感じだね（ボタン）。