自由研究572｜学校／家庭／地域施設でWiFi電波強度を時間帯・場所ごとに調べて、快適度を可視化しよう

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今回のテーマ

「学校／家庭／地域施設で「WiFi電波強度（スマホで測定）」を時間帯・場所ごとに調べて、快適度を可視化してみよう」

この自由研究は、私たちの生活に不可欠なWi-Fi（ワイファイ）の電波強度を、スマートフォンなどの身近なツールで測定し、その快適度を時間帯や場所ごとに可視化することを目的としています。自宅、学校、地域の公共施設など、様々なスポットで電波強度を調査することで、「なぜか繋がりにくい場所」や「時間帯によって速度が落ちる原因」をデータに基づいて発見できます。デジタル機器の利用が増える今、通信環境を科学的に理解する実践的なテーマです。

自由研究の目的

どうして学校／家庭／地域施設で「WiFi電波強度（スマホで測定）」を時間帯・場所ごとに調べて、快適度を可視化してみるの？

私たちが普段使っているインターネット接続は、目に見えない電波に支えられています。動画の途切れやオンラインゲームの遅延など、「通信が不安定だな」と感じることはありませんか？その多くは、Wi-Fiの電波強度が関係しています。

問題解決能力の育成　「なんとなく」ではなく、測定という具体的な行動を通じて問題の原因（電波が弱い、干渉があるなど）を特定し、解決策（ルーターの位置変更など）を考える力が身につきます。
科学的な思考の訓練　電波が壁や障害物で弱くなる物理的な性質を実体験として学ぶことができ、データ収集と分析を通じて科学的な見方を養います。
実生活への応用　自宅で最も快適な場所を見つけたり、次にルーターを設置する際の参考にしたりと、日常のデジタルライフをより快適にするための知識が得られます。

自由研究のゴール

この研究を通じて、以下のような力を身につけることが目標です

レベル１　学校や自宅の特定のフロアで、場所ごとの電波強度を測定し、マップに数値を記入する。
レベル２　自宅（または学校）の複数箇所で、「朝」「昼」「晩」など時間帯ごとの電波強度を測定し、電波強度の変化をグラフで比較する。
レベル３　測定結果から「最も快適な場所」と「電波が弱い場所」を特定。弱い場所について原因を考察し、ルーターの移動や中継器の設置など、具体的な改善案を提案する。

具体的な研究事例

自宅２階での電波強度の変化

測定場所　リビングのルーターから最も遠い２階の自室。

測定ツール　スマホアプリ「Wi-Fi Analyzer」（例）を使用。電波強度を示すRSSIを計測。

夜19:00（家族全員が帰宅し、動画視聴やゲームをしている時間帯）　-75dBm。動画が時々カクつく。
深夜23:00（家族のほとんどが寝ている時間帯） -55dBm。サクサク快適。

発見　電波の「弱さ」だけでなく、「同じ電波の通り道」を多くの人が同時に使うことで、通信速度（快適度）が低下していることが分かります。単に距離の問題だけでなく、利用状況も快適度に大きく影響を与えていることがデータから裏付けられました。

研究を進めるうえで、以下のポイントに注目しよう！

測定アプリの統一　測定には、電波強度（RSSIや信号レベル）を表示できるスマートフォンアプリを利用します（例：「Wi-Fi Analyzer」など）。使うアプリは必ず統一し、測定方法も毎回変えないようにしましょう。
測定場所と時間の記録　「リビングの隅」「2階の階段前」など、具体的な測定場所と測定した正確な時間（例：8月1日 15時30分）を細かくメモに残します。
障害物の考慮　測定結果を分析する際、間に壁、水槽、金属などの電波を遮る可能性のある障害物がないかを必ず確認し、考察に含めます。

自由研究の進め方

テーマ設定と準備　測定する場所（自宅、学校の教室、図書館など）を決め、測定用のスマホとアプリを用意します。
測定計画の作成　どこで、何時に測るかの「測定マップ」と「測定スケジュール」を作成します。例：「玄関からルーターまで１ｍおきに測定」や「リビングで朝・昼・晩に測定」など。
データ収集　計画に従って測定し、場所、時間、電波強度（RSSIの数値）、体感の快適度（「速い」「遅い」「途切れる」など）を記録用紙に記入します。
データの可視化と分析　収集したデータを使い、場所ごとのマップや時間帯ごとのグラフを作成します。電波強度の強い場所と弱い場所を色分け（ヒートマップ）すると分かりやすいです。
考察と提案　なぜその場所が弱いのかを考察し、「ルーターを窓際に置く」などの具体的な改善策を発表資料にまとめます。

自由研究から発見したアイデア

「電波に優しい部屋の設計」提案　建築やインテリアに興味があれば、電波を通しやすい素材（木材など）と通しにくい素材（コンクリート、金属など）を図で示し、未来の家づくりにおける「通信環境を最適化する間取り」を提案する。
「地域公共施設のためのWi-Fi改善ボランティア」計画　測定技術を活かし、地域の図書館や公民館などのWi-Fi環境を無償で測定し、施設管理者へ快適な環境整備のためのレポートを作成・提出する。

この自由研究に関連する仕事

通信インフラエンジニア　基地局やWi-Fiネットワークを設計・構築し、安定した通信環境を提供する仕事。電波の性質を深く理解する必要があります。
データサイエンティスト　収集したデータ（この場合は電波強度や利用時間）を分析し、そこからビジネスや社会の問題解決に役立つ知見を引き出す仕事。
IoT（Internet of Things）製品開発者　家電やセンサーをインターネットに繋ぐ製品を開発する仕事。安定した無線通信が製品の品質に直結するため、電波環境の知識が不可欠です。

まとめ

この自由研究「Wi-Fi電波強度（スマホで測定）」は、目に見えない電波をデータ化し、身近な通信環境を最適化する探究的なプロジェクトです。単なる課題ではなく、あなたのデジタルライフを快適にする科学的なスキルと、問題を発見・解決する論理的な思考力を養います。さあ、スマートフォンを片手に、あなたの周りの「快適な空間」を見つける旅に出かけましょう！