自由研究664｜自分で作る簡単なセンサーで室内 CO₂ と温度を記録して空気の質を考えよう

今回のテーマ

「自分で作る簡単なセンサーで室内 CO₂ と温度を記録して空気の質を考えてみよう」

私たちは毎日、無意識に空気を吸って吐いています。でも、部屋の中の空気がどれくらい「新鮮」か、考えたことはありますか？

この自由研究では、「CO2（二酸化炭素）センサー」と小型のコンピューターを使い、目に見えない空気の状態を数値としてグラフ化するデバイスを作ります。部屋の二酸化炭素濃度と温度をリアルタイムで測ることで、いつ、どのような状況で空気が汚れるのかを突き止める実験です。

自由研究の目的

どうして自分で作る簡単なセンサーで室内 CO₂ と温度を記録して空気の質を考えてみるの？

「空気がこもっている」と感じるとき、実は脳の働きが鈍くなっているかもしれません。

CO2 濃度が高くなりすぎると、眠くなったり、集中力が落ちたりすることが科学的にわかっています。また、感染症対策としての「換気」が正しく行われているかを知る目安にもなります。

テクノロジー（プログラミングと電子工作）を使って環境を数値化するスキルは、これからのデータサイエンス時代に欠かせない、課題解決のための基礎力になります。

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

• 初級　センサーを組み立てて、現在の CO2 濃度を表示させる。
• 中級　1日の変化を記録（ロギング）して、グラフを作成する。
• 上級（レベルアップ！）　「濃度が1000ppmを超えたらLEDが赤く光る」といったアラート機能を追加し、最適な換気タイミングを提案する。

具体的な事例

• 例えば、こんな実験結果が出るかもしれません。
  • 事例A（学習部屋）　窓を閉め切って1時間勉強したら、CO2 濃度が 400ppm から 1500ppm まで急上昇した！
  • 事例B（寝室）　家族3人で寝ている部屋は、朝方には驚くほどの数値になっていた。
  • 事例C（換気効率）　窓を全開にするのと、換気扇を回すのでは、どちらが早く空気がきれいになるかを比較した。

自由研究の進め方

1. 道具をそろえる　マイコンボード（M5StackやArduinoなど）と、CO2 センサーユニット（MH-Z19CやSCD41など）を用意します。
2. 組み立てとプログラム　センサーとマイコンをつなぎ、数値を画面に表示したりマイクロSDカードに保存したりするプログラムを書きます（今は簡単なサンプルコードがたくさんあります！）。
3. 計測開始　リビング、自分の部屋、キッチンなど、場所を変えて1日ずつデータを取ってみましょう。
4. 分析　グラフを見て、数値が上がったタイミングで「何が起きていたか（料理をしていた、筋トレをしていた等）」をメモと照らし合わせます。
5. レポート作成　発見したことと、自分なりの「理想の換気ルール」をまとめます。

自由研究から発見したアイデア

データが取れたら、さらに一歩進んだアイデアを考えてみましょう。

• 「自動換気システム」の構想　センサーが一定の数値を検知したら、サーボモーターで窓を少し開ける、あるいはUSB扇風機を回す仕組みは作れるでしょうか？
• 「植物の効果」検証　部屋に観賞植物をたくさん置いたら、CO2 の増え方は緩やかになるでしょうか？実験してみる価値があります。

この自由研究に関連する仕事

• IoTエンジニア　モノとインターネットをつなぎ、便利な仕組みを作るプロ。
• 環境コンサルタント　建物や都市の空気を分析し、健康的な環境をアドバイスする。
• 建築家　空気の流れ（気流）を計算して、エネルギー効率の良い家を設計する。
• データサイエンティスト　複雑な数値データから、世の中の課題を解決するヒントを見つけ出す。

まとめ

「空気」は目に見えないけれど、私たちの健康と集中力に直結している大切な資源です。

自分でセンサーを作り、データを読み解くことで、当たり前だった日常が「科学の現場」に変わります。数値が語るメッセージに耳を傾け、自分たちの手でより良い生活環境をデザインしてみましょう！

関連書籍

身近な仕事について考えてみよう！

• 仕事のことを通じて学んだこと、楽しかったこと、難しかったことを書いてみましょう。
• テーマについての新しい発見や、自分が感じたことをまとめます。
• 今後、さらに調べてみたいことや、他の人に教えたいことがあれば、それも書いてみましょう。

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