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MuninでSwitchBot CO2センサーのプラグイン

Muninで、Switchbot の CO2 センサーをモニタリングするためのプラグイン

#!/bin/bash                                                                                                     

#%# family=auto                                                                                                 
#%# capabilities=autoconf                                                                                       

available="yes"

#
# SwitchBot
#
token="xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx"
secret="xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx"
swbot_url="https://api.switch-bot.com"

# for v1.1                                                                       
url_list_v11="${swbot_url}/v1.1/devices"
t=$(/bin/date +%s%3N)   # time = Epoch time 13 digits                                                           
nonce=$(/usr/bin/uuidgen)   # uuid                                                                              
sign=$(echo -n "$token$t$nonce" | /usr/bin/openssl dgst -sha256 -hmac "$secret" -binary | /usr/bin/base64 -w 0)

# SwitchBot meter CO2センサーのデバイスID
deviceId="xxxxxxxxxxxx"

function status() {
    url_list_v11_meter="${url_list_v11}/${deviceId}/status"
    /usr/bin/curl -s --request GET \
          -H "Content-Type: application/json" -H "Authorization: ${token}" \
          -H "sign: ${sign}" -H "nonce: ${nonce}" -H "t: ${t}" \
          "${url_list_v11_meter}" \
    | /usr/bin/jq -r '.body | "temperature.value " + (.temperature|tostring) + "\nhumidity.value " + (.humidity\
|tostring) + "\nCO2.value " + (.CO2|tostring)'
}
case $1 in
    autoconf )
        if [ "$available" = "yes" ]; then
            echo "yes"
            exit 0
        fi
        ;;
    config)
        echo "graph_title     SWBOT Meter CO2 温度/湿度/CO2 (リビング)"
        echo "graph_category  sensors"
        echo "graph_vlabel    温度[C]/湿度[%]/CO2[ppm]"
        echo "graph_args      -l 0 -u 70"

        echo "temperature.label   温度[C]"
        echo "temperature.draw    LINE2"
        echo "temperature.colour  00FF00"
        echo "temperature.warning 30"

        echo "humidity.label  湿度[%]"
        echo "humidity.draw   LINE2"
        echo "humidity.colour 00E0FF"

        echo "CO2.label     CO2[ppm]/100"
        echo "CO2.draw      LINE2"
        echo "CO2.cdef      CO2,0.01,*"
        #echo "CO2.warning  25"                                                                                 
        exit 0
        ;;
esac
status

Muninで取得した値を、nagios4 で確認するためのプラグイン。

#!/usr/bin/perl

use strict ;
use warnings ;

use Net::Telnet ;

my $telnet = new Net::Telnet( Host => "127.0.0.1" , Port => 4949 , Timeout => 30 ) ;

$telnet->open() or die( "Can't connect" ) ;
$telnet->waitfor( '/#.*$/' ) ;

# munin で読み込む項目を指定
$telnet->print( "fetch switchbot_meter_co2\n" ) ;

my $flag = 0 ;
my %value = () ;

# データを読み込む
while( my $line = $telnet->getline() ) {
    last if ( $line =~ /^\.$/ )  ;
    if ( $line =~ /^([0-9a-zA-Z_]+)\.value\s+([\.0-9]+)\s*$/ ) {
	$value{$1} = $2 ;
	$flag = 1 ;
    }
}
# nagios プラグインとして範囲を確認
my $st = 0 ;
my $item = "-" ;

my %status = ( 0 => "OK" , 1 => "Warning" , 2 => "Critical" , 3 => "Unknown" ) ;

if ( exists( $value{'temperature'} ) ) {
    if ( $value{'temperature'} > $ARGV[1] ) {
	$st = 2 ; $item = "temperature" ;
    } elsif ( $value{'temperature'} > $ARGV[0] ) {
	$st = 1 ; $item = "temperature" ;
    }
}

if ( exists( $value{'CO2'} ) ) {
    if ( $value{'CO2'} > $ARGV[3] ) {
	$st = 2 ; $item = "CO2" ;
    } elsif ( $value{'CO2'} > $ARGV[2] ) {
	$st = 1 ; $item = "CO2" ;
    }
}

if ( !$flag ) {
    $st = 3 ; $item = "Error" ;
}

# 最終結果の出力
printf( "SBMT_MeterCO2 %s %s %2.1f[C] %2.0f[%%] %4.0f[ppm]\n" ,
	$status{$st} , $item ,
	$value{'temperature'} , $value{'humidity'} , $value{'CO2'} ) ;

exit $st ;

Nagios のプラグインを Perl で書いておいたけど、少しでも軽い処理にしたいので lua(lua50) で書き直し

#!/usr/bin/lua

local temp , hum , co2 ;
local temp_w_max , temp_c_max = 25 , 30
local hum_w_max ,  hum_c_max  = 11 , 22
local co2_w_max ,  co2_c_max  = 2500 , 5000

function find_value( str , pattern )
   local p_start , p_end = string.find( str , pattern )
   local s_val = string.sub( str , p_end + 1 )
   local p_nl  = string.find( s_val , "\n" )
   local val   = string.sub( s_val , 1 , p_nl )
   return tonumber( val )
end

-- 温度条件
if table.getn(arg) >= 2 then
   temp_w_max = tonumber( arg[1] )
   temp_c_max = tonumber( arg[2] )
end

-- 湿度条件
-- if table.getn(arg) >= 2 then
--    hum_w_max = tonumber( arg[1] )
--    hum_c_max = tonumber( arg[2] )
-- end

-- CO2条件
if table.getn(arg) >= 4 then
   co2_w_max = tonumber( arg[3] )
   co2_c_max = tonumber( arg[4] )
end

fh = assert( io.popen( "/usr/bin/echo -e 'fetch switchbot_meter_co2\nQUIT\n' | /bin/nc 127.0.0.1 4949" , "r" ) )
lines = fh:read("*a")
fh:close()

temp = find_value( lines , "temperature.value" )
hum  = find_value( lines , "humidity.value" )
co2  = find_value( lines , "CO2.value" )

if temp >= temp_c_max then
   mes = "Critical temperature"
   ret = 2
elseif temp >= temp_w_max then
   mes = "Warning temperature"
   ret = 1
elseif co2 >= co2_c_max then
   mes = "Critical CO2"
   ret = 2
elseif co2 >= co2_w_max then
   mes = "Warning CO2"
   ret = 1
else
   mes = "OK -"
   ret = 0
end

-- 結果を返す
print( string.format( "SWBT_MeterCO2 %s %3.1f[C] %2.0f[%%] %3.0f[ppm]" , mes , temp , hum , co2 ) )
os.exit( ret )

比較検証

「/usr/bin/time -v コマンド」を用いて、各プログラムのメモリ使用量などで比較してみた。lua で書いたものが一番軽量。luac でコンパイルも試したけど、luac で生成されたバイトコードを起動するために、lua コマンドを使うため、コンパイルの効果は薄かった。

Munin の Shell を使った SwitchBot 参照 --    最大メモリ使用量 17,960 kB
nagios4 の Munin 参照の Perl プログラム --   最大メモリ使用量 10,176 kB
nagios4 の Munin 参照の lua5.0 プログラム -- 最大メモリ使用量  2,604 kB

Switchbot 温湿度CO2センサー

ようやく Switchbot 温湿度CO2センサー届いた。

最初の確認

以前 CCS811で二酸化炭素の測定していた時も、予想以上にCO2濃度が高いと思ったけど、今回も最初に観測した値は 1800[ppm] と高い値。換気して700ppm台まで下がってきた。{CAPTION}
OpenWonderLabs / SwitchBotAPI でとれた値
{
  "statusCode": 100,
  "body": {
    "version": "V1.5",
    "temperature": 24.9,
    "battery": 100,
    "humidity": 58,
    "CO2": 999,
    "deviceId": "xxxxxxxxxxxx",
    "deviceType": "MeterPro(CO2)",
    "hubDeviceId": "000000000000"
  },
  "message": "success"
}

Munin, nagios4 でモニタリング

先に、温湿度モニタで実験してあったから、CO2も含めた Munin でのモニタリング、nagios4 での監視も早々に動き出す。

半日ほどモニタリングした状況だと、朝寒く暖房をかけると、1500[ppm]程から、6000[ppm]まで一度に増えている。CO2モニターを販売している製品の資料を見ると、1000[ppm]を越えると眠気や不快感といった記載もあるし、2500[ppm]を越えると健康被害が予想されるといった記載もある。でもストーブ付けたら、簡単に越えてしまっている。

定常状態(部屋に猫1匹)だと500[ppm]ほどか。

Switchbot CO2センサーようやく配送

10/20に注文した SwitchBot の 温湿度 CO2 センサーだけど、かなり待たされた。

今日は急遽宿直になったし、黒猫なら宿直明けに配送分配所に受け取りに行こうとおもったけど、黒猫のトラッキングIDがない。よくよく見ると 配送 Amazon になってる。そっか、”宅配”じゃないんだ。

CCS811は、CO2センサーではない

TVで「最近コロナ対策のCO2センサーは怪しいものが多い」との番組をやってた。

んで、我が家でも安い空気品質センサーということで、Raspberry-PiにCCS811というセンサーをつけてモニタリングしている。んで、CO2値もモニタしてるけど、この番組でも「安い家庭用センサーばらしたけど、CO2センサーといいながらVOC(揮発性有機ガス)センサーしかないじゃん、これじゃ正しくCO2値は測れない。確かめたかったら、消毒用のアルコールをを近づけたら…」という解説だった。

ということで、やってみた。みごとにアルコールに反応して、CO2値が激増。(つまりCO2増えてないはずなのに反応するのは「CO2センサーという意味では、まがい物」)

まあ、CCS811の説明みても、TVOC値からCO2を推定している。”eCO2“/二酸化炭素相当のセンサー。測定値も かといって、部屋に有機系ガスが溜まっているから、換気したほうがいいよ…ということには違いない。ということで、このCCS811の測定結果は、CO2値というよりは換気の目安だね。

朝イチの暖房と換気

ファンヒータが原因なのか?

空気品質センサーCCS811を導入して、測定値もまあ安定している状態。一般的な換気推奨レベル1500ppm では、ファンヒーターをつけるだけで軽く越えてしまう。しかたがないので下図で示される「人体影響レベル2500ppm」に警告レベルを設定してみた。しかし、暖房ナシでの就寝明けにファンヒーターが動き出すと越えてしまうよなぁ。

仕事に出かける前に換気をしておけば、帰宅しても1500ppmを下回りそうだけど、これからもっと寒くなれば、難しいよなぁ…

ファンヒータ以外の原因か?

(2020/12/08追記) 安定して、空気品質がサンプリングできてわかってきたことだけど、CO2増加のタイミングがファンヒータとずれている。
今朝も、06:00 にファンヒーターをつけているのに、CO2の立ち上がりは、07:30頃から。空気が循環するまでのタイムラグと考えることもできるけど、もう少し微妙に影響出始めていいはず。

そうなると、原因は目覚めた人間の呼吸なのかなぁ。呼吸が原因なら、帰宅した時にも大きな変動があっていいはずなんだけど、朝イチの変動大きいよなぁ。

CCS811二酸化炭素センサー(その2)

うーむ、eCO2センサー、運用開始3日目で本来の値が表示されるようになってきたのかな。(センサーにも安定まで時間がかかるようなことが書いてあったけど)
ということで、2酸化炭素の増加は、ストーブだけでないな。10畳部屋だけど、3人(+1匹)いるだけでそれなりの値というのが見えてきた。「寒いな…」と、20秒ほどで閉める程度の換気では、あまり効き目がない。

100円均一で買ったケースに収めてみた

透明ケースに入れて、ホットボンドで固定。空気穴をあけておいた。

CO2センサーをRaspberry-Piにつなぐ

SEN-CCS811 - Raspberry-Pi
       GND - GND(6)
       VCC - 5V(4)
       SDA - I2C1_SDA(3)
       SCL - I2C1_SCL(5)
       RST - VCC(2) # Resetする時はGNDにつなぐ
      WAKE - GND(9)
       INT - NC
$ sudo raspi-config
$ sudo /boot/config.txt
dtparam=i2c_arm_baudrate=50000  (default 100kHz→50kHz)
$ ls /dev/i2c-*
/dev/i2c-1
$ sudo i2cdetect -y 1
$ sudo pip3 install smbus2 # python3 用smbus モジュール


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