E-Sensor | 建築環境計測デバイス仕様サイト

概要

E-Sensorは、建築環境の計測・解析を目的としたオープンソースの計測デバイスです。USB接続により、多様なプラットフォームでのデータ取得を可能にします。

マルチ計測: 温度、湿度、風速、照度、CO2濃度を1台で統合管理。
クロスプラットフォーム: USB Type-C接続により、PC（Windows/Mac）およびモバイル端末（iOS/Android）に対応。
熱影響補正: 風速計の自己発熱が温湿度センサに与える影響を、カルマンフィルタにより補正（風速計ON時）。不要時は風速計をOFFにして生値で計測することも可能（ファームウェア v1.1 以降）。
快適性評価（PMV）: 計測した温度・湿度・風速などをもとに、温熱快適指標 PMV を専用アプリで自動算出。
オープンソース: ハードウェア設計データおよびライブラリを公開。

計測項目

計測項目	使用センサ	計測範囲	起動時間
乾球温度	SHT40	-40 – 125 °C	約5秒
相対湿度	SHT40	0 – 100 %	約5秒
風速	独自開発	0.0 – 5.0 m/s	約5秒
照度	OPT3001	0.0 – 83865.6 lx	即時
CO2濃度	STCC4	380 – 32000 ppm	約5秒^※

風速の詳しい性能（確度・応答・向き依存）は風速センサの性能をご覧ください。

※ CO2 センサ（STCC4）に関する補足: 電源投入直後および初期調整実行直後の 約20秒間は、CO2 値が 390 ppm 固定で出力されます。これはセンサ仕様による初期化期間（バイパス位相）であり、故障ではありません。20秒経過後に実測値の出力が開始されます。

長期使用時の校正について: STCC4 は自動自己校正（ASC）機能により長期ドリフトを補正しますが、週1回程度、外気（屋外、概ね 400 ppm）にデバイスを曝すことで校正精度が維持されます。屋内に長期間置きっぱなしの場合、校正に必要な低濃度基準が得られないため、ドリフトが蓄積する可能性があります。

使い方

Mobile (iOS / Android)

専用アプリケーションをインストールし、USB Type-C ケーブルでデバイスを接続してください。

iPhone / iPad (USB-C 端子): USB-C ⇔ USB-C ケーブルで直接接続。
iPhone (Lightning 端子): Apple 純正「Lightning - USB カメラアダプタ」または「Lightning - USB 3 カメラアダプタ」を介し、USB-A ⇔ USB-C ケーブルで接続してください。
※ 通常の Lightning 充電ケーブルでは接続できません（iOS から USB デバイスとして認識されません）。
Android (USB-C 端子): USB-C ⇔ USB-C ケーブルで直接接続。

iOS App Android App

PC (Windows / Mac / Linux)

標準的なMIDIインターフェースとして認識されます。Pythonライブラリを利用することで容易にデータ取得が可能です。

Python Library (GitHub)

入手方法

本デバイスはオープンソースです。設計データに基づき自作、あるいは完成品を購入できます。

完成品を購入する（Amazon.co.jp）

通信仕様

MIDI SysEx (System Exclusive Message) を使用した通信プロトコルを採用しています。データは4bitごとのニブル分割（High-Low順）で送信されます。

[F0] [7D] [Command ID] [Data 0 High] [Data 0 Low] ... [CRC High] [CRC Low] [F7]

コマンド一覧

コマンドID	方向	説明	データ（ニブル変換前）
0x01	D → H	現在のセンサ計測値を送信する（要求0x02への応答）	14 bytes (センサデータ構造体)
0x02	H → D	現在のセンサ計測値の送信を要求する	なし
0x03	H → D	デバイス内部の計測プロセスを開始する	なし
0x04	H → D	デバイス内部の計測プロセスを停止する	なし
0x05	H ↔ D	風速計の補正係数Aを転送・保存する	20 bytes (float[5]) + CRC(1 byte)
0x06	H → D	保存されている補正係数Aの送信を要求する	なし
0x07	H ↔ D	風速計の補正係数Bを転送・保存する	20 bytes (float[5]) + CRC(1 byte)
0x08	H → D	保存されている補正係数Bの送信を要求する	なし
0x09	D → H	デバイス固有のシリアルハッシュ値を送信する	4 bytes (uint32_t)
0x10	H → D	デバイス固有IDの送信を要求する	なし
0x11	D → H	ファームウェアのバージョン情報を送信する	3 bytes (Major, Minor, Rev)
0x12	H → D	ファームウェアバージョンの送信を要求する	なし
0x13	D → H	CO2校正実行後の補正値（差分）を通知する	2 bytes (int16_t)
0x14	H → D	基準濃度を指定してCO2センサを強制校正する	2 bytes (uint16_t) + CRC(1 byte)
0x15	H → D	CO2センサを工場出荷時状態にリセットする	なし
0x16	D → H	CO2センサのリセット完了を通知する	なし
0x17	H → D	CO2センサの初期調整（コンディショニング）の実行を要求する	なし
0x18	D → H	CO2センサの初期調整を開始したことを通知する	なし
0x19	D → H	CO2センサの初期調整が完了したことを通知する（所要時間：約22秒。完了後さらに約20秒間は CO2 値が 390 ppm に固定される）	なし
0x1A	H → D	風速計を起動する（基板の自己発熱を許容し風速を計測。温湿度は熱影響補正後の値を使用）^※1.1	なし
0x1B	H → D	風速計を停止する（自己発熱を抑え、温湿度を生値で計測）^※1.1	なし

※1.1: コマンド 0x1A / 0x1B（風速計の On/Off）はファームウェア v1.1 以降で対応しています。v1.0 のデバイスでは風速計は常時動作します。

センサデータ構造体 (ID: 0x01)

Offset	項目	単位	型
0	照度	計測値×10 Lux	uint32_t
4	温度	計測値×100 ℃	int16_t
6	湿度	計測値×100 %	uint16_t
8	風速	mm/s	uint16_t
10	電圧	mV	uint16_t
12	CO2濃度	ppm	uint16_t
14	Flag	bit0:照度, bit1:温湿度/CO2, bit2:風速/電圧	uint8_t