ラズパイ3b or 4 で酸素濃度を計測する。

Question

前提・実現したいこと

ラズパイを使って、室内の酸素濃度を計測したいです。（二酸化炭素ではありません。）
『酸素センサ組立てキット』というのがあるようですが、ラズパイと組み合わせることは可能でしょうか？
上記に限らず、他の方法でも構いません。
安価（センサ代が一万円程度。。。）に室内の酸素濃度を計測できる方法がありましたら、教えていただきたいです。

よろしくお願いいたします。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

参考リンク
https://fabcross.jp/news/2019/20191115_pban.html

追記（2021/12/18）

上記「酸素センサ組立てキット」は、僕には難しそうなので別のセンサを探しました。
参考リンク
こちらのサイトによると、Groveセンサを使用することで酸素濃度の計測が実現できそうなのですが、１点不安な箇所があります。（Groveセンサを使った経験はありません。）
手順の説明が以下の通り記載されているのですが、

Step 1. Things used in this project:

Step 2. Plug the Grove Base Hat into Raspberry.
Step 3. Connect Grove - Gas Sensor O₂(MIX8410) to analog port A0 of the Base Hat.
Step 4. Connect the Raspberry Pi to PC through USB cable.

step4の実施理由が分かりません。（ラズパイだけでは計測できないのでしょうか。。。）
実施理由をご存じの方がいらっしゃいましたら、教えて頂けないでしょうか。
また、うまくいかない可能性のある点がありましたら、合わせて教えて頂けると嬉しいです。
よろしくお願いします。

Comments

[episteme]

データシートから使えるか否かが判断できないなら、そこから勉強せにゃならんのでは?

Answer 1

実際にそいつを買ってきて、回路図を起こして使えるかどうかを判断すればいいかと。
そんなに複雑なもんじゃなさそうだし

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そのセンサの名前でググると、センサの購入ページが出てきて、
インターフェース：アナログ
と書いてあります。
別の方もおっしゃってますが、ラズパイには内蔵ADコンバータはないので、外付けでADコンバータをつけてやる必要があります
まあ、ぐぐればそのやり方も出てきますんで、がんばってやってみてください

Comments

[hikarota]

ありがとうございます。
参考リンク内に記載の「Grove Base Hat for RasPi」がADCに該当すると思っているので、
手順通りに進めれば（step4を除き）実現可能と考えてよろしいのでしょうか？

[y_waiwai]

Grobeってのは、ArduinoのNanoをベースとしたキットとなってます
ArduinoにはADコンバータが内蔵されてますんで、そいつにセンサをつなげば、いわばArduinoをADコンバータ代わりに使えるんで、ラズパイにつなげることができます。
まあ、Arduino側もコード書く必要がありますが、がんばってやってみてください

[hikarota]

質問（追記）で記載しましたリンクを順番に追っていくと、Grove Base Hat for RasPiについて以下の説明がありました。
https://wiki.seeedstudio.com/Grove_Base_Hat_for_Raspberry_Pi/#installation
”Arduino側もコード書く必要があります”というのは、こちらのコマンドを実行することと同義と考えてもよろしいでしょうか。
初歩的な質問が続いてしまい申し訳ありません。

[y_waiwai]

ああ、こういう拡張ボードあるんですね
搭載のCPUのAD使って、それ用のファームも搭載されてるようなんで、そのまんま使えそうですね
まあ、そもそも初心者ようの電子工作キットなので、（ちょっと英語を読めば）簡単に使えるようになってると思いますよ

Answer 2

あなたが参考に挙げたページはあくまで「紹介」だけですのでその先に飛ぶと、例えば秋月のページには当該キットのマニュアルが載っていて、テスターで表示する例があります(というかそれしか載っていません)。

酸素濃度を計測したいです

ということが目的で、

他の方法でも構いません。

ということなので、それが「他の方法」の筆頭ですね。PC等でデータを取り込みたいということであれば、USBで繋がるテスターもあります。

ラズパイと組み合わせることは可能でしょうか

について言えば、有名な話ですが、RaspberryPiにはADコンバータが載っていないので、直接は繋げません。別途ADコンバータが必要です。(RaspberryPi Picoなら...というのは多分意図するところではないと思います)
それと、先のマニュアルをみると通常の大気で20mVとかその辺の電圧出力ですから、3.3Vを基準電圧で10ビットのADコンバータだと1bitあたりおよそ3mV程度の分解能となり、ちょっと寂しいです。12ビットのADコンバータにすれば、と簡単に考えるかも知れませんが、この辺になるとそろそろノイズとかにちゃんと気をつけないと下位ビットは何を測っているのかわからなくなってきます。ちゃんとした電子回路の知識を持って、ブレッドボードでなくちゃんとした配線が欲しいところ。
ノイズ環境は似たようなものですが、オペアンプで増幅してやるのも手かと思います(しかし20mVってのは...ちょっと0Vに近すぎて単電源アンプでキレイに増幅できるかは厳しい)

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ふと思いついたけど、TIのINA226みたいな電流計のシャント抵抗を取っちゃえば数十mV近辺の電圧を測れたりしないかしら。

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質問の追記以降は内容として別になりますが...回答を分けるほどでもないか。

USBで繋げ、については記事中上のArduinoからの流れで「勢い」で書いちゃった間違いという線が濃厚だと思います。

Seeedは日本法人もありますから、聞いてみるのがよろしいかと思います。ALGYANへの関わりなど見ていると、雰囲気的に硬い会社じゃなさそうです。

Comments

[hikarota]

ありがとうございます。
USBのテスターがあるのですね。びっくりです。と思ったら、分解能、ノイズ、オペアンプなど色々とトラブルポイントがあるのですね。教えていただきありがとうございます。
今の僕のスキルでは、欲しい結果を得るには少々骨が折れそうなので、他のセンサを探してみました。
質問欄に追記しましたので、こちらについてもご意見いただけないでしょうか。

よろしくお願いいたします。

[hikarota]

そうですよね。間違いですよね。
念のため、問い合わせをしておきました。
本件、こちらで進めることとしました。
ありがとうございました。