ESP32でCO2モニターを自作したい

ESP8266 で CO2 モニターを作っていたが、I2C 通信が不安定で悩んでいた。調べたことをまとめておく。

ESP8266 の I2C が不安定になる原因

しばらく動いていると CO2 センサーや BMP280 からエラーが返ってくる症状。考えられる原因は以下。

原因	説明
プルアップ抵抗の問題	2つのセンサーを並列接続すると合成抵抗が半分になる。引き上げ力が強すぎて不安定になることがある
クロックストレッチ	CO2センサーが測定中に通信を一時停止する。ESP8266のソフトI2Cはこれへの対応が弱い
I2C速度	100kbps → 400kbps に上げると信号の立ち上がり時間が短くなり、プルアップが弱い場合は悪化する

ESP8266 vs ESP32

ESP8266 の I2C はソフトウェアで実装されている（ビットバンギング）。そのため制御が荒く、センサーの「ちょっと待って」に対応しにくい。

ESP32 はハードウェアで I2C を持っているため、クロックストレッチを適切に処理できる。安定性が段違い。

ゼロから作る場合のコスト

部品

部品	目安価格
ESP32 開発ボード	700〜1,500円
CO2センサー（MH-Z19B）	2,000〜3,000円
BMP280（温度・気圧）	400〜600円
ブレッドボード	300〜500円
ジャンパーワイヤー	300〜500円
USBケーブル	300〜500円

合計：約4,000〜6,500円

ブレッドボード（はんだ不要の試作台）で組めば、道具なしでも動くものが作れる。

開発環境

方法	難易度	備考
Arduino IDE（C/C++）	普通	ライブラリが豊富。王道
MicroPython	易しい	Pythonで書ける
TinyGo	難しめ	Go対応あるがライブラリが少ない

センサーのライブラリは Arduino（C++）向けが圧倒的に充実しているので、最初は Arduino が無難。

まとめ

• ESP8266 の I2C 不安定問題は ESP32 に乗り換えると解決しやすい
• CO2センサーが一番高い（約2,000〜3,000円）
• 全部揃えても5,000〜7,000円程度で作れる