湿度 は気温と並んで快適性に効く重要な要素。本記事では DHT22 等で湿度を測りながら、換気・加湿・結露といった現象を観測します。
1. 相対湿度 (%RH) の意味
相対湿度 は「その温度の空気が含められる最大の水蒸気量に対して、実際にどれくらい含んでいるか」の割合。同じ水分量でも温度が下がると湿度は上がります。
なぜ朝のほうが湿度が高い？
夜中に気温が下がる → 同じ水分量でも相対湿度が上がる。日中に窓開けて湿度 60% だった部屋が、深夜に気温が下がると 80% を超えていることがあります。「数字が変わる」のではなく「容器の大きさが小さくなった」というイメージ。
2. 湿度センサーの比較
| センサー | 精度 | 応答時間 | 価格 | 特徴 |
|---|---|---|---|---|
| DHT22 (AM2302) | ±2〜5%RH | 2 秒 | 500〜900 円 | コスパ良、定番 |
| SHT31 | ±2%RH | 8 秒 | 1,200〜1,800 円 | 高精度、長寿命 |
| BME280 | ±3%RH | 1 秒 | 500〜800 円 | 気圧も測れる |
| M5Stack ENV III | ±2%RH (SHT30) | 8 秒 | 1,500 円 | Unit、配線一発 |
3. 自由研究のテーマ：「窓を閉めると湿度は何 % 上がる？」
仮説: 「家族 4 人が呼吸・調理・お風呂で水蒸気を出すから、密閉した部屋は湿度が上がる」
- 1朝、窓を全開で 30 分換気 した後、湿度を記録
- 2窓を全部閉めて 6 時間 過ごす (普段の生活)
- 36 時間後の湿度 を記録
- 4換気あり日 vs 換気なし日 で比較
- 5外気湿度 も並べて記録できればより良い
4. M5Stack で温湿度を CSV にログ
M5Stack: 温湿度を SD カードに保存
Python
from m5stack import lcd, sdcardimport unitimport time
env3 = unit.get(unit.ENV3, unit.PORTA)sdcard.SDCard()
with open('/sd/humidity.csv', 'a') as f: f.write('timestamp,temp_c,humidity_pct\n') while True: ts = time.time() t = env3.temperature h = env3.humidity f.write(f'{ts},{t:.2f},{h:.2f}\n') f.flush() lcd.clear() lcd.print(f'T:{t:.1f}C RH:{h:.1f}%', 10, 100, 0x000000) time.sleep(60) # 1 分間隔5. 露点と結露の判定
Magnus 式で露点を計算 (Colab)
Python
import math
def dew_point(t, rh): """温度 t [℃] と相対湿度 rh [%] から露点 [℃] を計算 (Magnus 式)""" a, b = 17.625, 243.04 alpha = math.log(rh / 100) + (a * t) / (b + t) return (b * alpha) / (a - alpha)
# 例: 25℃, 60%RH の露点print(f"露点: {dew_point(25, 60):.1f} °C")# → 16.7 °C# 16.7℃ より冷たい面 (窓ガラス・冷たい飲み物のコップ等) に# 接すると、水滴が付き結露する6. 結果から言えること・言えないこと
| 言えること | 言えないこと |
|---|---|
| 閉めた部屋では湿度が ◯% 上がった | 全国の家でも同じか (家ごとに違う) |
| 換気で ◯ 分以内に外気湿度に戻った | 「換気が常に良い」とは言えない (花粉症等の例外) |
| 家族の活動に応じて湿度が変動した | どの活動が一番効くかは別の実験が必要 |
7. 次の話
EP.05 では 気圧センサー で「天気が崩れる前に気圧は下がるのか」を実測します。