Raspberry Piでデスクの温湿度と照度を記録する

デスク周りの環境を改善しようと思ったとき、体感だけでは温度・湿度・明るさの変化を把握しにくいことがあります。そこで、Raspberry PiにBME280とBH1750を接続し、デスクの温湿度と照度をCSVへ定期的に記録する仕組みを作りました。

結論としては、I2C接続のセンサーを使うと配線が少なく、Pythonから比較的簡単に読み取れます。今回は1分間隔で測定し、Raspberry Piのsystemdサービスとして常時起動できるところまで構成します。

使用した部品と配線

今回使った部品は次の3つです。

• Raspberry Pi Zero 2 W
• BME280温湿度・気圧センサー
• BH1750照度センサー

どちらもI2C接続に対応しているため、同じI2Cバスへ接続できます。Raspberry Piの40ピンヘッダーでは、以下のように配線しました。

Raspberry Pi	センサー
3.3V（1番ピン）	VCC
GND（6番ピン）	GND
GPIO2 / SDA（3番ピン）	SDA
GPIO3 / SCL（5番ピン）	SCL

センサーへ5Vを入力しないように注意します。今回の構成では、BME280が0x76、BH1750が0x23として認識されました。BME280の基板によってはアドレスが0x77の場合もあります。

まずI2Cを有効化します。

sudo raspi-config

メニューから「Interface Options」→「I2C」→「Enable」を選択し、再起動します。認識状況はi2cdetectで確認できます。

sudo apt update
sudo apt install -y i2c-tools

i2cdetect -y 1

次のように76と23が表示されれば、ひとまず配線とI2C設定は問題ありません。

     0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- 23 -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- 76 77 -- -- -- --

Python実行環境を作る

センサー用ライブラリをシステム全体へインストールせず、仮想環境にまとめます。Raspberry Pi OSの種類によっては、システムPythonへの直接インストールが制限されているため、この方法にしておくと後から管理しやすくなります。

mkdir -p ~/desk-sensor
cd ~/desk-sensor

sudo apt install -y python3-venv python3-pip
python3 -m venv --system-site-packages .venv
source .venv/bin/activate

python -m pip install --upgrade pip
pip install adafruit-blinka \
  adafruit-circuitpython-bme280 \
  adafruit-circuitpython-bh1750

adafruit-blinkaは、CircuitPython向けライブラリをRaspberry PiなどのLinux環境で動かすために使います。

センサー値をCSVへ保存する

センサーの接続確認から定期記録までの流れを図にすると次の通りです。

measure.pyを作成します。測定時刻は、後から別のPCで集計しやすいようISO 8601形式で保存しました。

import csv
import os
import time
from datetime import datetime

import board
import busio
import adafruit_bme280.basic as adafruit_bme280
import adafruit_bh1750


CSV_PATH = "/home/pi/desk-sensor/data/sensor.csv"
INTERVAL_SECONDS = 60


def read_sensors():
    i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)

    bme = adafruit_bme280.Adafruit_BME280_I2C(
        i2c,
        address=0x76,
    )
    light = adafruit_bh1750.BH1750(
        i2c,
        address=0x23,
    )

    return bme.temperature, bme.humidity, light.lux


def append_csv(temperature, humidity, lux):
    os.makedirs(os.path.dirname(CSV_PATH), exist_ok=True)
    file_exists = os.path.exists(CSV_PATH)

    with open(CSV_PATH, "a", newline="", encoding="utf-8") as file:
        writer = csv.writer(file)

        if not file_exists:
            writer.writerow([
                "timestamp",
                "temperature_c",
                "humidity_percent",
                "illuminance_lux",
            ])

        writer.writerow([
            datetime.now().astimezone().isoformat(timespec="seconds"),
            f"{temperature:.2f}",
            f"{humidity:.2f}",
            f"{lux:.2f}",
        ])


def main():
    while True:
        try:
            temperature, humidity, lux = read_sensors()

            append_csv(temperature, humidity, lux)

            print(
                f"temperature={temperature:.2f} C, "
                f"humidity={humidity:.2f} %, "
                f"lux={lux:.2f}"
            )
        except Exception as error:
            print(f"measurement failed: {error}", flush=True)

        time.sleep(INTERVAL_SECONDS)


if __name__ == "__main__":
    main()

実行して、値が表示されることを確認します。

cd ~/desk-sensor
source .venv/bin/activate
python measure.py

別のターミナルからCSVの内容も確認できます。

tail -f ~/desk-sensor/data/sensor.csv

私の環境では、Pi本体の電源投入直後に温度が高めに出ることがありました。センサーをPiの基板や電源部品のすぐ近くに置くと、周囲の室温ではなく基板の熱を拾いやすくなります。

systemdで自動起動する

手動実行で動作を確認できたら、systemdサービスとして登録します。

sudo nano /etc/systemd/system/desk-sensor.service

以下の内容を保存します。

[Unit]
Description=Desk temperature humidity and illuminance logger
After=network.target

[Service]
Type=simple
User=pi
WorkingDirectory=/home/pi/desk-sensor
ExecStart=/home/pi/desk-sensor/.venv/bin/python /home/pi/desk-sensor/measure.py
Restart=always
RestartSec=10

[Install]
WantedBy=multi-user.target

サービスを有効化して起動します。

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now desk-sensor.service

状態とログは次のコマンドで確認できます。

systemctl status desk-sensor.service
journalctl -u desk-sensor.service -f

Restart=alwaysを指定しているので、センサーの一時的な読み取りエラーやプロセス終了が起きても、10秒後に再起動します。原因を確認しやすいように、例外内容は標準出力へ出すようにしました。

記録データを確認するときの注意点

照度は、センサーの向きと設置場所で値が大きく変わります。ディスプレイの真横に置くのか、机の中央に置くのかで意味が変わるため、最初に測定位置を決めておくことが重要です。

温湿度については、次の点を意識しました。

• Raspberry PiのCPUや電源回路から離す
• エアコンの風が直接当たる場所を避ける
• ケース内に閉じ込めず、周囲の空気が流れるようにする
• センサーを手で触った直後の値はすぐに記録へ使わない

CSVは次のような形式になります。

timestamp,temperature_c,humidity_percent,illuminance_lux
2026-09-24T09:00:01+09:00,25.31,52.48,318.00
2026-09-24T09:01:01+09:00,25.28,52.62,321.00

この形式なら、後からPythonや表計算ソフトで時間帯ごとの平均値を計算できます。まずは数日分を記録し、照明を点けた時間、換気した時間、エアコンを使った時間と照らし合わせると、デスク環境の傾向が見えやすくなります。

まとめ

Raspberry PiとI2Cセンサーを使い、デスク周りの温度・湿度・照度をCSVへ記録する仕組みを作りました。

ポイントは次のとおりです。

• BME280とBH1750は同じI2Cバスへ接続できる
• i2cdetectでセンサーの認識を先に確認する
• Pythonの仮想環境へライブラリをインストールする
• CSVへ時刻付きで保存すると後から分析しやすい
• systemdへ登録すれば、電源投入後に自動で記録を始められる

記録を始めるだけでも、体感では気づきにくい明るさや湿度の変化を確認できます。次の段階では、CSVをグラフ化したり、湿度や照度が一定値を超えたときに通知したりすると、デスク環境の改善にさらに活用できそうです。