自宅の空気質を測るために、室内用空気質モニターのAirGradient ONEを2台購入しました。AirGradientのデバイスはオープンソースなので、独自のカスタムファームウェアを書き込んで、データをAirGradient独自のクラウドダッシュボードに送るのではなく、ローカルで収集することができます。

ファームウェアを書き込むための既存のドキュメントでは、ごつくて扱いづらいGUIアプリケーションであるArduino IDEを使う必要があります。

コマンドラインでAirGradientデバイスをフラッシュする手順が見つからず、方法を突き止めるのに数時間かかってしまったので、以下にその手順をまとめておきます。

余談：AirGradientが持て囃される理由がよくわからない

フォーラムでAirGradientの話題を見かけるたびに、みんな製品に興奮しているように見えます。個人的にはAirGradient ONEは可もなく不可もなくという印象です。ソフトウェアは非常にバグが多く、ドキュメントも乏しい。ただ、オープンソースで完成品の空気質モニターを販売している会社は、今のところAirGradientしか見つからなかったので、2台目も購入しました。

何年もの間、AirGradientはAirGradient ONEにソフトウェアを書き込む手順を公開しようともしませんでした。私は次のブログ記事からやり方を学びました。

• “Monitoring my home’s air quality (CO2, PM2.5, Temp/Humidity) with AirGradient’s DIY sensor” by Jeff Geerling
• “AirGradient ONE Kit Review – An open-source indoor air quality monitor” by CNX Software

今年になってようやくAirGradientは公式の書き込み手順を公開しましたが、まだ少し見つけにくい場所にあります。

環境

この手順はDebian 13.0で検証しましたが、Debian/Ubuntu系のシステムであればどれでも動くはずです。

パッケージのインストール

まず、必要な基本パッケージをインストールします。

sudo apt update && \
  sudo apt install -y \
    git \
    curl \
    python3 \
    python3-serial

arduino-cliのインストール

次に、Arduino CLIツールをインストールします。

ARDUINO_CLI_VERSION='1.2.2'
ARDUINO_BIN_DIR="${HOME}/.local/arduino-cli"

mkdir -p "${ARDUINO_BIN_DIR}" && \
  curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/arduino/arduino-cli/master/install.sh \
  | BINDIR="${ARDUINO_BIN_DIR}" sh -s "${ARDUINO_CLI_VERSION}"
export PATH="${PATH}:${ARDUINO_BIN_DIR}"

インストールが成功したか確認するため、arduino-cliのバージョンを表示します。

$ arduino-cli version
arduino-cli  Version: 1.2.2 Commit: c11b9dd5 Date: 2025-04-22T13:51:01Z

ESP32ライブラリのダウンロード

AirGradient ONEはESP32用のArduinoライブラリに依存しています。執筆時点では、AirGradientはまだArduinoの3.xバージョンに対応していないため、最新の安定版である2.xを使う必要があります。

ARDUINO_ESP32_VERSION='2.0.17'

arduino-cli config init \
  --additional-urls https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json && \
  arduino-cli core install "esp32:esp32@${ARDUINO_ESP32_VERSION}"

デバイスのパスを確認する

次に、AirGradient ONEのデバイスパスを確認する必要があります。デバイスパスを見つける最も簡単な方法は次のとおりです。

1. dmesg --followを実行する
2. AirGradient ONEをUSBでシステムに接続する
3. dmesgの出力にデバイスパスが表示されるのを確認する

私の環境では次のように表示されました。

$ sudo dmesg --follow
[517021.978880] usb 1-4: New USB device found, idVendor=303a, idProduct=1001, bcdDevice= 1.01
[517021.978884] usb 1-4: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
[517021.978894] usb 1-4: Product: USB JTAG/serial debug unit
[517021.978896] usb 1-4: Manufacturer: Espressif
[517021.978898] usb 1-4: SerialNumber: D8:3B:DA:1A:EE:C4
[517022.017678] cdc_acm 1-4:1.0: ttyACM0: USB ACM device
                                 ^^^^^^^
                                 Path name

この出力から、私の環境でのAirGradient ONEのパスは/dev/ttyACM0であることがわかります。

AIRGRADIENT_PATH='/dev/ttyACM0'

デバイスパスを書き込み可能にする

次に、AirGradientのデバイスパスに書き込めるようにします。

sudo chmod a+rw "${AIRGRADIENT_PATH}"

AirGradientのパスは、このようなパーミッションになっているはずです。

$ ls -l "${AIRGRADIENT_PATH}"
crw-rw-rw- 1 root dialout 166, 0 Aug 10 10:34 /dev/ttyACM0
 ^^^^^^^^

また、パスに書き込めるように、自分自身をdialoutグループに追加します。

sudo adduser "$(whoami)" dialout

AirGradientのソースコードを取得する

次に、AirGradientの工場出荷時フラッシュ用ページで最新のプロダクションリリースを確認します。

# Current production release, as of this writing.
AIRGRADIENT_RELEASE='3.3.8'

バージョン番号がわかったので、AirGradientのGitHubリポジトリからソースコードを取得します。

git clone --recurse-submodules \
  --branch "${AIRGRADIENT_RELEASE}" \
  --depth 1 \
  https://github.com/airgradienthq/arduino.git \
  ~/airgradient-one

AirGradient ONEデバイスにファームウェアを書き込む

いよいよ、デバイスにソフトウェアを書き込みます。

cd ~/airgradient-one && \
  arduino-cli compile \
    --verbose \
    --fqbn esp32:esp32:esp32c3:CDCOnBoot=cdc,PartitionScheme=min_spiffs,DebugLevel=info \
    --library . \
    --port "${AIRGRADIENT_PATH}" \
    --verify \
    --upload \
    examples/OneOpenAir/OneOpenAir.ino

書き込みが成功すると、デバイスが再起動し、処理の最後に次のような出力が表示されます。

Wrote 1753792 bytes (967231 compressed) at 0x00010000 in 14.7 seconds (effective 952.3 kbit/s)...
Hash of data verified.

Leaving...
Hard resetting via RTS pin...

おまけ：シリアルログ出力を表示する

AirGradientをコンピューターに接続したまま、arduino-cli monitorコマンドを使ってシリアルポート経由でログ出力を確認できます。

$ arduino-cli monitor --port "${AIRGRADIENT_PATH}"
Using default monitor configuration for board: esp32:esp32:heltec_wifi_kit_32_V3
Monitor port settings:
  baudrate=9600
  bits=8
  dtr=on
  parity=none
  rts=on
  stop_bits=1

Connecting to /dev/ttyACM0. Press CTRL-C to exit.
[1] Standard Particle PM 2.5 = 7.00 ug/m3
[1] Particle Count 0.3 = 1298.5
[1] Particle Count 0.5 = 383.5
[1] Particle Count 1.0 = 39.7
[1] Particle Count 2.5 = 2.0
[1] Particle Count 5.0 = 2.0
[1] Particle Count 10 = 0.0

代替案：Nix flake

Nixに詳しい人なら、Nix流にやりたいと思うかもしれません。私は上記のすべての手順を自動化するNix flakeを作成しました。

• 私のAirGradient ONE開発用Nix flake

リポジトリをフラッシュしたいときは、次のコマンドを実行するだけです。

nix run .#flash

シリアル出力を確認したいときは、次のコマンドを実行します。

nix run .#monitor

私のNix flakeがどこまで汎用的に動作するかはわからないので、お使いの環境で動かすには少し調整が必要になるかもしれません。

まとめ

この手順が、AirGradient ONEデバイスへの書き込みや、お好みに合わせたファームウェアのカスタマイズの助けになれば幸いです。