「Arduino Uno R4 WiFi」で会議室・共有席の使用中表示システムを作ってみた

2026/06/26

オフィスやコワーキングスペースでは、「この席、使っているのか空いているのか分からない」「会議室が今使われているのか、見に行かないと分からない」といった小さな不便が意外とよくあります。今回は、「エレクトロニクスを簡単に」をテーマに ArduinoUno R4 WiFi を使って、会議室・共有席の使用中 / 空き状況を見える化する簡易システムを作ってみました。

PIR人感センサーで人の動きを検知し、LCDに IN USE（使用中）または VACANT（空き）を表示するシンプルな構成です。

- [はじめに：空いているか分からない問題]
- [ローカル表示の基本構成]
- [開発環境と実装のポイント]
- [配線情報]
- [実際のプログラム]
- [発展編：MQTTとWebダッシュボードによるリモート確認]
- [今後の展望（改善案）]
- [関連技術・参考トピック]
- [まとめ]
- [参考リンク]

はじめに：空いているか分からない問題

オフィスの共有席や小会議室では、見た目だけでは使用状況が分かりづらいことがあります。少し席を外しているだけなのか、もう空いているのか、外からは判断しにくく、結果として「わざわざ見に行く」「声をかけて確認する」「空いていると思って行ったら使われていた」といったムダが発生しがちです。

そこで今回は、人の動きを検知して、使用中 / 空きを分かりやすく表示する簡易サインを試作してみました。「人がいること」そのものを厳密に測るというより、まずは その場所が今使われていそうかどうかを「見える化」することに主眼を置いた構成です。

ローカル表示の基本構成

まずは基本となる、PIR人感センサーで動きを検知し、LCDに状態を表示するシステムを構築しました。

使用した主な部品

- Arduino Uno R4 WiFi
- PIR人感センサー
- I2C接続のLCDモジュール
- 赤色LED / 緑色LED
- 抵抗
- ブレッドボード
- ジャンパーピン

[Arduino Uno R4 WiFi] の特徴

マイコンには Arduino Uno R4 WiFi を使用しました。公式ドキュメントによると、このボードはメインMCUとして Renesas RA4M1 を採用しており、48MHz動作のArm Cortex-M4、256KB Flash、32KB SRAMを備えています。また、ESP32-S3により Wi‑Fi / Bluetooth 接続に対応しており、Arduino Cloudとも互換性があります。
- [参考：Arduino UNO R4 WiFi - Hardware]

今回の試作ではローカル表示が中心ですが、Uno R4 WiFi は「まずはセンサーと表示だけで小さく始める」「あとからネットワーク連携へ広げる」という段階的な開発と相性が良いと感じました。今回のテーマのように、現場の“ちょっとした不便”をPoCで素早く形にしたい時に扱いやすいボードです。

また、[Renesas RA4M1]ファミリは 48MHz Arm Cortex-M4 に加え、セグメントLCDコントローラや 静電容量式タッチセンシング といったHMI向け機能を持っています。将来的に「表示するだけ」から、「本体でモード切り替えする」「しきい値を設定する」といった使い方へ発展させやすい点も魅力です。

ローカル表示イメージ

以下のように、「人が検知されたら使用中」「一定時間反応がなければ空き」といった分かりやすい表示を目指します。

- 1行目: Status: IN USE または Status: VACANT
- 2行目: 最後に反応してからの経過時間

開発環境と実装のポイント

開発環境には Visual Studio Code と PlatformIO IDE を使用しました。PlatformIO のボード設定では board = uno_r4_wifi、プラットフォームは renesas-ra を利用できます。

在席判定の考え方

今回は、PIR人感センサーの反応をもとに、次のようなシンプルなルールで状態を判定しました。

- 人感センサーが反応したら IN USE（使用中）
- 最後の反応から一定時間までは 使用中を維持
- 一定時間以上、反応がなければ VACANT（空き）

具体的には、最後に人の動きを検知してから 180秒 までは「使用中」、それを超えたら「空き」としています。

実装上の注意

この方式はシンプルで作りやすい一方、人が座っていても長時間ほとんど動かない場合は“空き”と誤判定する可能性 があります。逆に、通りすがりの人の動きを拾って一時的に“使用中”になることもあります。

そのため、まずはPoCとして 「ざっくり使用状況が分かること」 を重視し、実運用を考えるなら以下のような改善が有効です。

- RFIDやボタンと組み合わせて「使用開始」を明示する
- 複数センサーを組み合わせて判定精度を上げる
- 会議室と共有席でタイムアウト時間を変える
- Wi‑Fi経由で状態履歴を残し、誤判定の傾向を見直す

配線情報

| モジュール | 信号 | 接続先 | 補足 |

| --------- | --------- | --------- | --------- |

実際のプログラム

今回のローカル表示版で使用したプログラムは以下の通りです。
PIR人感センサーの出力を D2 から読み取り、LCDとLEDで状態を表示します。最後に動きを検知した時刻を保持し、一定時間反応がなければ空き状態に戻す構成です。
※本プログラムは、生成AIを用いて作成しております。

```main.cpp
#include <Arduino.h>
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

const int pirPin = 2;
const int redLedPin = 6;
const int greenLedPin = 7;

bool occupied = false;
unsigned long lastMotionTime = 0;
const unsigned long vacancyTimeout = 180000; // 180秒 = 3分

void updateDisplay(unsigned long idleSec) {
  lcd.setCursor(0, 0);
  if (occupied) {
    lcd.print("Status: IN USE ");
  } else {
    lcd.print("Status: VACANT ");
  }

  lcd.setCursor(0, 1);
  if (occupied) {
    lcd.print("Last move:");
  } else {
    lcd.print("Idle for: ");
  }

  lcd.print(idleSec);
  lcd.print("s   ");
}

void updateLeds() {
  digitalWrite(redLedPin, occupied ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(greenLedPin, occupied ? LOW : HIGH);
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  pinMode(pirPin, INPUT);
  pinMode(redLedPin, OUTPUT);
  pinMode(greenLedPin, OUTPUT);

  lcd.init();
  lcd.backlight();

  occupied = false;
  lastMotionTime = millis();

  updateLeds();
  lcd.clear();
  updateDisplay(0);
}

void loop() {
  unsigned long now = millis();
  int motion = digitalRead(pirPin);

  if (motion == HIGH) {
    lastMotionTime = now;

    if (!occupied) {
      occupied = true;
      Serial.println("Status changed: IN USE");
    }
  }

  if (occupied && (now - lastMotionTime > vacancyTimeout)) {
    occupied = false;
    Serial.println("Status changed: VACANT");
  }

  updateLeds();

  unsigned long idleSec = (now - lastMotionTime) / 1000;
  updateDisplay(idleSec);

  delay(200);
}
```
```platformio.ini
[env:uno_r4_wifi]
platform = renesas-ra
board = uno_r4_wifi
framework = arduino
monitor_speed = 115200
lib_deps =
    marcoschwartz/LiquidCrystal_I2C
```

プログラムのポイント

- digitalRead(D2) でPIR人感センサーの出力を読み取っています。
- 人の動きを検知した時刻を lastMotionTime に保存し、そこからの経過時間で状態を判定しています。
- LCDの1行目には IN USE / VACANT、2行目には最後の反応からの経過秒数を表示しています。
- 赤LEDは「使用中」、緑LEDは「空き」を示すようにし、遠くからでも状態が分かるようにしました。
- Serial.begin(115200) を入れているため、シリアルモニタで状態変化を確認しながらデバッグできます。

プログラムをビルド、アップロードして、人が近づいた時に IN USE、一定時間動きがない状態が続いた時に VACANT と表示されれば成功です。

発展編：MQTTとWebダッシュボードによるリモート確認

ローカル表示までできたら、次は 「その場に行かなくても分かる」 ようにする発展版が考えられます。

[Arduino Uno R4 WiFi]は、メインMCUに加えて ESP32-S3 を搭載し、Wi‑Fi / Bluetooth 接続に対応しています。また、Arduino Cloudとも互換性があります。そのため、今回のような状態表示PoCを起点に、MQTTで状態変化を送信して、Webダッシュボードやクラウド側で一覧表示する 方向へ広げやすい構成です。

例えば、以下のような使い方が考えられます。

- 会議室A / B / C の使用中・空きを一覧表示する
- 共有席の在席状況を遠隔から確認する
- 長時間使用中の席を把握する
- 利用履歴を蓄積して、混雑時間帯を分析する

ローカル表示だけでも十分PoCとして成立しますが、ネットワーク連携まで進めることで、「誰かが見れば分かる」から「どこからでも分かる」 へ価値を広げられます。

今後の展望（改善案）

今回の試作は「人感で使用状況をざっくり見える化する」ことを主目的にしたシンプルな構成ですが、実際の運用を考えると、いくつか改善したいポイントがあります。

- 判定精度の向上：
PIRセンサーだけだと、静かに座っている人を見逃す場合があります。RFIDやボタン、超音波センサーなどとの組み合わせで、誤判定を減らしたいところです。

- 状態遷移の明確化：
「検知したら使用中」だけでなく、「利用開始」「一時離席」「利用終了」といったステータス設計を加えると、共有席運用により合った形になります。

- 通知機能：
一定時間以上“使用中”が続く場合や、空いた瞬間に通知する仕組みを作れば、会議室運用や備品管理にも応用しやすくなります。

- 履歴の蓄積と見える化：
時刻ごとの状態変化をログとして残し、Webダッシュボードで可視化することで、ピーク時間の把握や運用改善の検討材料にできます。

- 専用筐体化・サイン化：
ブレッドボード上の試作から、ドア横やデスク端に設置しやすい筐体にまとめると、実用性が一気に高まります。

まとめ

今回は、Arduino Uno R4 WiFiを使って、会議室・共有席の使用中 / 空き状況を見える化する簡易システムを作ってみました。

構成自体はシンプルですが、

- 人の動きを検知する
- 状態を判定する
- その場で分かる形に表示する
- 将来的にはネットワーク越しに共有する

という流れを通して、現場の“確認の手間”を減らすIoT的な考え方 を小さく試せる題材でした。

まずはローカル表示の小さな仕組みから始め、そこからログ、通知、Webダッシュボード、認証連携へと広げていける点も、このテーマの面白さだと感じています。

参考リンク

- [Arduino UNO R4 WiFi 公式ドキュメント]

- [PlatformIO: Arduino Uno R4 WiFi ボード情報]

- [RA4M1 - 48MHz Arm Cortex-M4 / LCDコントローラ / Capacitive Touch 対応MCU | Renesas]