みなさんあのね

エクセルいじりがお仕事のインフラ系SEのメモ

ArduinoとRaspberry Piで作るスマート家電（寝返り扇風機）（１）

Raspberry Pi

はじめに

「一晩中扇風機の風にあたるのは体に悪いからタイマーをかけて眠りにつくものの、タイマーが切れてしまうとすぐに暑さに耐え切れなくなって目が覚めてしまう。ベッドから起き上がって再びタイマーをセットするのも面倒くさいよなあ…」


だったら自分でスマート家電を作って悩みを解決しちゃいましょう！
え？技術的に可能かって？Google先生に聞いてから考えたらいいんじゃないかな？


まず、実際にスマート家電が動作している映像をご覧いただきましょう。（動画中では1寝返りで扇風機が10秒間稼働する設定にしています。）


動作の仕組み

f:id:si871137:20130727213619p:plain
①手持ちのスマホで専用Webページにアクセスし、枕元にセットする。寝返りを打つとスマホがその振動を検知する。
②Wi-Fiルータを経由して寝返りを打ったことをサーバ（Raspberry Pi）に通知する。
③寝返り通知を受けたサーバは、マイコン（Arduino）にスマホからの通知を伝播する。
④寝返り通知を受けたマイコン（Arduino）は扇風機の電源をオンにするため、サーボモーターのプロペラを回転させる。予め指定した時間だけ扇風機が稼働するとプロペラが自動で逆回転し、扇風機の電源がオフになる。

準備したもの

　スマホからアクセスするためのWebサーバとして利用する。

　Raspberry Piのケース。必須ではない。

　Raspberry Piの電源用ケーブル。

　電源供給用のACアダプタ（2A）。環境によってはiPhone用のACアダプタ（1A）でも代用可能。

　自宅にあるPC用のディスプレイがD-subとDVI-Dの端子しか付いてなかったため購入。HDMI対応のディスプレイをお持ちの場合は↓のケーブルでOK。

  • ディスプレイ ￥ 0

　RaspberryPiにOSをインストール際にディスプレイが必要です。お持ちでない場合は準備してください。

　Raspberry Piはディスクの代わりにSDカードにOSをインストールします。最低8GBあったら動くと思いますが、他の用途でも使用したかったため、大きめの要領を選択しました。（実際に構築したサーバの容量を確認してみると…4GBでもギリギリ動きそうな気がしてきた↓）

root@raspberrypi:~# df -h
ファイルシス   サイズ  使用  残り 使用% マウント位置
rootfs            28G  1.8G   25G    7% /
/dev/root         28G  1.8G   25G    7% /
devtmpfs         212M     0  212M    0% /dev
tmpfs             44M  256K   44M    1% /run
tmpfs            5.0M     0  5.0M    0% /run/lock
tmpfs             88M     0   88M    0% /run/shm
/dev/mmcblk0p5    56M   19M   38M   33% /boot


　サーボモータを繋ぐためのジャンパワイヤが同梱されているので、Arduino単体で買うよりこちらのキットの購入をおすすめします。ブレッドボードやLEDも同梱してます。

　Arduinoの電源ケーブルです。電源プログラムを書き込むためにも必要です。

　RaspberryとArduino間の無線通信を実現するためのモジュール。Raspberry Pi側に1個、Arduino側で残りの1個を使用します。今回はZigBee通信を使用していますが、Bluetooth通信用のモジュールでも同じシステムを構築できそうです。

　ArduinoにXBeeを搭載するためのシールド。Arduinoにがっちゃんこします。

　Raspberry PiにXBeeを搭載するためのアダプター。↓のケーブルでRaspberry Piと接続します。

　↓のスイッチ付きコンセントと組み合わせて使用します。

　正直、100均のもので十分です。

　今回、WEBブラウザ上で動作するアプリを作成するので、加速度センサーが搭載されている機種なら何でもOKです。

  • LANケーブル ￥0
  • USBキーボード ￥0





合計金額はななななんと…


￥22,941






f:id:si871137:20130815223704j:plain
「ふざけてるわね。」



これは技術的なハードルは低いですが、資金的な意味でハードルが高いですね；


でも、そのうちスマート家電押しのパナソニックさんあたりから、同様の機能が搭載された扇風機が発売されそうな気もするので、それまで待つという選択もアリだと思います。（参考：パナソニックのスマート家電アプリ、外出先からエアコンONに対応）


次回はWEBサーバの構築を行います。