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設備のマニアどっとこむ

設備、資格、DIYのブログ!

07/18

Tue

2017

ラズパイとScratchでマグネットスイッチを動かす

ついにラズパイを買ってしまった。

 いままでarduinoなどを使ってPCから電気設備を制御していたがarduinoIDEはC言語をベースにしており、プログラミング初心者にはハードルが高かった。一方ラズパイもPythonが主流だが、Scratchを使えばかなり簡単にできることがわかった。今回ON、OFFのデジタル入出力だけだが、マグネットスイッチを動かすところまで紹介したい。

<準備するもの>
・ラズパイ本体 (Raspberry Pi 3 Model B)

・HDMI対応のモニター、ケーブル
・USBキーボード
・USBマウス
・マイクロSDカード(8GB程度)
・ブレッドボード
・オスーメス コネクタ
・5V リレー

・入力用スイッチ
・マグネットスイッチ (コイルが100Vのもの)
・電材等

今回はゼロからそろえるとかなりの金額になってしまうかもしれない。
アルティメット的にはラズパイ(と電源アダプタ)、USBキーボード、オスーメス コネクタ HDMIケーブルのみ購入し、あとはもともと持っていたものを使用した。
注意しなければならないのがラズパイはUSBより電源をとるときかなりの電流が流れるので電源アダプタをセットで購入するのをおススメしたい。どうやら容量が足らないと起動不良になることがあるようだ。


今回はラズパイの初期セットアップは割愛する。※「ラズパイ 初期設定」などでググると詳細の記事が出てくるので参照してください。

セットアップが無事できたとして接続は以下の通り

まず5VリレーはVCCへ5V、GNDにラズパイのグランド、そして使用するリレーのIN端子にラズパイのGPIO端子をそれぞれブレッドボード経由で接続する。(メスーメスケーブルがあればそのまま接続しても構いません)
入力信号用スイッチはGPIO→スイッチ→抵抗(10KΩ程度)→グランドで接続してボタンをおすと1が0になるようにする。 LEDは動作確認用なのであってもなくても問題なし。

続いて制御プログラムだが、Scratchだとかなり簡単。今回はScratch GPIOを使用するので下記コマンドでダウンロードする。
wget http://goo.gl/Pthh62 -O isgh5.sh --no-check-certificate
bash isgh5.sh
この2行だけでデスクトップにアイコンができる。これで開発が可能

↑scratch GPIO作成画面
※作成したプログラムはhttps://scratch.mit.edu/でultimatemasashi名義でアップロードしているので検索して確認してください。※GPIOのピン番号はスクラッチのプログラムと合わせる必要があります。

これでscratchから5Vリレーを動作させることができたら、100V回路を作成する。

100V電源からマグネットスイッチのコイルまでを割って入るようにリレーの接点を接続する。※感電に注意。

うまくいけばこの様に動作する。
入力スイッチはサーマルリレーの模擬信号としてマグネットをトリップさせている。
※なぜか100V電源を入れると不安定な動作をするのでscratchプログラムで若干タイマーを入れてます。電磁誘導??


arduinoに比べて開発はかなり簡単だった。今回はHDMIモニターをみながらマウスで操作したが、タッチパネルを使えばそのまま盤に組み込めそうだ。
 しかしながらセンサーからのアナログ入力はarduinoの様に0~5Vレンジでそのまま使えないので(しかも入力は3.3V)専用のセンサーボードを購入する必要があるみたいだ。

とはいうものの、この調子でやっていくと買い物が増えそうなので予算と時間と相談しながらやっていく予定です… 乞うご期待!







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07/04

Tue

2017

arduinoでIoT スマホから家電を動かす 

前回、前々回とBlynkでのIOT記事が続いていましたが、今回はarduinoで商用100V設備を動かしたいと思います。


回路構成は写真の様になります。
 
PCのUSBポートとaruduinoを繋ぎ、arduinoからはアナログ入力として明るさセンサー、出力としてLEDと5Vリレーを接続します。5Vリレーの2次側で100Vを制御するかたちになります。



Blynkの設定はarduinoUNO、接続仕様はUSBとなります。

aruduinoのコードはArduino_serial_USBを選びます。
※ライブラリのダウンロードは前回記事参照


そしてBlynkよりトークンを記載したメールが来るのでコードをその一文のみ変更します。
char auth[] = "YourAuthToken";
これでarduinoに書き込みます。

次にarduinoをインターネットと接続状態にするため下記ファイルを実行します。
 Arduino\libraries\Blynk\scriptsフォルダのなかにあるblynk-serというバッチファイルです。
ここで注意事項があるのですが、Terapatなどでコードを確認し6行目のCOM_PORTをArduinoを接続しているポートに合わせてください。このファイルを問題なく実行できればArduinoをBlynkで動かせる状態となります。




Blynk画面例はこちら↓

明るさセンサーにつかったCdsセルからのアナログ値を1024分割して表示しています。(照度等の単位ではありません。)出力はLEDと100V照明です。LEDの一つはPWM出力で明るさを調整しています。
遠隔で照明を付けるとブレッドボードについているCdsセルが反応して数値が変化して点灯を確認することができます。もちろん、LEDより100V照明のほうが明るい為、数値はより大きくなります。

今回はたまたまノートPCにカメラがついていたのでSkypeをつかって点灯確認してみました。
着信を受ける方を自動応答にしていつでも監視することができます。


↑ノートPC付属カメラでの映像

Blynkで指令を出すと・・



照明が光ったのがわかります。

外出先から照明が点灯できるのはいいのですが、どうしてもPCをつけっぱなしにする必要がでてきます。あと、びっくりさせないためにも家族の理解が必要かも??










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06/24

Sat

2017

ESP32とBlynkで超絶IoT その2

前回の記事でESP32とBlynkのおおまかな設定は完了した。続いて回路の一例を紹介する。

ESP32のWi-Fiを常に動作させるにはUSBにて5Vの電源供給が必要となる。
バッテリーからか商用からの電源供給か迷うところだが意外にもIoT機器の一番ネックな部分なのかもしれない。

以前太陽光パネルとチャージコントローラーをつなげて屋外で使用できる電源をつくっていたのでそれを今回ESP32に接続しスタンドアローンの屋外照明を製作してみた。

ESP32の電源をバッテリーからとり、ブレッドボードにLEDを接続
※電源供給は5VだがGPIO出力は3.3Vなので注意。また流せるのは12mAまでと非常に少ない。


防水処理をし、日当たりのいいベランダに設置。
この際ネットワークとつながっているWi-Fiと離れすぎると遠隔操作ができなくなるので注意しなければならない。窓を閉めると電波がかなり悪くなった。

次にBlinkでLEDを接続した出力ピンにあわせてボタンを設定

LEDの色に合わせて4つのボタンをつけた。


これでどこからでもこの照明をスマホで動作させることが可能になった。

/ジワー\

今回はLEDのみで非常に地味でしたが次回は100V回路、モニタリングも含めてalduinoでIoT機器を製作したいとおもいます(予定)







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06/09

Fri

2017

ESP32とBlynkで超絶IoT その1

近頃IOT、IOTと騒がれて久しいが、とうとう数千円で開発できる時代に突入した。

今回紹介するのはESP-WROOM-02の後継機であるESP-WROOM-32の開発ボードである。技適付きWIFI搭載でArduinoIDEが書込み可能、そしてGPIOが21ピンもある優れものだ。しかも価格もArduinoより安い。これはMakes達にとって朗報と言わざるを得ない。(龍虎の拳風)

 そしてこれで何をやるかというとBlynkというアプリと連携させて下記のようなネットワークを構築する。要はアプリからESP-WROOM-32を動かすということだ。最終的には設備を動作させる事を目標にしたい。

①ESP-WROOM-32開発ボード設定
ボードにはケーブルが付属されていないのでPCと通信できるマイクロUSBケーブルを購入した。※ただの充電ケーブルを買ってしまわない様に注意!

PCに接続するとWindows10の場合、勝手にドライバーをインストールしてくれる。
そのあとはGitHubのページでZIPファイルをダウンロード。

このファイルをC:\Users\(ユーザ名)\Documents\Arduino\hardware\espressif の下にesp32として展開する。そしてtoolsフォルダよりget.exeファイルを実行してxtensa-esp32-elfフォルダをダウンロードする。※ユーザ名が日本語の場合はダウンロードできない事がある。その際はArduinoIDEのファイルメニュー→環境設定にてスケッチブックの保存場所を変更して再度展開してみることをおススメする。


そしてArduinoIDEにてツールメニューからボードをESP32Dev Moduleに選択する。

その他の設定は以下の通り。
Flash Frequency :80MHz
Uplode Speed :115200
Core Debug Level :なし
書込み装置:USBasp

開発ボードの設定はスケッチをのぞいてひとまずこれで完了。

② Blynk側の設定

Blynk側の設定は非常に簡単で、まずはアプリをスマホにインストール。


新しくプロジェクト作成

ボードと通信方式を選択 →ここでトークン情報がログイン時に登録したメールに送信される。

あとは制御したい機能をきめる
 
今回はボタンを選択

出力ピンを決定

とりあえず2つボタンを作成。※基本的には無料だが極端な機能の追加にはアプリ内課金が必要になってくる。

そのほかいろいろと遊べたりするのだが、これでBlynk側の設定はひとまず終了とする。

③ArduinoIDEのスケッチ
ESP-WROOM-32に書き込むスケッチはどうするのかというと、これはBlynkのページからGitHubへ飛んでダウンロードできる。

これを下記フォルダへ展開
C:\Users\ユーザー名\Documents\Arduino\libraries

ESP32_WiFiを選択する。
ここで変更するのは3個所のみ。Blynkよりメールで来るトークンと現在使用中のWiFiのSSIDとパスワードだけである。
char auth[] = "YourAuthToken"; 
char ssid[] = "YourNetworkName";
char pass[] = "YourPassword";

これのスケッチを開発ボードへ書き込んで準備はすべて完了。Blynkアプリにてオンラインになっていたら成功でスマホから遠隔でESP-WROOM-32が操作できる。

アプリでONをタップすると・・

設定したピンが点灯!

続いて赤・・

赤が点灯!

これでいわゆるIoTってやつが実現した。これが数千円で実現できるとは・・。
設定でそこそこ苦戦したが超絶お手軽と言わざるを得ない!!
次回は回路をメインにした記事にしたいと思います。(予定)






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04/30

Sun

2017

住宅展示場に行ってきた話

いままでの人生で15~16回引っ越しているがすべて団地、アパート、マンションいずれかの集合住宅であった。一度も一戸建てに住んだ事がないので実はちょっと憧れている。今回イベントもあるとのことで妻と子供を連れて住宅展示場に行ってみることにした。





はるばる電車を乗り継いでたどり着いた。 当然だがいろいろなハウスメーカーの家が立ち並んでいる。ベビーカーで前を通るとスーツの人がこぞって話掛けてくる。



何をしていいかわからないのでとりあえずオムツを替えることにした。木造でスギの匂いが気持ちわるい。でもちゃんと子供連れを意識していているんだね。




 行列ができていたところがあったので並んでみるとアンケートだった。営業がうっとうしいとイヤなので読めない字で書こうと思ったが、大人気ないのでやめてちゃんと書いた。



アンケートを書くとチケットがもらえる。

これでカフェでジュースやお菓子をもらったり、ちょっとしたお土産と交換できたりする。


そんなこんなでイベントの時間になってきた。その日は元サッカー日本代表の前園さんがトークライブで来ていた。 生で観る前園さんに「おお~」と思ったがあまりにもサッカーの話なのと子供がグズッってきたのもあって5分くらいでその場を後にした。


ミッフィーちゃんの風船がほしかったのでミサワホームに入ることにした。
内装はまだできていなかったがアルティメット的には逆によかった。


1階の天井に大きめの空調が設置されていて各部屋にダクトで送風するタイプであった。
最近の流行りなのかな・・。3φ200Vだそうな。


↑まだまだ作り途中・・・。

なかでは営業の人がつきっきりで説明してくれた。


営業の人「南極でも使用されている工法なんですよ~」

アルティメット「へ~」

営業の人「コンクリートや鉄骨ではできない断熱性があるんです」

アルティメット「南極に搬入できないだけでは?」

一同「・・・・・」


 なんやかんやで住宅設備は素人同然なのでいろんな話が聞けて勉強になった。
そして戦利品! ちょっと遠かったですがなかなか満足でした!!












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プロフィール

HN:
アルティメット雅史
性別:
男性
自己紹介:
製油所、データセンター、化学工場を渡り歩いた設備のマニア
最近はarduinoあたりの電子工作にハマる。
取得資格は電験3種、消防設備士甲4、2級ボイラー技士、危険物乙4、電工2種、技術士一次試験合格(電気・電子)、フォークリフトほか

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