はじめに
「優しいIT」という理念の基、ITコンサルタントをしている亀井亮介と申します!
現在、仕事では要求分析・要件定義を中心に上流工程をしていますが、プログラムも書きます!
優しいIT活動の一環として「教育用ようにプログラミング可能なPCを安価に提供する」理念の「Raspberry Pi 3(通称ラズパイ)」 で製作したモノ・サービス・プログラムを紹介します!
仕様
ラズパイコンテスト2016年に参加しよう!
と、娘に持ちかけ企画書を書いてもらいました〜
その名も「エアコン一体型パソコン airpi」です!
出来上がり
モーターが非力で風があまり出ませんでした(笑)
筐体を変えたり、電圧上げてファンを強力にすれば実用的になるかもしれません。
外観
仕様
センサー付きエアコン 部屋を自動で涼しくする
温度設定27℃(ラズパイで温度設定が可能)
暑い時
1. 温度が上がる
2. センサーがキャッチ
3. ラズベリーパイが読み込む
4. 部屋を27℃にする
寒い時
1. 温度が下がる
2. センサーがキャッチ
3. ラズベリーパイが読み込む
4. 一回止める
アピール
パソコンを使っているとき、風が出て涼しくなる。
実装
本当は、娘に全てやらせたかったのですが、離れて住んでいるために、ここからは父が引き取ります。
参考
ラズパイマガジン-2016年6月号 特集1 アキバの人気パーツ 配線図ベスト17
ラズパイマガジン-2016年8月号 特集1 電子工作12の基本パターン
手順
デジタル温度センサー「ADT7410」とモータードライバーを利用します。
1. 【準備】 libi2c-devをインストール
2. 【準備】 設定ファイルに書き込み
3. 【準備】 I2Cを使えるように設定
4. 【準備】 I2Cが使えるか確認
5. デジタル温度センサーの回路図
6. デジタル温度センサーの値を取得 digital_temperature_sensor.py
7. デジタル温度センサーのプログラムを動かす
8. モータードライバーとモーターを加えた回路図
9. 設定温度により、エアコンのオンオフを制御するプログラム airpi.py
10. airpiを動かす
1. 【準備】 libi2c-devをインストール
デジタル温度センサー「ADT7410」を利用するには、libi2c-devのインストールが必要です!
bash:libi2c-devをインストール
$ sudo apt-get install libi2c-dev
2. 【準備】 設定ファイルに書き込み
$ sudo sh -c 'echo "options i2c_bcm2708 combined=1" >> /etc/modprobe.d/i2c.conf'
3. 【準備】 I2Cを使えるように設定
Menu
→設定
→Raspberryの設定
→インターフェースタブ
→I2Cを「有効」
→「OK」をクリック
4. 【準備】 I2Cが使えるか確認
$ sudo /usr/sbin/i2cdetect -y 1
5. デジタル温度センサーの回路図
6. デジタル温度センサーの値を取得 digital_temperature_sensor.py
プログラムはラズパイマガジン-2016年6月号 特集1 アキバの人気パーツ 配線図ベスト17 ⑥デジタル温度センサーを参考にしました。
GitHubにソースをアップしているので、お好きにお使いください。
$ git clone https://github.com/RyosukeKamei/raspberrypi3.git
# 準備
# $ sudo apt-get install libi2c-dev
# $ sudo sh -c 'echo "options i2c_bcm2708 combined=1" >> /etc/modprobe.d/i2c.conf'
# GPIOを制御するライブラリ
import wiringpi
# タイマーのライブラリ
import time
# I2Cデバイスからの読み取りに必要なライブラリを呼び出す
import os
import struct
# 引数取得
import sys
# 引数指定
param = sys.argv
set_temperture = int(param[1])
print("設定温度 ", set_temperture)
# I2Cのインスタンスを作成
wiringpi.wiringPiSetup()
i2c = wiringpi.I2C()
# I2Cの設定
# 通信する機器のI2Cアドレスを指定
temperture_dev = i2c.setup(0x48)
# 温度を16ビットのデータ取得
# その他めレジスタ0x03に設定
i2c.writeReg8(temperture_dev, 0x03, 0x80)
while True:
# 温度センサーの2バイト分を読み取る
temperture_data = struct.unpack('2B', os.read(temperture_dev, 2))
# 値が2バイトずつ分かれるので1つにまとめる
temperture = ( ( temperture_data[0] << 8 ) + temperture_data[1] )
# 負の値の場合は数値を変換
if ( temperture_data[0] >= 0x80 ):
temperture = temperture - 65536
# 取得した値を128で割って温度を算出
temperture = temperture / 128
# 温度表示
print ( "温度 " , temperture , "C" )
if ( temperture > set_temperture ):
print ( "設定温度より室温が高いのでエアコンをつける" )
else:
print ( "設定温度より室温が低いのでエアコンを消す" )
# 1秒ごと
time.sleep(1)
7. デジタル温度センサーのプログラムを動かす
$ sudo python3 digital_temperature_sensor.py 28
8. モータードライバーとモーターを加えた回路図
先ほどの回路図(ブレッドボードですが)に、モータを制御するためのモータードライバー(TA7291P)とモーターを回路図に加えました。
9. 設定温度により、エアコンのオンオフを制御するプログラム airpi.py
# 準備
# $ sudo apt-get install libi2c-dev
# $ sudo sh -c 'echo "options i2c_bcm2708 combined=1" >> /etc/modprobe.d/i2c.conf'
# GPIOを制御するライブラリ
import wiringpi
# タイマーのライブラリ
import time
# I2Cデバイスからの読み取りに必要なライブラリを呼び出す
import os
import struct
# 引数取得
import sys
# GPIO端子の設定
motor1_pin = 23
motor2_pin = 24
# GPIO出力モードを1に設定する
wiringpi.wiringPiSetupGpio()
wiringpi.pinMode( motor1_pin, 1 )
wiringpi.pinMode( motor2_pin, 1 )
# 引数指定
param = sys.argv
set_temperture = int(param[1])
print("設定温度 ", set_temperture)
# I2Cのインスタンスを作成
i2c = wiringpi.I2C()
# I2Cの設定
# 通信する機器のI2Cアドレスを指定
temperture_dev = i2c.setup(0x48)
# 温度を16ビットのデータ取得
# その他めレジスタ0x03に設定
i2c.writeReg8(temperture_dev, 0x03, 0x80)
while True:
# 温度センサーの2バイト分を読み取る
temperture_data = struct.unpack('2B', os.read(temperture_dev, 2))
# 値が2バイトずつ分かれるので1つにまとめる
temperture = ( ( temperture_data[0] << 8 ) + temperture_data[1] )
# 負の値の場合は数値を変換
if ( temperture_data[0] >= 0x80 ):
temperture = temperture - 65536
# 取得した値を128で割って温度を算出
temperture = temperture / 128
# 温度表示
print ( "温度 " , temperture , "C" )
if ( temperture > set_temperture ):
print ( "設定温度より室温が高いのでエアコンをつける" )
wiringpi.digitalWrite( motor1_pin, 1 )
wiringpi.digitalWrite( motor2_pin, 0 )
else:
print ( "設定温度より室温が低いのでエアコンを消す" )
wiringpi.digitalWrite( motor1_pin, 0 )
wiringpi.digitalWrite( motor2_pin, 0 )
# 1秒ごと
time.sleep(1)
10. airpiを動かす
$ sudo python3 airpi.py 28
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