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@hideszin株式会社Tech Lab

Tapo Matter 消費電力定期取得（準備編）

Last updated at Posted at 2026-01-08

📝 はじめに

この記事では、Tapo Matterデバイス（特にP110Mスマートプラグ）の初期設定からPythonでの電力データ取得までを解説します。
Switchbot と並んで手に入りやすい、TapoMatterデバイスについて、
SwitchBotプラグミニ 消費電力定期取得 （準備編） #Python - Qiita
と同等にまとめてみました。

この記事の対象読者

  • Matter対応デバイスの活用に興味がある方
  • スマートホームシステムを構築したい方
  • 電力監視・省エネシステムを導入したい方
  • PythonでのIoT連携を学びたい方

前提条件

  • Tapo P110Mスマートプラグを所有していること
  • 基本的なプログラミング知識（Python）

🎯 背景・動機

なぜTapo Matterなのか？

  1. 業界標準プロトコル: MatterはAmazon、Apple、Google、Samsungなどが共同開発
  2. 相互運用性: 異なるメーカーのデバイスが連携可能
  3. ローカル制御: クラウドに依存しない高速応答
  4. セキュリティ: 最新の暗号化技術を採用

Tapo P110Mの特徴

  • 電力監視機能: リアルタイムで消費電力を測定
  • Matter対応: 業界標準プロトコルで動作
  • 音声制御: Alexa、Google Home、Siriに対応
  • 予算管理: 月間の電気代を自動計算

TP-Link Tapo P110M 製品ページ

🔧 技術的基礎知識

Matterプロトコルの仕組み

Matterは、OSI参照モデルの上位3層（アプリケーション層、セッション層、ネットワーク層）を統一したプロトコルです：

Matterの主要コンポーネント

コンポーネント 役割 説明
コントローラー 制御元 Home Assistant、Apple Home、Google Home等
エンドデバイス 制御対象 スマートプラグ、照明、センサー等
クラスター 機能単位 On/Off、電力測定、温度等の機能グループ
エンドポイント アクセスポイント デバイス内の論理的な接続点

通信方式の比較

プロトコル リアルタイム性 相互運用性 セキュリティ 設定難易度
Matter ⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐
Wi-Fi ⭐⭐⭐ ⭐⭐ ⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐
Zigbee ⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐ ⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐
Bluetooth ⭐⭐ ⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐ ⭐⭐

電力データの構造

Tapo P110Mから取得できる電力データ：

{
    "power": 45.2,
    "voltage": 119.8,
    "current": 377,
    "energy_consumption": 0.324,
    "timestamp": "2025-01-07T12:30:00Z"
}

電力測定クラスター（0x0B04）の属性

属性ID 属性名 単位 説明
0x050B ActivePower デシワット 有効電力（÷10でW）
0x0505 RMSVoltage デシボルト 実効電圧（÷10でV）
0x0508 RMSCurrent ミリアンペア 実効電流（÷1000でA）
0x0500 CurrentSummationDelivered ワット時 累積消費電力量

🛠️ 実装手順

Step 1: Tapo P110Mの初期設定

1. ハードウェア接続

# デバイスの準備手順
1. Tapo P110Mを電源コンセントに接続
2. 制御したい家電をP110Mに接続
3. LEDインジケータがオレンジ点滅することを確認

2. Tapoアプリでの設定

# セットアップ手順
1. Tapoアプリをダウンロード・インストール
   - iOS: App Store
   - Android: Google Play Store

2. アカウントを作成・ログイン
   - TP-Link IDを作成（メールアドレス必要）
   - 既存アカウントがあればログイン

3. [+追加] → [スマートプラグ]を選択
   - デバイスカテゴリから「スマートプラグ」を選択
   - P110Mを選択

4. P110MのQRコードをスキャン
   - デバイス本体のQRコードをカメラでスキャン
   - または手動でシリアル番号を入力

5. Wi-Fi（2.4GHz）ネットワークを選択
   - 注意: 5GHz帯は非対応
   - パスワードを入力して接続

6. デバイス名を設定（例：Living Room Plug）
   - わかりやすい名前を付ける
   - 部屋名+用途がおすすめ

3. Matter対応の有効化

# Matterセットアップ
1. Tapoアプリでデバイスを選択
2. 右上の歯車アイコン → 「Matterセットアップ」を選択
3. Matterペアリングコード（11桁の数字）をメモ
4. オプション：ホーム画面に追加コードを保存

セットアップ時の注意点

項目 推奨設定 注意事項
Wi-Fi帯域 2.4GHz 5GHzは非対応
ルーター設定 IPv6有効 Matterに必要
ファイアウォール ポート5540開放 Matter通信用
mDNS 有効 デバイス発見に必要

Step 2: Home Assistantでの統合

前提条件の確認

# Home Assistantの要件
- Home Assistant 2023.1以降
- Matter Server アドオン
- Python Matter Server対応

# 確認コマンド
ha --version

Home Assistant Matter統合の設定

# configuration.yaml
matter:
  # Matterサーバーアドオンが自動的に有効化されます

# デバイス追加後の自動検出
sensor:
  - platform: matter
    name: "Living Room Power"
    device_id: "your_device_id"
    entity_id: "sensor.living_room_power"

手動でのデバイス追加手順

  1. Home Assistant Companionアプリを開く
  2. [設定] > [デバイスとサービス] に移動
  3. [デバイスを追加] → [Matterデバイスを追加] を選択
  4. 「いいえ、新しいデバイスです」を選択
  5. QRコードをスキャンまたはセットアップコードを手動入力
  6. [Home Assistantに追加] を選択

追加後の確認

# デバイスが正常に追加されると以下のエンティティが作成される
- switch.tapo_p110m_power          # ON/OFF制御
- sensor.tapo_p110m_power          # 消費電力（W）
- sensor.tapo_p110m_voltage        # 電圧（V）
- sensor.tapo_p110m_current        # 電流（A）
- sensor.tapo_p110m_energy_today   # 本日の消費電力量（kWh）

Home Assistant Matter統合公式ドキュメント

Step 3: Pythonでの電力データ取得

Matterコントローラーライブラリのインストール

# 必要なライブラリをインストール
pip install matter-server-client
pip install python-matter-server

# オプション：非同期処理用
pip install asyncio

# 開発時の追加ライブラリ
pip install python-dateutil  # 日時処理
pip install typing-extensions  # 型ヒント拡張

環境構成

プロジェクト構成/
├── tapo_monitor/
│   ├── __init__.py
│   ├── monitor.py       # メイン監視クラス
│   ├── config.py        # 設定管理
│   └── utils.py         # ユーティリティ
├── requirements.txt
└── main.py

Python実装例

import asyncio
from datetime import datetime
from typing import Dict, List, Optional
from matter_server.client import MatterClient
from matter_server.client.model.node_device import MatterNodeDevice


class TapoMatterMonitor:
    """
    Tapo MatterデバイスからPythonで電力データを取得するクラス

    Attributes:
        client: Matterサーバークライアント
        devices: 発見されたデバイスの辞書
    """

    def __init__(self, server_url: str = "ws://localhost:5580/ws"):
        """
        初期化

        Args:
            server_url: Matterサーバーのwebsocket URL
        """
        self.server_url = server_url
        self.client = MatterClient(server_url)
        self.devices: Dict[int, MatterNodeDevice] = {}

    async def connect(self) -> bool:
        """
        Matterサーバーに接続

        Returns:
            接続成功時True、失敗時False
        """
        try:
            await self.client.connect()
            print(f"✅ Matterサーバーに接続しました: {self.server_url}")
            return True
        except Exception as e:
            print(f"❌ 接続エラー: {e}")
            return False

    async def discover_devices(self) -> int:
        """
        デバイスを発見

        Returns:
            発見されたプラグデバイスの数
        """
        try:
            devices = await self.client.get_nodes()

            for device in devices:
                if device.is_online and self._is_plug_device(device):
                    self.devices[device.node_id] = device
                    print(f"🔌 デバイス発見: {device.name} (ID: {device.node_id})")

            return len(self.devices)

        except Exception as e:
            print(f"❌ デバイス発見エラー: {e}")
            return 0

    def _is_plug_device(self, device: MatterNodeDevice) -> bool:
        """
        プラグデバイスかどうか判定

        Args:
            device: Matterデバイス

        Returns:
            プラグデバイスの場合True
        """
        # デバイスタイプIDで判定
        # 0x010A: On/Off Plug-in Unit
        # 0x010B: Dimmable Plug-in Unit
        plug_device_types = [0x010A, 0x010B]
        return device.device_type in plug_device_types

    async def get_power_data(self, device_id: int) -> Optional[Dict]:
        """
        電力データ取得

        Args:
            device_id: デバイスのノードID

        Returns:
            電力データの辞書、取得失敗時None
        """
        if device_id not in self.devices:
            print(f"⚠️ デバイスID {device_id} が見つかりません")
            return None

        device = self.devices[device_id]

        try:
            # 電力データエンドポイントを取得 (一般的にエンドポイント1)
            power_endpoint = device.get_endpoint(1)

            # 電力測定クラスター (0x0B04)
            power_cluster = power_endpoint.get_cluster(0x0B04)

            # 電力データ読み取り
            power = await power_cluster.get_attribute_value(0x050B)      # ActivePower
            voltage = await power_cluster.get_attribute_value(0x0505)    # RMSVoltage
            current = await power_cluster.get_attribute_value(0x0508)    # RMSCurrent
            energy = await power_cluster.get_attribute_value(0x0500)     # CurrentSummationDelivered

            return {
                "power": power / 10.0 if power else 0,           # デシワット→ワット
                "voltage": voltage / 10.0 if voltage else 0,     # デシボルト→ボルト
                "current": current / 1000.0 if current else 0,   # ミリアンペア→アンペア
                "energy": energy / 1000.0 if energy else 0,      # ワット時→キロワット時
                "timestamp": datetime.now().isoformat(),
                "device_id": device_id,
                "device_name": device.name
            }

        except Exception as e:
            print(f"❌ 電力データ取得エラー: {e}")
            return None

    async def get_all_power_data(self) -> List[Dict]:
        """
        全デバイスの電力データ取得

        Returns:
            全デバイスの電力データリスト
        """
        results = []

        for device_id in self.devices:
            data = await self.get_power_data(device_id)
            if data:
                results.append(data)

        return results

    def get_device_list(self) -> List[Dict]:
        """
        登録済みデバイス一覧を取得

        Returns:
            デバイス情報のリスト
        """
        return [
            {
                "device_id": device_id,
                "name": device.name,
                "is_online": device.is_online,
                "device_type": hex(device.device_type)
            }
            for device_id, device in self.devices.items()
        ]

    async def close(self) -> None:
        """接続終了"""
        if self.client:
            await self.client.disconnect()
            print("🔌 接続を終了しました")


# 使用例
async def main():
    """メイン関数"""
    # 監視インスタンス作成
    monitor = TapoMatterMonitor()

    # Matterサーバーに接続
    if not await monitor.connect():
        return

    # デバイス発見
    device_count = await monitor.discover_devices()
    print(f"📊 {device_count}台のデバイスを発見しました")

    if device_count == 0:
        print("デバイスが見つかりませんでした")
        await monitor.close()
        return

    # デバイス一覧表示
    print("\n--- 登録デバイス一覧 ---")
    for device in monitor.get_device_list():
        print(f"  - {device['name']} (ID: {device['device_id']}, Type: {device['device_type']})")

    # 全デバイスの電力データ取得
    print("\n--- 電力データ ---")
    power_data = await monitor.get_all_power_data()

    for data in power_data:
        print(f"📍 {data['device_name']}")
        print(f"   電力: {data['power']:.1f} W")
        print(f"   電圧: {data['voltage']:.1f} V")
        print(f"   電流: {data['current']:.3f} A")
        print(f"   累積: {data['energy']:.3f} kWh")
        print(f"   時刻: {data['timestamp']}")
        print()

    # 接続終了
    await monitor.close()


if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

実行結果例

✅ Matterサーバーに接続しました: ws://localhost:5580/ws
🔌 デバイス発見: リビングルーム (ID: 12345)
🔌 デバイス発見: 書斎デスク (ID: 12346)
📊 2台のデバイスを発見しました

--- 登録デバイス一覧 ---
  - リビングルーム (ID: 12345, Type: 0x10a)
  - 書斎デスク (ID: 12346, Type: 0x10a)

--- 電力データ ---
📍 リビングルーム
   電力: 45.2 W
   電圧: 119.8 V
   電流: 0.377 A
   累積: 12.345 kWh
   時刻: 2025-01-08T10:30:00.123456

📍 書斎デスク
   電力: 85.0 W
   電圧: 120.1 V
   電流: 0.708 A
   累積: 8.765 kWh
   時刻: 2025-01-08T10:30:00.234567

🔌 接続を終了しました

🚨 トラブルシューティング

よくある問題と解決策

問題 原因 解決方法
Matterデバイスが見つからない ネットワーク接続不備 Wi-Fi 2.4GHz帯域を確認
ペアリングに失敗する コントローラーの互換性 Home Assistantを最新版に更新
電力データが取得できない エンドポイント指定ミス エンドポイント1を確認
通信が不安定 Threadネットワーク問題 Threadボーダールーターを追加
認証エラー 署名生成ミス タイムスタンプとnonceを確認
接続タイムアウト サーバー未起動 Matterサーバーの状態を確認

デバッグ用コマンド

# Matterサーバーの状態確認
curl -X GET http://localhost:5580/api/nodes

# 特定デバイスの詳細情報取得
curl -X GET http://localhost:5580/api/nodes/12345

# ログの確認
docker logs matter-server

# Home Assistantログ
tail -f /config/home-assistant.log | grep -i matter

# ネットワーク確認
ping <デバイスIP>
nmap -sn 192.168.1.0/24  # ネットワークスキャン

Pythonデバッグ用コード

import asyncio
import logging

# デバッグログ有効化
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)

async def debug_connection():
    """接続デバッグ"""
    monitor = TapoMatterMonitor()

    print("=== 接続テスト ===")
    result = await monitor.connect()
    print(f"接続結果: {result}")

    if result:
        print("\n=== デバイス発見テスト ===")
        count = await monitor.discover_devices()
        print(f"発見数: {count}")

        print("\n=== デバイス詳細 ===")
        for device in monitor.get_device_list():
            print(f"  {device}")

        await monitor.close()

asyncio.run(debug_connection())

📝 まとめ

この記事では、Tapo P110Mの初期設定からPythonでの電力データ取得までを解説しました。

実装した内容

  • ✅ Tapo P110Mの初期設定（Tapoアプリ）
  • ✅ Matter対応の有効化
  • ✅ Home Assistantでの統合
  • ✅ Pythonでの電力データ取得クラス

以上です。

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