概要

いきなりですが、みなさんはハリーポッターは好きですか？
今回は、そのハリーポッターに出てくる「Alohomora」という鍵を開ける呪文を再現したお話をしたいと思います

1.　NFCのカードリーダに登録済みのカードをかざす（OR　アプリのボタンを押す）
2.　Flaskで作成したAPIを叩く
3.　GPIOでサーボモータを制御
4.　鍵の開閉に成功したらMQTTのpublish
5.　M5StackがMQTTをsubscribeしてディスプレイの表示を変更

本題：Alohomora

今回は、以上の二つの作品を組み合わせて「Alohomora」を再現しました
本題のシステム構成はこちらです!

杖につけた6軸センサから値を取得
Jubatusで機械学習させ動作を推定
APIで動作と紐づけたイベントを発火
（3で得られたイベントが鍵の開閉であれば）
FlaskのAPIを叩く
GPIOでサーボモータの制御

（MQTTの部分は省略しています）

中身

システムの少し詳しい中身を説明していきます

動作の認識
動作からイベントの取得
サーボモータの制御

動作の認識

今回は、6軸センサ（9軸センサの地磁気センサの3軸を用いいていません）を用いて杖の動きを認識してイベントと紐づけます

動作の認識の流れは以下のようになっています

ボタンを押しながら杖を振る
振り終わったらボタンを離す
ボタンが押されている間のセンサの値から学習させたモデルを用いて動作を認識する

今回定義した動作は

上から下
下から上
左から右
右から左
時計回り
反時計回り

の６つです

動作からイベントの取得

上記の流れで動作が認識されれば、認識された動作をデータとしてAPIを叩きます
APIでは以下の処理を行います

Jubatusで認識された動作（例：時計回り）がデータとして送られてくる
DBから特定の動作と紐づけられたイベントを取得する（今回は鍵を開ける[閉める]）
イベントごとのアクションを実行する（今回はFlaskで立てたAPIを叩く）

サーボモータの制御

認識された動作から鍵を開ける[閉める]イベントが発火されたらFlaskのAPIが叩かれます
APIが叩かれればGPIOを使用してサーボモータを動かし、鍵の開閉を行います

例えば鍵を開けるAPIのコードは以下です

key.py

@app.route("/open")
def close():

    GPIO.setmode(GPIO.BCM)

    # GPIO4を制御パルスの出力に設定
    gp_out = 4
    GPIO.setup(gp_out, GPIO.OUT)

    #「GPIO4出力」でPWMインスタンスを作成する。
    #GPIO.PWM( [ピン番号] , [周波数Hz] )
    #SG92RはPWMサイクル:20ms(=50Hz), 制御パルス:0.5ms〜2.4ms, (=2.5%〜12%)。
    servo = GPIO.PWM(gp_out, 50)
    servo.start(0)
    
    #デューティサイクルの値を変更することでサーボが回って角度が変わる。
    servo.ChangeDutyCycle(7.5)
    time.sleep(0.5)


    servo.stop()
    GPIO.cleanup()

    return "ok"

スマートロックの作成に関する内容は

スマートロックを自作してみた

に書いているのでそちらを参照してみてください

完成

こんな流れで作成していくと

手作りAlohomora(for advent calendar) pic.twitter.com/6C1pKRvXFz
— もーりー🌓 (@m___04v) 2018年12月14日

「Alohomora」を再現できます

おわり

最後まで読んでいただきありがとうございました
もっと詳しい中身について知りたいよ！って方がいらっしゃいましたら気軽にコメントしてください！

概要

目次

Alohomoraって？

完成形

使用したもの

システム構成

魔法の杖

スマートロック

本題：Alohomora

中身

動作の認識

動作からイベントの取得

サーボモータの制御

完成

おわり

参考記事