Raspberry Pi 3 (Buster) 一括セットアップ手順: node-redでスマートホーム用

新規インストールからの一連の設定手順です

いわゆるスマートホーム用Raspberry Piの設定。ディスプレイもキーボードもつなげずに使うこと前提です。

利用目的

• node-redでいろいろ
  • Amazon Echo + eRemote mini (RM Mini3) を使った家電の音声コントロール
  • LINEメッセージをGoogle Homeで読上げ
  • BLE温度・湿度センサーの情報取得
  • ひかり電話で相手側電話番号の情報をLINEに通知と読上げ

Raspbianのインストール

Raspbian Buster Liteをダウンロード

Raspberry Piのダウンロードページで、GUI無し版のRaspbian Buster Liteをダウンロード

SDカードをSDFormatterでフォーマット

Macでddを使って書き込み

SDカードのデバイスが/dev/disk2なのを確認。

$ diskutil list
/dev/disk0 (internal, physical):
   #:                       TYPE NAME                    SIZE       IDENTIFIER
   0:      GUID_partition_scheme                        *121.3 GB   disk0
   1:                        EFI EFI                     209.7 MB   disk0s1
   2:          Apple_CoreStorage Macintosh HD            120.5 GB   disk0s2
   3:                 Apple_Boot Recovery HD             650.0 MB   disk0s3
/dev/disk1 (internal, virtual):
   #:                       TYPE NAME                    SIZE       IDENTIFIER
   0:                  Apple_HFS Macintosh HD           +120.1 GB   disk1
                                 Logical Volume on disk0s2
                                 Unlocked Encrypted
/dev/disk2 (internal, physical):
   #:                       TYPE NAME                    SIZE       IDENTIFIER
   0:     FDisk_partition_scheme                        *16.0 GB    disk2
   1:             Windows_FAT_32 STRETCHLITE             16.0 GB    disk2s1

unmount

$ diskutil unmountDisk /dev/disk2s1
Unmount of all volumes on disk2 was successful

書き込み (XXXは適切なデバイス名に置き換えること)

SDカードのデバイスが/dev/disk2の場合、/dev/rdisk2のように'r'をつけて指定すると高速に書き込みできます。

$ sudo dd bs=1m if=~/Downloads/2018-06-27-raspbian-stretch-lite.img of=/dev/rdiskXXX conv=sync

いつ終わるのか気になる人は、Ctrl+tを押せば途中経過が表示される。

raspi-config

とりあえず、HDMIモニタとキーボードを繋げてデフォルトのuser:pi, password:raspberryでログインし、sudo raspi-configで以下の設定。

• 1.Change User Password
• 2.Network Options - Hostname (複数のRaspiがある場合要変更）
• 2.Network Options - Wi-fi
• 4.Localisation - Timezone
• 5.Interfaceing Options - SSH - Enable
• 7.Advanced Options - Memory Split - 16 (画面表示はしないのでGPUメモリを最小限に)

hostnname変更時は以下も行う (Busterでは自動で追加されてるようなので不要)

sudo sh -c 'echo 127.0.1.1 $(hostname) >> /etc/hosts'

SDカード延命措置

参考：Raspberry PiのSDカードが壊れた！寿命を延ばす方法 5+1選!

swap無効化

sudo dphys-swapfile swapoff
sudo systemctl stop dphys-swapfile
sudo systemctl disable dphys-swapfile

/tmp, /var/tmp, /var/logのtmpfs化

/etc/fstabに以下を追加。再起動するとログは消えるので注意。

tmpfs           /tmp            tmpfs   defaults,size=32m,noatime,mode=1777  0       0
tmpfs           /var/tmp        tmpfs   defaults,size=16m,noatime,mode=1777  0       0
tmpfs           /var/log        tmpfs   defaults,size=32m,noatime,mode=0755  0       0

ローテートされたログの保存数を減らす: /etc/logrotate.conf 中のrotateを修正(4 → 1)

# keep 4 weeks worth of backlogs
#rotate 4
rotate 1

SDカードへの書き出しの頻度を下げる

/etc/fstabで/(root)ファイルシステムのオプションにcommit=240を追加。※4分立たないとSDカードに書き込まれないので注意。

/dev/mmcblk0p2 / ext4 defaults,noatime,commit=240  0 1

省電力設定

それほどの効果はないと思います。全部やってるわけではないです。

/boot/config.txt (パワーLED点滅、CPUクロック下げる、WiFiのOFF)

dtparam=pwr_led_trigger=heartbeat
arm_freq_min=300
dtoverlay=pi3-disable-wifi
# dtoverlay=pi3-disable-bt

/boot/cmdline.txt (あまりおすすめしません)

maxcpus=2

HDMIをオフにする。10mA程度の節約 (おすすめしません)

sudo /opt/vc/bin/tvservice --off   (-pでon)

USBをオフにする。100mAの節約 (おすすめしません)

有線LANが無効になる。上のpi3-disable-wifiと同時に設定してはいけない。
Raspberry Pi 3においては、WiFiをオフにするより有線LAN(USB)をオフにしたほうが効果が大きい。

echo 0 | sudo tee /sys/devices/platform/soc/*.usb/buspower

必要なアプリケーションのインストール

apt-getで一括インストール

sudo apt-get -y install emacs-nox whois git bc mosh parallel iotop

gitの初期設定

git config --global user.name "My Name"
git config --global user.email "email address"

node-red

参考: Amazon Echoとラズパイで、音声で照明をon/offする

bash <(curl -sL https://raw.githubusercontent.com/node-red/linux-installers/master/deb/update-nodejs-and-nodered)
sudo systemctl start nodered.service
sudo systemctl enable nodered.service

あと、Raspberry PiにおけるNode-REDの活用についての「セキュリティ設定」も適用したほうがいいですね。

BlackBeam社のスマートリモコン関連

参考: 素人でもスマートスピーカーから家電を操作できた

sudo apt-get -y install python3-dev python3-pip

sudo pip3 install broadlink

mkdir ~/git
cd ~/git
git clone https://github.com/mjg59/python-broadlink.git

Bluetooth (noble)

sudo apt-get -y install bluetooth libbluetooth-dev libudev-dev

avahi (Google Homeを喋らせるのに必要)

sudo apt-get -y install avahi-daemon avahi-utils libnss-mdns libavahi-compat-libdnssd-dev

sshサービスを公開する

参考: avahi-daemonを設定してDNSサーバ運用をやめた

/etc/avahi/services/ssh.service

<?xml version="1.0" standalone='no'?>
<!DOCTYPE service-group SYSTEM "avahi-service.dtd">

<service-group>
  <name replace-wildcards="yes">%h</name>

  <service>
    <type>_ssh._tcp</type>
    <port>22</port>
  </service>
</service-group>

sudo systemctl restart avahi-daemon.service

これで、ssh [e-mail] でsshログインできるようになる（ただし、Windowsからは不可)。

Mackerelでの監視設定

Mackerelとは、はてなが提供しているサーバー監視サービスで、無料プランでも5台まで監視できるのでRaspberry Piの監視にちょうどいいです。問題発生時にメールだけでなくLINEに通知するようにもできます。

基本的な設定はこちらを参考: Raspberry Pi を Mackerel で監視する

上記設定後にこれ

• 自宅のグローバルIPアドレスの変更をMackerelで通知する
• MackerelでRaspberry Piの電源不足とオーバーヒートを監視する

baresip (ひかり電話の相手番号取得)

参考: Linux でひかり電話にかかってきた電話番号を取得する

sudo apt-get -y install baresip-core

インストール後、一度baresipを起動しCtrl+Cで終了
~/.baresip/configを編集。stdio.so, alsa.soをコメントアウト誌、cons.soを追加

#module                  stdio.so
#module                  alsa.so
module                   cons.so

~/.baresip/accounts に以下を追加

<sip:{内線番号}:{password}@{電話ルータのIPアドレス}>;auth_user={userId}

SD関連

起動時にfsckをする

shutdown -rF now

RPiのSDをバックアップして別のSDに書き込む : サイズが違う場合のパーティション操作