2016-12-28

Raspberry Pi で温度と湿度を知る

RaspberryPi おうちハック

Raspberry Pi で温度と湿度を知る

はじめに

この記事はおうちハック Advent Calendar 2016の21日目の記事です。
前日:ajimitei labo.: HUIS でいらすとやリモコンを作ってみた
翌日:MQTTベースのおうち環境にMESHを追加する - Qiita

遅刻記事になってしまい本当にすいません。

RasPiの不調と、風邪をひいてしまったのと、能力不足で遅くなってしまいました。

環境と機器

Raspberry Pi B 3 (Rasbian 2016-11-25)
温湿度計 HDC1000

手順

実際の試行錯誤はトラブルの項にまとめています

Step.1 Rasbianの初期設定を終わらせてからraspi-configでi2cを有効にします

sudo raspi-config
7 Advanced Options > I2C

Step.2 確認します

lsmod

Step.3 i2c-toolsをインストールする

sudo apt-get install i2c-tools

Step.4 HDC1000の接続を確認

sudo i2cdetect -y 1
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: 40 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --

Step.5 Wiring Piはデフォルトで入っているので再度入れる必要はないです

Step.6 HDC1000から温湿度を読む

gcc -Wall -o hdc1000_sample -lwiringPi hdc1000_sample.c
sudo ./hdc1000_sample

Raspberry Pi 2 Model B でI2C 温度+湿度センサーモジュール(HDC1000)を使う - Qiita
とうい記事の中のサンプルコードをほとんどそのまま使わせてもらいました
ありがとうございます

Step.7 継続的なログを見るためにcsvを作ります

これをcronで実行します

require "csv"
results = `sudo ./hdc1000_sample`
stamp  = Time.now.to_s + "," + results
File.open("/home/pi/outi_hack/tem_hyg.csv","a"){|f|f.puts(stamp)}

Step.8 ブライザで見るためにSinatraで表示させます

sudo apt-get install -y sinatra
sudo apt-get install -y sinatra-contrib

require "sinatra"
require "csv"
require 'sinatra/reloader' if development?
set :bind, '0.0.0.0'

get '/' do

    logs = CSV.read("tem_hyg.csv").reverse
    time = logs[0][0]
    tem = logs[0][1]
    hyg = logs[0][2]

    p "TEM: " + tem + " HYG: " + hyg + "   (#{time})"

end

できました！

f:id:Coro:20170129180030p:plain

トラブルと嵌ったところ

恥を忍んで公開します、笑ってやってください

配線を間違えてHDC1000を壊す

暗がりでRasPiにジャンパー線を差し込んでいたら青と黒を見間違えて壊しました
焦げ臭くなって基板上のセンサチップの半田が溶けて位置がずれた
RasPiが壊れなかったのは不幸中の幸い

i2c が有効にならない

最初はRaspberry Pi B 1 Rev.2でRasbian(2016-11-25)を使っていたのですがraspi-configでもi2c や spi の項目ができこず/etc/modulesなどで手動で試みるも有効になりませんでした
結局 Raspberry Pi B 3 を用意して再度やったら何の問題もなくraspi-config`から有効にできました
今記事を書いてる時点で確認したら Raspberry Pi B 3 でもI2Cの項目が消えました

RasPiが家の外に繋がらない

家の中の他の PC には ping が通るのですがapt-getできなかったりwgetできなかったりしました
原因がわからなかったので OS を再書き込みしました

sshができない

Rasbian(2016-11-25)のバージョンから ssh がデフォルメで無効になったことを知らず結構嵌ってました
/bootの下にsshという空ファイルを作ると解決しました Raspbian 2016-11-25リリース | Japanese Raspberry Pi Users Group

Sinatraが外から見えない

これは結構前の変更ですがしばらく触ってなかったので忘れていました
Sinatraがデフォルトでは外部から繋がらなくなってたよ - Qiita

おわりに

i2cはArduinoで使ったことがあったので「温湿度表示とか簡単だろう」とたかをくくっていましたが、大変なことになってしまいました
本当はESP-WROOM-02で温湿度やCO2を計測してマトリクスLEDなんかをつけることを妄想していたのでいつになるかわかりませんが、やりたい
温度と湿度があっているのか調べるために家にあったアナログの温湿度を3つHDC1000の隣に置いていたのですが温度は3つのアナログ温度計もHDC1000も大体一致するのですが湿度に関してはすべて約15%の誤差があり湿度を正確に知るのは難しいことがわかりました
ここまでお付き合いいただきありがとうございました

参考URL

ありがとうございます

2015-12-23

玄関をSuicaで開ける

Ruby RaspberryPi HomeControl おうちハック

玄関をSuicaで開ける

この記事はおうちハック Advent Calendar 2015 の23日目の記事です。

動機

私は普段、家の鍵を他の鍵と一緒にでまとめてをオシリポケットに入れているのですが、座ると鍵が当たって痛いので PASMO や Suica で開けられるようにしたいと思います

私は iPhone なので FeliCa を搭載していないため iPhone と iPhoneケースの間に PASMO と磁気干渉防止シートを挟んで使っています

では、作っていきましょう！

この記事を見れば作れるようにしたいので少しくどくなるかもしれませんが、ご了承ください
セキュリティはあまり考えていません。試す際は自分で対策してください
(でも多分、空き巣は NFC をハックするより窓を割って入ってくる方が簡単)

構成

今回、時間をかけず簡単に作るために機能を最低限の「NFC をかざしたら鍵を開ける(そして自動で閉める)」という機能に絞ることにします
NFC リーダはこの手の工作では定番の RC-S380 を使います
サーボモータは鍵のサムターン(つまみ)を回すことを考えてトルクの大きなものを秋月電子で購入しました

NFC からidmを取得する

Raspberry Pi の公式から Raspbian jessie を落としてSDカードにセットし IPアドレスの固定等の設定を行ったら(今回はRaspberry Pi Bを使います)
いよいよ PASMO から idm を取得します
idm とは PASMO/Suica 等の製造番号のことです

nfcpy

NFC を使うためのツールであるnfcpyを使います
これは公式サイトの Getting started の通りやるとインストールできました
bzrというバージョン管理システムをinstallして、nfcpyをinstallしたい場所に移動、bzrでnfcpyをinstallします

sudo apt-get install bzr
cd <hoge>
bzr branch lp:nfcpy trunk

続いて Python で USB を使うたに python-usb をinstallします

sudo apt-get install python-usb

できたらサンプルコードを動かしてみましょう

sudo python examples/tagtool.py

PASMO等をタッチして、こんな感じにIDが表示されたら成功です

今回はこのサンプルコードをそのまま使わせてもらいます

サーボを動かす

ServoBlaster

サーボを動かすにはServoBlasterというCで書かれたツールを使います
git で公開されているのでgit clone してきて、Cのコードをmakeでコンパイルしinstallします

git clone git://github.com/richardghirst/PiBits.git
cd PiBits/ServoBlaster/user
make
sudo make install

サーボを動かしてみる

ServoBlasterは/dev/servoblasterに文字列[Servo_number]=[0-100]%を書き込むことでサーボを動かしてくれます

echo 4=100% > /dev/servoblaster

ServoBlasterで指定するServo_numberはgpioのピン番号とは違うので注意が必要です


ここではパーセンテージで指定するのでサーボを見ながら鍵を開けるのに良い角度を探ります
私のサーボの場合は91と40でした
このServoBlasterのいいところは使っていない時サーボに電圧をかけないところです
このため普通の鍵でも手で開閉錠できます

サーボが動いたら NFC をかざした時サーボを回してみましょう

サーボについて追加情報があります *1

登録したidmの時サーボを回す

Ruby から nfcpy と ServoBlaster を使うコードを書きます
ただコマンドを実行するだけなので簡単です
(ServoBlasterは Ruby の File.write ではダメな模様)

#ここは先ほど表示させた自分のidmに書き変える
USERS = {"Bob_Marley" => "xxxxxxxxxxxxxxxx",
        "Alice_Cartelet" => "xxxxxxxxxxxxxxxx"}
#ここも自分のサーボにあったものに書き換える
#s03t-2bbmg servo
UNLOCK_ANGLE = "91"
LOCK_ANGLE = "40"

AUTO_LOCK = 40

def nfc()
    #ここも自分の環境にあったものを指定
    `sudo python ~/Documents/nfc/trunk/examples/tagtool.py`
end

def idm(text)
    m = text.match(/ID=(.*?)\s/)
    idm =m[1]
    print("IDm = #{idm}\n")
    return idm
end

def unlock()
    print("Unlocking\n")
    `echo 4=#{UNLOCK_ANGLE}% > /dev/servoblaster`
end

def lock()
    print("Locking\n")
    `echo 4=#{LOCK_ANGLE}% > /dev/servoblaster`
end

loop do
    idm = idm(nfc)
    unlock_user = USERS.key(idm)

    unless unlock_user == nil
        print("Welcome back #{unlock_user}!\n")
        unlock

        print("Wait #{AUTO_LOCK}sec...")
        sleep(AUTO_LOCK)
        print("\n")

        lock
    else
        print("Illegal user\n")
    end

    print("Please wait reader restart...\n")
end

実行するとこんな感じに動くと思います動画には写っていませんが40秒後に閉まります

土曜の進捗

A video posted by coro365 (@coro365) on Dec 20, 2015 at 5:17pm PST

ハードウェア

鍵のサムターン(つまみ)にサーボを取り付けるための木材をノコギリとドリルで作成します
30mm*30mmの角材を30mmで切ってサイコロ状のものを作成、サムターンに合う穴を開けます

続いてサーボを固定するためにダンボールでマウントを作成します
ダンボールを10枚積層、木工ボンドで合わせて完成です
ダンボールだととても簡単でよかったです(1時間ほどアニメ見ながら切りました)

レーザ加工機が使う余裕があればアクリルで作ってもいいかもしれません
ただダンボールでも木工ボンドで補強するとかなり頑丈になります
ちなみに今回は溜まりに溜まったamazonの箱を使いました

取り付けて完成です

動かすとこんな感じ(このNFCリーダは表からも裏からも使えました)

pic.twitter.com/EsE6mEllXi
— Coro (@Coro365) December 23, 2015

pic.twitter.com/4HVhf2reC5
— Coro (@Coro365) December 23, 2015

今後

開閉錠ボタンと状況表示用のLEDを付けたい
鍵が開いているか閉まっているかの状態を確認したい
リードスイッチ(磁気を感知するスイッチ)でドアの開閉を検知してオートロックの挙動に生かしたい
Sinatraとかでブラウザ上で開閉とログの確認をしたい
Supervosorを使ってRaspberry Piのデーモンにする

雑感

ServoBlasterとnfcpyが優秀ですぐにできてしまった
一番時間がかかったのはマウントを作成するところ(ダンボールで作る前にアクリルをノコギリとドリルで加工して半日無駄にしている)
PASOM決済だけで生活できればiPhoneだけ持ち歩く生活にできるかも
個人が少しのお金で、いろんなことが可能な環境は素晴らしいなと思いました(この方向で人間、進化してもらいたい)
今後も隙を見ておうちを便利にしていきたいです

初めて Advent Calendar に参加しましたがイベントドリブンな感じで作ることができたので参加してよかったです(参加しなかったら作らなかったかも)
そんなおうちハック Advent Calendar 2015 の明日の記事は @YarmUIさんのスマートメータを自作した話です
良いお年を！

購入したもの

Raspberry piは部屋に転がっていたものを使ったので出費は 4000円ほど

ドアセンサ、開閉スイッチなどをつける時は必要です

参考ページ

ありがとうございます

追記1 2017/08/09

サーボモータを回転させた際RasPiが再起動してしまう時は、別に電源を用意してください。
私の場合は、以下のように別電源にしました。(この方法が最適解かどうかはわかりません)

USBケーブルを用意し皮膜をはがした後、プラスとマイナスの線をより分けます。
プラスの線はサーボのプラスにつなぎ、マイナスの線はサーボと RasPi のGroundに繋ぎます。
USBケーブル自体はApple USB 充電器に繋ぎます

追記2 2017/08/09

多くの方にこの記事を読んで頂き大変嬉しく思っております。
また、この記事を見て同じものを作ろうとしている方の何人に連絡をいただきとても嬉しいです、記事にした甲斐がありました。
記事公開から1年以上経ち、その間にも iPhone が Suica 対応したり、電子マネー対応の店が増えてきたり、スマフォでATMからお金を引き出せたり、iPhone 1つで生活できる世の中に近づいている気がしてワクワクしています。

さて、この記事で作った物にLED,ドア開閉センサ,ボタンを追加した物がGithubに上がっているので、こちらもどうぞ。
github.com

追記おわり

*1:追記1 2017/08/09 をご覧ください

2015-08-08

AppleScriptでiTunesのテレビ番組を連続再生する

AppleScript

iTunes のテレビ番組を連続再生するには再生したいテレビ番組をプレイリストに登録してリピート再生するという方法がある。
しかし、毎度毎度プレイリストを作るのは大変なので AppleScript を使って自動で次のエピソードに移動するようにしてみる

仕組み

Scriptを起動したら TV Show が再生されていないか20秒毎にチェックする
再生されていたらそのEpisode の合計時間と現在の再生位置から残りの再生時間を3分ごとに調べる
残りの再生時間が3分以下になったら1分ごとにチェック、1分以下になったら1秒ごとにチェック
残りの再生時間が1秒以下になったら次のEpisode に移動する
2にもどる

今回使った命令いろいろ

次のEpisode に移動

これは他の種類のメディア(音楽とか)にも使えてキーボードについている送りキー[▶︎▶︎]と同じ機能を持つ

tell application "iTunes"
    next track
end tell

再生中のトラックの合計時間を調べる

1:20:30(h:m:s) のように出力される

tell application "iTunes"
    set timeSize to time of current track as text
end tell

再生中のトラックの再生済みの時間を調べる

秒で出力される
再生されていない時は missing value となる

tell application "iTunes"
    set nowPositionSec to player position
end tell

コードは Gist にある

This applescript will automatically play the episode of the next iTunes TV show. · GitHub

右にあるDownload ZIPからダウンロードする
Script Editor で開いて.app形式で保存する
Spotlight から起動したり、iTunes Scriptフォルダに入れて iTunes からも起動できる
iTunes Scriptフォルダは~/Library/iTunes/Scripts

参考ページ

鳶嶋工房 / AppleScript / Tips / スクリプトの中断
- スクリプトの中断
iTunes for Mac まとめ - AppleScript
- iTunes関連の命令について
life log: AppleScript 最速基本文法マスター
- AppleScriptについて
iTunes Scripts の使い方
- iTunes Scriptフォルダの場所

ありがとうございます

2015-05-03

Raspberry Pi で家電を操作する1

Arduino Sinatra HomeControl

やりたいこと

今回はブラウザから部屋の照明のスイッチをサーボモータで動かしon/offさせたい
最初は Mac で作ってからRaspberry Pi に移す

構成と環境

Raspberry Pi とArduino の通信はシリアル通信を使用した
Raspberry Pi から直接サーボを操れるようだが、慣れているので Arduino を使用した。そのうち変更するかもしれない

OS X 10.10.2
Arduino UNO
ruby 2.0.0p598
serialport (1.3.1)
sinatra (1.4.5)

作業の軌跡

Arduino でシリアルを受信してサーボを動かす
Sinatra からシリアル信号を送る
1. 時間差をつけてシリアル信号を送る
Sinatra にタイマー機能をつける
Raspberry Pi に移す
1. IPを固定する
2. ホスト名でリモート接続できるようにする
3. 作成したSinatraアプリケーションをデーモンにする

Arduino でシリアルを受信してサーボを動かす

シリアル信号に応じてサーボを右もしくは左に少し回して照明などのスイッチをon/offする
スケッチは以下のような感じになった

loop で常時シリアル信号を監視する
信号は数字になっていてそれぞれに対応したアクションを探す
アクションが決定したら実行する
サーボをデフォルトの位置に戻す

codeはgistにある
Arduino のコード

動作はこんな感じになった

Sinatra からシリアル信号を送る

Sinatra でブラウザにon/offボタンを表示させ押せれたらシリアル信号を送るとようにしたい
Sinatra とは Ruby on Rails のような Ruby で Webサーバを立てるためのドメイン特化言語(DSL)です

Sinatra でシリアル通信を扱うためにはgemのserialportが必要なのでinstallする
gem install serialport

コードは以下のようになった

初期動作
1. textで保存したシリアルポートの名前(環境によって異なる)を読み込む
2. シリアルのインスタンスを作成
/がリクエストされたらon/offボタンのあるhtmlを送る
スタンドライトのonのボタン/standOnが押されたらシリアルを送信し/にリダイレクトする

見た目も良い感じになったと思う

嵌ったところ1 逆引きDNS

localhost:4567でアクセルするとロードが100ms程度で終わるのに対しIPアドレスを直接指定すると1分以上かかってしまった
どうやらSinatra側がアクセスしてきたクライアントのIPアドレスをホスト名に変換するときに hosts が設定されていないとタイムアウトするまで時間がかかってしまうらしい (この解釈であってるかわからない)
DNS逆引きを止めるコードがネット上にあったので使わせてもらうことにした
sinatraでDNS逆引きを止める | TechRacho

嵌ったところ2 inline-block の隙間

今回 inline-block を使ったがリストタグ<ul>内に改行があると改行が半角スペースとなって表示されるらしい
その影響で各ボタンの間に隙間ができてしまって結果的にレイアウトが崩れてしまった

CSS で inline-block の文字間を 0em にして inline-block中のulの文字間を xx-large とすることで解決した
一部を抜粋

ul{
    list-style:none;
    font-size: 0em;           /* inline-block 隙間対応*/
}

li p, .on, .off, .timer{
    padding: 30px 0px;
    margin: 0px;

    display: inline-block;
    font-size: xx-large;  /* inline-block 隙間対応*/

    color: #FFFFFF;

}

rerun

余談だが今回始めてrerunを使ってみた
rerun は関連するコードが更新されるとsinatraを再起動してくれる sinatra-contribだとイマイチ動こかないことがあったが rerun はいい感じに再起動してくれる
gem install rerunしてrerun 'ruby app.rb'する
Sinatra: Frequently Asked Questions

タイマー機能を作る

今回は簡単に指定時間 sleep させたあと任意のアクションのアドレス(例えばlocalhost:4567/standOn)にアクセスするようにする
コードはこんな感じになった

require "open-uri"

Hour = 3600

#Create mode
print("Select Mode\n1. Stand Light On\n2. Stand Light Off\n3. Room Light On\n4. Room Light Off\n--> ")
mode = gets.to_i

case mode
when 1 then mode = "standOn"
when 2 then mode = "standOff"
when 3 then mode = "roomOn"
when 4 then mode = "roomOff"
else
    print("Mode error\n")
    return 0
end
print("Select #{mode}\n\n")

#Create timelimit
print("Select Time(hour)\n--> ")
limit = gets.to_i
print("Select #{limit}hour\n\n")

#Wait
print("Waiting #{limit}hour...")
sleep(Hour * limit)
print("\n\n")

#Acsess
open("http://localhost:4567/#{mode}").read
print("Done\n")

Sinatra にタイマー機能をつける

上記のタイマだとターミナルからしか使えないのですこし面倒しかもターミナルウインドウを閉じてしまうとプロセスも閉じてしまうので困ってしまうなので Sinatra と同じプロセスで動かして尚且つブラウザからも操作できるようにしてみる

コードはこんな感じになった

'/'でタイマのボタンT(/timer/standOn)を押す
2つめのパスに記したアクション(例えばstandOn)を引数に/timerが開く
/timer/standOnで時間を入力して時間とアクションをpostで送る
app.rbがpostを受けて別スレッドでsleepさせておき本スレッドではすぐに/にリダイレクトする
別スレッドが時間になったら任意のアクションのアドレス(例えばlocalhost:4567/standOn) にアクセスする

このように直接時刻(6:30)を指定する方法と数時間後(4時間30分後)を指定する方法を用意した

雑感

タイマの時間指定をするフォームでinput type="tell"にするとiPhone等で数字入力するときにテンキーキーボードが出てくるのでカッコイイ
将来的にはタイマボタンTで/timer/standOnに画面遷移するのではなくon/offボタンの長押しで画面遷移したい
iosのブラウザでinput type="time"を表示するとinputの親要素ごと上下に数ピクセルずれてしまったのでなんとかしたい
Mac や iPhone でアクセスできるとお布団から出なくても部屋の明かりをon,offできて寝る時に便利
照明のタイマー機能でやすやす起きれると思っていたら、布団に頭まで潜っているので意味がなかった(特に冬は)

コードはGithubとgistにある

Sinatra のコード Coro365/home-control
Arduino のコード It receives the serial signals to control the switches.

次回予告

次回は今回のコードを Raspberry Pi に移します
Raspberry Pi で家電を操作する2 (Raspberry PiにWebサーバを設置して照明を操作する)[未投稿]です

参考ページ

Sinatraについての質問です Sinatraのサーバにlocalhost:4567で… - 人力検索はてな
- ありがとうございました
sinatraでDNS逆引きを止める | TechRacho
- DNS逆引きキャンセル
Ruby - rerunでSinatraのファイル変更時にリロード - Qiita
- rerunについて
inline-blockを並べた場合に発生する「隙間」を消去するCSS » INSPIRE TECH
- inline-blockの隙間

ありがとうございます

Raspberry Pi で温度と湿度を知る

はじめに

遅刻記事になってしまい本当にすいません。

RasPiの不調と、風邪をひいてしまったのと、能力不足で遅くなってしまいました。

環境と機器

手順

Step.1 Rasbianの初期設定を終わらせてからraspi-configでi2cを有効にします

Step.2 確認します

Step.3 i2c-toolsをインストールする

Step.4 HDC1000の接続を確認

Step.5 Wiring Piはデフォルトで入っているので再度入れる必要はないです

Step.6 HDC1000から温湿度を読む

Step.7 継続的なログを見るためにcsvを作ります

Step.8 ブライザで見るためにSinatraで表示させます

できました！

トラブルと嵌ったところ

配線を間違えてHDC1000を壊す

i2c が有効にならない

RasPiが家の外に繋がらない

sshができない

Sinatraが外から見えない

おわりに

参考URL

玄関をSuicaで開ける

動機

構成

NFC からidmを取得する

nfcpy

サーボを動かす

ServoBlaster

サーボを動かしてみる

登録したidmの時サーボを回す

ハードウェア

取り付けて完成です

今後

雑感

購入したもの

ドアセンサ、開閉スイッチなどをつける時は必要です

参考ページ

追記1 2017/08/09

追記2 2017/08/09

仕組み

今回使った命令いろいろ

次のEpisode に移動

再生中のトラックの合計時間を調べる

再生中のトラックの再生済みの時間を調べる

コードは Gist にある

参考ページ

目次

今回は長くなるので複数回に分ける

やりたいこと

構成と環境

作業の軌跡

Arduino でシリアルを受信してサーボを動かす

Sinatra からシリアル信号を送る

嵌ったところ1 逆引きDNS

嵌ったところ2 inline-block の隙間

rerun

タイマー機能を作る

Sinatra にタイマー機能をつける

雑感

コードはGithubとgistにある

次回予告

参考ページ