Alexaから家の家電を制御できるようにした際の格闘記録その1 やりたいことの確認と購入した部品とライトの制御まで

あらまし

ざっくりこんなかんじでした

最近自宅作業が多くなってきて、家環境整えてきてえ〜というお気持ちが高まっていた
最近流行りなスマートホームってよさげやん。やってみたいやん。
Raspberry Piかって、Alexaつっこめば1台で全部できそうやん？
やっていき〜〜〜

やりたいこと

Raspberry PiにAlexaを入れて、
音声制御でおうちの家電をいい感じに制御して、
快適なおうち生活を送っていきたいっ...！！！！！！

完成図

こんなかんじでイケるようになりましたオフトゥンから出ずに暖房つけれるので最高ですね

Alexaパイセンから家電制御できるようにしたーーーーー！これで布団から出ずにエアコンいじったり、電気消せるーーー！

やったこと

一覧としてはこんな感じでした

Raspberry Pi 3買った
必要な電子部品等を買った
コンセントから電源とるライトをオンオフできるようにした
エアコンを赤外線LEDで制御できるようにした
Raspberry PiにAlexaを召喚
MQTTサービスを利用して、AlexaからGPIOの操作をする

書いててクソ長くなって気力が死んだので、とりあえずライトの制御までを書いていきます

Raspberry Pi 3買った

普通にAmazonで買いました。

Raspberry Pi 3 Model B V1.2 (日本製) 国内正規代理店品

出版社/メーカー: Raspberry Pi
発売日: 2016/02/29
メディア: Tools & Hardware
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ケースは個人的にイケメンと感じたのでこれにしました。

アップグレード！LOTW　Raspberry Pi 3 2 専用アクリル・ケースカバーアップグレードRaspberry Pi Model B+ B（9 layers）(Black/黒)

出版社/メーカー: LOTW
メディア: エレクトロニクス
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SDは家にあった32GBのをつかってみましたが、16GBぐらいでたぶん十分だった。

必要な電子部品等を買った

以下の部品らを秋月で買ってきました

あと、マイクをつなげるのに、USBのサウンドボードを買った

Plugable USB オーディオ変換アダプタ 3.5mm ヘッドホン・マイク端子付（黒アルミニウム仕上げ、C-Media社HS 100B チップ採用、Windows、Mac、Linux 対応）

秋月で買わなかったけど、延長コードも1本必要でした以下のような感じで、途中から裂いたりできるタイプ

２Ｐ　ＡＣコード（２Ｐプラグ／ハンダ仕上げコード）: 電源一般秋月電子通商電子部品ネット通販

コンセントから電源とるライトをオンオフできるようにした

机にある電気をラズパイから制御できるようにしてきます。ソリッドステートリレーが活躍してくれます

ソリッド・ステート・リレー（ＳＳＲ）キット　２５Ａ（２０Ａ）タイプ: 組立キット秋月電子通商電子部品ネット通販

写真を撮り忘れたんですけど、雰囲気は以下のブログのような感じです

家庭用電源AC100Vを制御 | Make.

物理の実装

とりあえず、物理層の実装はこんな感じです

秋月のソリッドステートリレーのキットを組み立てる
コンセントの延長コードを準備して、適当な位置で真ん中を裂く
2本になったうち、片方のケーブルを切って、ソリッドステートリレーキットのACの+-部分につなぐ
ソリッドステートリレーキットのDCの+-部分には、RaspberryPiにつなげれるようにする
DCの+-部分はRaspberry PiのGPIOとGNDにつなぐ

これで準備はできた感じです。

回路に問題ないかを確認したかったら、角電池とバッテリースナップを準備して、DCのところに抜き差ししてみるとサクッと確認できて便利です

バッテリースナップ（電池スナップ・Ｂスナップ）　縦型　カバー付: パーツ一般秋月電子通商電子部品ネット通販

あとは、Raspberry PiのGPIOピンにDCの部分をつないで、GPIOをHIGHにしてやると電気がつくはずです

アプリ層の実装

GPIOをいじってRaspberry Piからソリッドステートリレーをオンオフできるようにしてみます。 GPIOを操作するにはWritingPiが導入ラクだし使うのラクだったので、使ってます。

WiringPi

導入は以下みたいなコマンドをぶったたけば終わるのでちょろいです

$ sudo apt-get install libi2c-dev git 
$ git clone git://git.drogon.net/wiringPi
$ cd wiringPi 
$ ./build

実際にGPIOをHIGHにしたりLOWにする際は、こんなかんじでやります

$ gpio -g mode 18 out // BCM 18ピンをoutモードにする
$ gpio -g write 18 1  // BCM 18ピンをHIGHにする

ピンの番号がわからないときは、gpio readallを叩くとわかります実際のピンに対応するBCM番号や、現在のモードと値がわかったりします。

例えば、さっきのコマンドを叩いたあとにgpio readallしてみると、 BCM 18に当たるGPIO.1というnameの行がModeがOUTでVが1になっていたりします

$ gpio readall
 +-----+-----+---------+------+---+---Pi 3---+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 |     |     |    3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v      |     |     |
 |   2 |   8 |   SDA.1 | ALT0 | 1 |  3 || 4  |   |      | 5v      |     |     |
 |   3 |   9 |   SCL.1 | ALT0 | 1 |  5 || 6  |   |      | 0v      |     |     |
 |   4 |   7 | GPIO. 7 |   IN | 1 |  7 || 8  | 0 | IN   | TxD     | 15  | 14  |
 |     |     |      0v |      |   |  9 || 10 | 1 | IN   | RxD     | 16  | 15  |
 |  17 |   0 | GPIO. 0 |   IN | 0 | 11 || 12 | 1 | OUT  | GPIO. 1 | 1   | 18  |
 |  27 |   2 | GPIO. 2 |   IN | 0 | 13 || 14 |   |      | 0v      |     |     |
 |  22 |   3 | GPIO. 3 |   IN | 0 | 15 || 16 | 0 | OUT  | GPIO. 4 | 4   | 23  |
 |     |     |    3.3v |      |   | 17 || 18 | 0 | IN   | GPIO. 5 | 5   | 24  |
 |  10 |  12 |    MOSI |   IN | 0 | 19 || 20 |   |      | 0v      |     |     |
 |   9 |  13 |    MISO |   IN | 0 | 21 || 22 | 0 | IN   | GPIO. 6 | 6   | 25  |
 |  11 |  14 |    SCLK |   IN | 0 | 23 || 24 | 1 | IN   | CE0     | 10  | 8   |
 |     |     |      0v |      |   | 25 || 26 | 1 | IN   | CE1     | 11  | 7   |
 |   0 |  30 |   SDA.0 |   IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN   | SCL.0   | 31  | 1   |
 |   5 |  21 | GPIO.21 |   IN | 1 | 29 || 30 |   |      | 0v      |     |     |
 |   6 |  22 | GPIO.22 |   IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN   | GPIO.26 | 26  | 12  |
 |  13 |  23 | GPIO.23 |   IN | 0 | 33 || 34 |   |      | 0v      |     |     |
 |  19 |  24 | GPIO.24 |   IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN   | GPIO.27 | 27  | 16  |
 |  26 |  25 | GPIO.25 |   IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN   | GPIO.28 | 28  | 20  |
 |     |     |      0v |      |   | 39 || 40 | 0 | IN   | GPIO.29 | 29  | 21  |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+---Pi 3---+---+------+---------+-----+-----+

ここまでできたら、ソリッドステートリレーのDC部分をGPIO.1とGNDにつないでみると、ライトがついてくれるはず。

もし、つかなかったら、以下を確認してみましょう。

gpio readallをして、繋いでいるところのGPIOのVが1になっているかを確認
- さっきの例だとGPIO.1のVが1になっていればいい
DCのところに乾電池とかを繋いでみて、ライトが点灯するか
GPIOの読む際、Raspberry Piの向きがあっているか -私はこれをミスりまくって時間を溶かした

オフにする際は、Vを0にすればよい

$ gpio -g write 18 0  // BCM 18ピンをLOWにする

こんなかんじで、Raspberry Piからライトをオンオフできるようになりました。

次の記事ではエアコンを制御したときのことを書こうと思います〜。

お気持ちの表明

思考を雑に外出していきます