HomeServerのinstall

GitHubにRaspberryPi 2 Model Bを使ったSiri対応の学習リモコンのコードを公開しました。
RaspberryPi Model A+/B+でも動くと思います。RaspberryPi 3に関しては確認できたら報告します。

■このソフトで現時点で出来ること
 ・赤外線リモコン、HA端子(JEM-A端子)、弱電スイッチなどの制御
 ・赤外線リモコン信号、HA端子、弱電スイッチ、各種センサーなどのステータス情報取得

 - telnet(socket)経由での上記制御と情報取得(human-readble IF, JSON IF)
 - HomeKit対応アプリからの上記制御と情報取得（HAP-nodeJS経由)
   AppleTV(3rd generation以降)を経由して外出先からの上記制御と情報取得
   iPhoneのsiriによる上記制御と情報取得
   ※ ただしAppleがHomeKitの認証を強化すると動かなくなる可能性あり
 - javascript(node.js)での制御
   センサー等の変化や30sec intervalのイベントでjavascriptの関数が呼び出されるので条件を設定して制御することが可能
     日没にあわせてシャッターを閉める、あかりをつける
     玄関のロックが5分間開いていたらメールする
     雨が降ってきたら窓を閉める
     室温に応じて起床前にエアコンをつける
     窓を開けたらエアコン停止
     etc

■今後追加していきたい機能(余裕があれば)
 - リモコンの学習、各種設定のWebUI化
 - javascriptでの制御部分のVisualPrograming化

■下のブレッドボード用回路の機能
 - 赤外線リモコン送信・受信

■RP-5基板の機能
 - 赤外線リモコン送信・受信
 - ZigBee(XBee)経由でのリモート子機(HA-5)制御
 - HA-5子機の故障診断とファームウェアアップデート、ペアリング

■HA-5基板の機能
 - 赤外線リモコン送信・受信
 - HA端子(JEM-A端子)での家電制御、ステータス確認
 - 弱電（24V以下）のスイッチ制御・ステータス確認（電動シャッターなどのスイッチ）
 - 各種センサー情報の取得（温度、湿度、雨、人感、etc）


ブレッドボード用回路は以下のとおりです。

リモコン学習時のブザー音とリモコン発光時の発光音が不要なら真ん中のブザー音出力ブロックは不要です。

LED101/102はリモコン用の940nmあたりの波長の赤外線LEDなら大体動くと思います。
ちゃんと赤外線LEDが発光しているかどうかはデジカメ等で見ながら発光させると確認できます。
ただし、iPhoneはカメラに赤外線フィルターが入っているようで見えませんでした。

赤外線受光モジュールは電源が逆になっているデバイスもあるので他のものを使う場合は気をつけて下さい。

FETもNchで耐圧がOKなら動くかと思います。こちらもピン配置を確認して使って下さい。

installの大まかな手順を書いておきます。
詳細手順はこちらのREADME.mdを御覧ください。(下の方です)
※scriptからダウンロードするので、gitをcloneする必要はありません。

1.最新版のRASPBIAN JESSIE LITEをダウンロードしてSDカードに書き込みます。
2.SDカードをRaspberryPiにセットしてNetworkを接続し起動後loginします。
3.setup scriptを実行する
 > curl -O https://raw.githubusercontent.com/mnakada/ha1control/master/setup.sh
 > sudo bash setup.sh
4.piのアカウントpasswordを変更する
5.reboot
6.HomeKit対応アプリをiPhoneにinstall
7.対応アプリでHA1HomeServerを登録

国内のエアコン等も大抵のものは動くかと思います。
Daikin/Panasonic/三菱重工は確認しました。

AppleTVの第３世代以降があってiCloudの設定をしてあれば外出先からもアクセス出来ます。
ただし、AppleTVの自動updateをonにしているとupdate後自動起動してくれるのですが、iCloudのloginを一度解除してからもう一度loginし直さないとアクセスできなくなってしまいます。

バーチカルブラインドの電動化その後

以前電動化したバーチカルブラインドですが、やはりちょっとモーターの出力に対して負荷が重いようで、たまにきちんと閉まらなかったりしてました。

現在使っているモーターはSWITCHSCHIENCEさんで売っているPololuの75:1ギアドモーターなのですがギア比をもう少し高くして低速化することでトルクを確保しようかと検討してみました。

たまたま立ち寄った千石電商でダイセン電子工業の132:1ギアドモーターが置いてあったのですが3.3V品でパワーがあまり出なさそう。
しかもPololuのモーターでエンコーダーを取り付けている後ろ側のシャフトが出ていません。
ただ、ギア部分の寸法が同じなのでうまく組み替えてPololuのモーターを132:1に出来るかもしれないと買ってみました。

ギアボックス部のネジ2本をはずして取り外して見てみたところ軸に付いているギアの歯数が違うので圧入されているギアも一度外して組み替える必要がありました。




なんとか外して組み替えてPololuのモーターに132:1のギアボックスを組み合わせ、取り付けてみました。



これを組み付けて







取り付けます。

ちゃんと速度が半分くらいになって多少の負荷でもきちんと開閉出来るようになりました。

スマートロック

ちょっと頼まれて普通の鍵の玄関を電気錠化して遠隔制御を出来るようにしてみました。
自宅は建てた時から電気錠だったのでHA端子接続で簡単につなげられていたため、これまで普通の鍵を置き換える検討をしてませんでした。

今回鍵の電気錠化の部分は㈱ユーシン・ショウワのリ・ボーンIIを使います。




最初はAkerunとかQrioSmartLockとかも検討したのですが、どちらもBluetooth接続で暗号化されているのと鍵という性質上セキュリティが厳しくHack出来ないと考え別のものを探してみました。
リ・ボーンIIは玄関のサムターン部分を外して代わりにつけるタイプで、AkerunやQrioSmartLockと比べて面倒ですが、リモコンキーで制御なのでリモコンキーのボタンを制御できればどうとでもなるはずと考えて、とりあえず入手して検討します。

蓋をあけるとDIP-SWがあります。

今回はAutoLockはこちらで制御するので単純にopen/closeのリモコンでの制御通りに動くモードに設定します。

まず、リモコンキーをバラして確認していきます。



CR2032電池なので公証3Vですが回路は電池の初期電圧とかも当然対応しているので3.3Vでも大丈夫でしょう。



open/closeのpush-swがあって、片方の端子がGNDにつながっています。もう片方がpull-upされているようで、sw-offで3V,sw-onでGNDになります。
なので、ここをコントロールすれば鍵を制御できます。

改造に邪魔なので電池ホルダーをはずして、制御モジュールのコネクタと配線を繋いでいきます。
電源の3.3V,GNDの線とFET-SWの線をopen,closeのpush-swのpull-up側に接続します。
これで鍵自体は制御できました。


これにドアが開いているかを検知するセンサーと内側からドアを開けたい場合に押すスイッチを追加して完成です。

バーチカルブラインドの電動化 その５

仮組みした所はロフトからアクセスが簡単な、目的とは別のブラインドの手動の紐が出ている側ですが、実際に取り付けたい所は簡単にアクセス出来ない吹き抜けの上のブラインドで、手動の紐と両立したいので手動の紐の出ていない側になります。梯子をかけて頑張って取り付けました。




紐の無い側の構造は非常に簡単で、２本の軸をスペーサーと止め輪（丸くて内側に歯がついていて軸に咬むようになっているリング）で止まっているだけなので止め輪を２つ外すことで簡単に取り外せます。写真はカバーと止め輪とスペーサーを外した状態です。

ここにモーター部を取り付けます。上から見るとこんな感じです。



ちょっとごちゃごちゃしていますが吹き抜けのところなので下から4.5mほどあり、それほど気になりません。




実際の動作はこんな感じです。

実験していた側のブラインドが２４枚スラットだったのですが、最終的に取り付けた側のブラインドが３０枚スラットと増えているのと僅かですが手動用の紐の負荷もあるのでちょっと重そうです。

本当はもう少し強力なモーターの方が良さそうですが、モーターの軸間が20mmなので直径20mm以下のモーターで手頃なものとなるとなかなか選択肢が無いのとGear比をこれ以上高くすると今度は手動で回せなくなりそうなので暫くこれで運用してみようかと思います。

バーチカルブラインドの電動化 その４

モーター電源を9V化しました。
基板も作り替えて3端子レギュレータをmurataのDC-DCコンバータに置き換えました。
これまではモーターを外形を軽く保持する形で構成していたのですが、回転で押されて位置が変動するのでちゃんと固定する形にしました。それに合わせてアクリル板も再設計して基板もカバーする形にしました。

カバー部分を曲げてこうなります。

モーター部分の固定

組み上げたところ

仮組みで取り付けてみたところ

制御ソフトも組んだので、スラットを半分回して全開まで送ってみました。

ちゃんと最後まで動いています。

バーチカルブラインドの電動化 その３

作って試してみました。

2mm厚のアクリル板をレーザーカッターで切り出してきました。



これを組み立てて組んでみます。

これにMotorDriverとコントロールモジュールの電源用のレギュレータを組み合わせた基板を作ってみました。電源はモーター用が5V、レギって3.3Vをエンコーダーとコントロールモジュールに供給しています。

組立後


組んだ後ブラインドに付けて動かしてみます。

まだ制御ソフトを組んでないのでPWMで制御するportにスイッチを付けて動作させています。




スラットの回転動作は問題無いですが、ブラインドを送っていくと全開に近い方で動くスラットの数が増えてきてかなり重そうです。ちょっと負荷がかかると止まってしまいそうな感じです。

モーターが9Vまで対応しているものなので5Vではちょっと足りてない感じです。
次回9Vにあげて試して見ますが、3.3Vの電源を作るのに３端子レギュレータで降圧しているのでちょっと消費電力的に勿体無いですね。

バーチカルブラインドの電動化 その２

最初に思いつくのはそれなりに力のあるステッピングモーターを使ってベルトをコードを掛けるための滑車に掛けることで駆動する方法です。
ただ、このやり方だとブラインドのレールの上に横並びでステッピングモーターを２つ並べる必要があり、更にベルトのテンションを調整したりちょうどいい長さのベルトがあるかなど、結構大型になり見栄えも悪くなるなど、いろいろ考えることがありそうです。

次に思いつくのは小型のGeard DC motorを使って軸に直結する方法です。小型で適当なトルクが出せるモーターさえあればこの方法がシンプルに出来るかもしれません。
この場合Encoderが必要になるのでモーターの選択肢は結構限られてきます。
switch-scienceさんに丁度手頃なEncoder対応のGeard DC Motorが見つかったのでEncoder基板と共に購入してみました。

https://www.switch-science.com/catalog/1784/
Pololu社の#2215です。

ブラインドのレール内の軸は直径7mm、２本の間隔が20mmなので外径が10mmx12mmのモーターなら２つ並べても余裕があります。
アクリル板をカットして積み重ねることでモーターを支持する構造を作ることも出来そうです。
軸との接続はアクリルパイプと適当なスペーサーを組み合わせてサイズ的にはうまくいけそうです。
ざっくりと頭のなかで想定して、図面に落としていきます。
こんな感じです。



Motor-driver基板はelecrowで見つけたので基板発注時に一緒に買っておいたものがあります。
届いたモーターを試しに５V電源を繋いで回してみるとそれなりのパワーがあり、なんとかいける気がします。

バーチカルブラインドの電動化 その１

うちのリビングの吹き抜けは上下２段のたて型ブラインドを設置しています。
下のブラインドはタチカワブラインドのLINE DRAPE、上のブラインドは同じくタチカワブラインドのバーチカルブラインドを入れています。
これは下はコードで開閉、バトンで回転、上は開閉、回転ともコードで行う構成にしたかったためこういう構成になっています。

上の窓は電動にしたのですが、ブラインドは手動という中途半端な構成にしてしまったたため夏などに窓を外出先から開ける場合には、あらかじめブラインドを開けておかないと風でブラインドがガチャガチャ鳴りっぱなしの状態になってしまいます。
前から気にはなっていたのですが電動化しようとするとレールから入れ替える必要があり、結構な金額になるため諦めていました。

先日ちょっと思いたち、上に付いているバーチカルブラインドのコードの取付部（レールの端の機構部分）をばらして観察してみました。

レール内に回転軸が２本通っていて、１本はネジが切られておりスラット(ブラインドの羽の部分)のランナーがこのネジで送られる機構になっています。もう１本は３本のスジが掘られていて、回転することでランナーの回転子でスラットの回転に変換される機構になっています。
ということはこの２本をモーターで制御できれば電動化出来そうです。
軸の回転にそれなりのトルクが必要かと思っていたのですが、手で回してみると意外と軽く回転します。開閉軸はスラットが端までくるとそれ以上回らないので何らかの方法で検知する必要があり、回転軸はスラットが回らない状態までいくと重くなりますがそれぞれのランナー内の機構が空転して逃がすので回らなくなることはないようです。
これを踏まえてどういうふうに作るかを考えていきます。