夏休みの自由研究
〜 RASPBERRY PI で遊んでみた〜
目次
1.研究テーマ
2.動機と目的
3.準備したもの
4.研究の方法
5.結果と考察
6.参考文献
1.研究テーマ
研究の概要:
研究テーマ名:Raspberry Pi で植物につぶやかせる
2.動機と目的
• 植物は好きだが、よく枯らしていた。原因の多くは水をやるのを忘
れたこと(水不足)、あるいは水をやったのを忘れて水をやりすぎ
たこと(水過多)だった。可哀想なので、忘れないようにしたいと
思った。
• でも、人間は忘れる生き物だから忘れないのは無理。水が足りなけ
ればそう言ってくれればいいのに。
• 今育てているガジュマルにはキジムナーという精霊が宿っているら
しいので、こいつが色々話してくれたら便利だし面白いと思った。
• Raspberry Piで遊んでみたかった。
• 要するに暇だった。
3.準備したもの
モノ 入手方法 値段
Raspberry Pi
起動に必須
Raspberry Pi 3
model B
Amazon ¥4,850 ✔︎
microSDカード(16GB) Amazon ¥680 ✔︎
ケース・アクセサリ Amazon+家にあった ¥1,900
電源(iPad用 2.1A) 家にあった - ✔︎
電子工作キット Amazon ¥2,480
土中水分量センサ Amazon ¥734
ディスプレイ 家にあった -
マウス・キーボード 家にあった -
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I)一覧
• Raspberry Pi(ラズベリー パイ)は、ARMプロセッサを搭載したシングルボードコン
ピュータ。イギリスのラズベリーパイ財団によって開発されている。(wikipedia)
• 現在の最新モデルは、Raspberry Pi 3 Model B(35$)。超小型版のRaspberry Pi
Zero(5$)もある。
• 教育用に作られていて、プログラミング環境や電子工作に便利な機能が最初から入って
いる。
• 部品原価だけで120$近くするらしい。コスパ凄い。
3.準備したもの
Ⅱ)RASPBERRY PIとは
model Raspberry Pi 3 model B
*SoC
Broadcom BCM2837
CPU:1.2GHz クアッドコア Cortex-A53 ARMv8 64bit
GPU:デュアルコア VideoCore IV 400MHz(3D 300MHz)
メモリ 1GB(DDR2)
インターフェイス
Ethernet、IEEE 802.11 b/g/n、Bluetooth 4.1+LE、USB 2.0×4、microSD
カードスロット、HDMI、音声/コンポジット出力コンボ、*GPIO、
Camera interface (CSI)、Display interface (DSI)
OS
Raspbian(Debianベース)、Ubuntu MATE、Snappy Ubuntu Core、
OpenELEC、OSMC、Arch Linux、PiNet、RISC OS、Windows 10 IoT
Coreなど
電源 Micro USB Bコネクタ 5V/2.5A(約12.5W)
*SoC : System on a Chip
*GPIO : General Purpose Input/Output(汎用入出力)
3.準備したもの
Ⅱ)RASPBERRY PIとは
Ⅱ)RASPBERRY PIとは
3.準備したもの
実際に見てみましょう
4.研究の方法
I)システムの全体構成
RASPBERRY PI
NODE-REDPYTHON
植物
センサ
DAC
TWITTER
BLUE MIX
NODE-RED
BLUEMIX IOT
人
CLOUDANT
4.研究の方法
1.Raspberry Piセットアップ
1.OSダウンロード
• https://www.raspberrypi.org/downloads/ からNOOBS(初心者セット)をDL
• 展開してmicroSDに保存
2.OSインストール
•microSDを挿入し、電源コードをつなぐと自動でインストール画面が立ち上がる
•電源ボタンは無いので注意
3.日本語設定
•フォントをDL
•ローカライゼーション→再起動
•日本語入力用プログラム(iBus)をDL
•iBusの設定
Ⅱ)システム構築方法
2.センサの接続
• 接続したセンサは温度センサ、照度センサ、土中水分量センサの3つ
• Raspberry Piはアナログ信号を受け取れないので、DACでデジタル信号に変換する必
要がある
• ここが一番苦労した(半日くらい)
4.研究の方法
Ⅱ)システム構築方法
4.研究の方法
Ⅱ)システム構築方法
3.Bluemix IoTの設定
• Bluemixのアカウント登録
• Bluemix IoTサービスの作成
• Raspberry PiにBluemix IoTを設定
4.研究の方法
Ⅱ)システム構築方法
実際に見てみましょう
4.Raspberry Piでの処理
• メインはNode-Redで処理
• センサ値の取得のみPythonで書いて、それをNode-Redから呼び出す
• データを整形してBluemix IoTに渡す
• センサ値に応じて設定した台詞をツイートする(本当はBluemix側でやりたかった)
4.研究の方法
Ⅱ)システム構築方法
実際に見てみましょう
4.研究の方法
Ⅱ)システム構築方法
5.Bluemixでの処理
• メインはNode-Redで処理
• Bluemix IoTからデータを受け取る
• 受け取ったデータをcloudantに格納する
実際に見てみましょう
5.結果と考察
• 結果
• 植物をつぶやかせること、センサデータをDBに格納することに成功した
• 考察
• Raspberry Piは楽しい
• Node-Redは超便利
• Bluemixは便利だけど高い
• 安物センサの精度は結構いい加減
• インターネットは偉大
5.結果と考察
• 課題
• 閾値のチューニング(どのくらいで水不足と判断するか)
• DBに溜めたデータの分析
• Bluemixからのtweet
• 蓄積データの利用による台詞の高度化
• tweetにreplayすることで水やり
6.参考文献
• ラズパイを買ったらそのあとは?地獄の初期設定をしよう【OSインストール・日本語設定編】
• http://liginc.co.jp/261317
• Raspberry PiをIBM Watson、Bluemix、Node-REDに接続して活用する
• https://www.webprofessional.jp/2016/06/2584/
• AWS IoTとRaspberry Pi使って、プランターの野菜を救う!
• http://qiita.com/hase-ken/items/8d2d66e002625ca46e11
• Raspberry Piでプランターの水やりを自動化してみた
• http://qiita.com/kwt514/items/33483238b25aafd1dc6a
• Analog Inputs for Raspberry Pi Using the MCP3008
• https://cdn-learn.adafruit.com/downloads/pdf/reading-a-analog-in-and-controlling-audio-volume-with-the-
raspberry-pi.pdf
• Bluemix の Cloudant サービスを使ってみる
• http://dotnsf.blog.jp/archives/1007728395.html

Raspberry piで遊んでみた