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 3model 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

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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

*SoCBroadcom BCM2837CPU: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)

OSRaspbian(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