皆さん、こんにちは。
昨今、IoT・ICTの技術が発展しており、センサやマイコンが簡単に入手できるようになりました。それと同時に少子高齢化社会を迎え、高齢者や共働き世帯における子ども帰宅確認など見守りの必要性も高まっています。本記事では、ラズパイを使い、人感センサで安否を確認し、その内容をLINEで通知するシステムについて解説を行いたいと思います。
完成形イメージと機能
完成図は次の写真の通りです。ラズパイと人感センサを一体型にしております。
- 人感センサで人の動きを検知
- 特定の時刻以降にセンサが作動した場合、LINEでお知らせ(例えば、朝6時以降の起床確認や昼2時以降のお子さん帰宅確認など)
- 1時間ごとの活動量を定期的にお知らせ
それでは、実際に作ってみましょう!
用意するもの
以下のものを用意しましょう。全部Amazonで調達できます。2~4はセットで販売されているので、そちらを購入することをおススメします。
- ラズベリーパイ(こちらはRaspberry Pi 4です) ※最近はめっきり高くなりましたね・・・
- ラズベリーパイ用ケース(ラズパイ4用:紹介したのと同じものは、もうありませんでした)
- ラズベリーパイ用電源(ラズパイ4はTypeCなので間違えないように)
- ラズベリーパイ用microSDカード
- 人感センサ(Ren He HC-SR501)
- ジャンパーワイヤー(必要なのはメス-メスですが、セットで買うのが良いかと)
- 接着剤(100均のでOK)
LEDを装着する場合は以下も必要です
その他、以下も必要です。普段使っているものを利用してください。
- USBマウス・キーボード
- ディスプレイ
- PC
ラズパイの準備
先ずは以下の手順でラズパイの準備を行いましょう(既にOSインストールまで完成している方は読み飛ばしてください)。本手順を細かく説明する記事は、別途作成しようと思います。
- OS(NOOBS)をダウンロードする
- MicroSDをフォーマットする
- ダウンロードしたOSをMicroSDに保存する
- ラズベリーパイにOSをインストールしたMicroSDを挿入
- ラズベリーパイにキーボード、マウス、ディスプレイを繋げてから電源を接続しONする
- 手順に従いRaspbianをインストールする
センサーを設定をしよう
さて、今回使用する人感センサ(Ren He HC-SR501)ですが、若干設定が必要です。感度調整と保持時間は完成後に調整せざるを得ませんが、出力トリガージャンパのみ先に設定しておきましょう。ジャンパが結構固く、センサを接着剤で取り付けた後だと取れてしまう可能性があります。私が購入した際は、ジャンパの初期値は「シングル」でした。今回の使用方法では「リピート」の方が良いと思うので、取り外してリピートの位置につけ直してください(取り外すには、精密ドライバがあると便利です)。
センサーをラズパイケースに取り付けよう
次に、センサーをラズパイのケース(蓋)に取り付けましょう。冷却ファン取り付け用の穴が開いているケースであれば、ちょうどセンサの検知部(ドームの部分)を取り付けることができます。センサの四隅に慎重に接着剤を付けて、ケースに取り付けます。ドーム部が外側に向く必要があるので、配置を間違えないようにしましょう。また、私は100均の接着剤を使ったのですが、かなりノリが悪く固定するまで時間がかかりました。
動作確認用のLEDを準備しよう
人感センサの反応状況を確認するためのLEDを用意しましょう(確認不要な場合は、本項目は除いて結構です)。LEDと抵抗をジャンパーワイヤーで接続し、ラズパイのGPIOに接続する準備をします。LEDは、そのままではジャンパーワイヤーに差し込んだ際に導通部が露出するので、ニッパーで適当な長さに切ってください(後で、+/-が分かるようにしてください)。抵抗は、LEDに電気が流れすぎて壊れるのを防ぐために取り付けます。330〜1kΩのものを取り付けてください(写真は360Ωを使用)。接続した後に、導通部どうしが触れてショートするのを防ぐため、接合部をビニールテープで巻いて保護しましょう。
配線をしよう
それでは、センサーとLEDをラズパイに繋いでみましょう。言葉よりも図の方が分かりやすいので、以下の通りに結線してください。
完成図
結線後の配線を丁寧にケースの中に入れて、ふたを閉めれば電子工作部分は完了です!LEDは、配線用の穴から少し出してあげれば見やすくなります。
それでは、実際にラズパイを操作するプログラムについては、次の記事でご紹介したいと思います。
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