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クリスマスの定番(?) Raspberry Pi と SORACOM LTE-M Button で光るクリスマスツリーを作成

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※本記事は、NorthDetail Advent Calendar 2020の一環として投稿しています

メリークリスマス!
アドベントカレンダーも最終日のクリスマス、そしてクリスマスと言えばラズパイですよね!

ということで、 North Detail Advent Calendar 2020 の最後は SORACOM LTE-M Button for Enterprise を使ってクリスマスツリーを光らせる仕組みを Raspberry Pi で作ってみたいと思います。

2019年 / クリスマスの定番(?) Raspberry Pi と Philips Hue でクリスマスツリーをライティング

2018年 / クリスマスの定番(?) Raspberry PiとAlexaで光るクリスマスツリーを作る【動画あり】

2017年 / クリスマスの定番(?) Raspberry Piで光るクリスマスリースを作る【動画あり】

動画

まずはどのような動きになるか、動画をご覧ください。

では、どうやって作ったのか見ていきましょう。

揃えるもの

Raspberry Pi

  • Raspberry Pi 3 Model B+

今回は SORACOM IoT ストアから、下記セットとして購入しました。

IoT 体験キット 〜距離測定センサー〜

SORACOM LTE-M Button for Enterprise

SORACOM LTE-M Button for Enterprise

LTE の SIM つきボタン。コンソールから登録するだけで、すぐに使える優れもの。

ツリー関係

  • 100均などで適宜購入

各自、好きなように作りましょう。

手順

ツリー作成

まず、ツリーを作成しましょう。

ツリーの材料

LEDライトの根本を切断して、導線を剥き出しにし、お手持ちのジャンパーワイヤーと接続します。

今回は簡単にマスキングテープで固定しています。

できたら、ツリーをLEDライトで飾りましょう。(今回は内側からLEDライトを通しています。)

内側からLEDライトを通してツリーが光るようにする。

Raspberry Pi のセットアップと実装

Raspberry Pi のセットアップについては、こちらの記事などを参照してください。

SORACOM の IoT 体験キット 〜距離測定センサー〜 のハンズオンをやってみたらとても手軽に楽しめた

動作するようになったら、 Node-RED をセットアップします。 Raspberry Pi での導入する手順はこちらを参照します。

Raspberry Piで実行する / Node-RED User Group Japan

できたら、 Node-RED の画面へアクセスします。

http://raspberrypi.local:1880

Node-RED の画面が表示されたら、早速フローを作っていきましょう。

今回は、ボタンが押されると HTTP の POST メソッドで情報を受け取る必要があるので、 POST メソッドの待ち受け機能を作り、そこから内容によって LED の ON/OFF 制御を行なうようにします。

下記のようなフローとなります。

このような形でフローを作成。

JSONだとこちらになります。(インポート可能です)

[{"id":"ccd3644d.b2f4a8","type":"tab","label":"フロー 2","disabled":false,"info":""},{"id":"215d630f.53a9dc","type":"http in","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","url":"/nodered","method":"post","upload":false,"swaggerDoc":"","x":120,"y":60,"wires":[["45e2661c.d20bd8","bafda30c.e4893"]]},{"id":"45e2661c.d20bd8","type":"http response","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","statusCode":"200","headers":{},"x":340,"y":60,"wires":[]},{"id":"bafda30c.e4893","type":"switch","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","property":"payload.clickType","propertyType":"msg","rules":[{"t":"eq","v":"1","vt":"num"},{"t":"eq","v":"2","vt":"str"},{"t":"eq","v":"3","vt":"str"}],"checkall":"false","repair":false,"outputs":3,"x":150,"y":140,"wires":[["d2b1d357.fa0be"],["bc3f9f57.974b1"],["ce397cd9.14cfe"]]},{"id":"cd2a4bdb.7d90a8","type":"rpi-gpio out","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","pin":"7","set":"","level":"0","freq":"","out":"out","x":890,"y":220,"wires":[]},{"id":"90b6537b.05f87","type":"inject","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","props":[{"p":"payload"}],"repeat":"","crontab":"","once":true,"onceDelay":0.1,"topic":"","payload":"false","payloadType":"bool","x":130,"y":480,"wires":[["79d1df69.ca935"]]},{"id":"f5914ac5.4dfcf8","type":"inject","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","props":[{"p":"payload"}],"repeat":"","crontab":"","once":false,"onceDelay":0.1,"topic":"","payload":"true","payloadType":"bool","x":130,"y":440,"wires":[["79d1df69.ca935"]]},{"id":"3d7c4619.1d5c5a","type":"inject","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","props":[{"p":"payload"},{"p":"topic","vt":"str"}],"repeat":"1","crontab":"","once":false,"onceDelay":0.1,"topic":"","payload":"","payloadType":"date","x":160,"y":540,"wires":[["ee4dc626.d20c28"]]},{"id":"ee4dc626.d20c28","type":"trigger","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","op1":"true","op2":"false","op1type":"bool","op2type":"bool","duration":"500","extend":false,"overrideDelay":false,"units":"ms","reset":"","bytopic":"all","topic":"topic","outputs":1,"x":360,"y":480,"wires":[["21345225.45c18e"]]},{"id":"79d1df69.ca935","type":"change","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","rules":[{"t":"set","p":"incomeBlinking","pt":"flow","to":"payload","tot":"msg"}],"action":"","property":"","from":"","to":"","reg":false,"x":550,"y":380,"wires":[["a9c23d3a.f185"]]},{"id":"21345225.45c18e","type":"change","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","rules":[{"t":"set","p":"timmingTrigger","pt":"flow","to":"payload","tot":"msg"}],"action":"","property":"","from":"","to":"","reg":false,"x":570,"y":420,"wires":[["a9c23d3a.f185"]]},{"id":"a9c23d3a.f185","type":"function","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","func":"const incomeOn = flow.get('incomeOn')\nconst incomeBlinking = flow.get('incomeBlinking')\nconst timmingTrigger = flow.get('timmingTrigger')\n\nmsg.payload = incomeOn || (incomeBlinking && timmingTrigger)\nreturn msg;","outputs":1,"noerr":0,"initialize":"","finalize":"","x":860,"y":340,"wires":[["cd2a4bdb.7d90a8"]]},{"id":"6390180.84520e8","type":"inject","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","props":[{"p":"payload"}],"repeat":"","crontab":"","once":false,"onceDelay":0.1,"topic":"","payload":"true","payloadType":"bool","x":130,"y":340,"wires":[["5a1ce6d5.c3c458"]]},{"id":"5a1ce6d5.c3c458","type":"change","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","rules":[{"t":"set","p":"incomeOn","pt":"flow","to":"payload","tot":"msg"}],"action":"","property":"","from":"","to":"","reg":false,"x":490,"y":340,"wires":[["a9c23d3a.f185"]]},{"id":"b7c9d4ce.362f58","type":"inject","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","props":[{"p":"payload"}],"repeat":"","crontab":"","once":false,"onceDelay":0.1,"topic":"","payload":"false","payloadType":"bool","x":130,"y":380,"wires":[["5a1ce6d5.c3c458"]]},{"id":"d2b1d357.fa0be","type":"change","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"type:1","rules":[{"t":"set","p":"incomeOn","pt":"flow","to":"true","tot":"bool"},{"t":"set","p":"incomeBlinking","pt":"flow","to":"false","tot":"bool"}],"action":"","property":"","from":"","to":"","reg":false,"x":510,"y":180,"wires":[["a9c23d3a.f185"]]},{"id":"bc3f9f57.974b1","type":"change","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"type:2","rules":[{"t":"set","p":"incomeOn","pt":"flow","to":"false","tot":"bool"},{"t":"set","p":"incomeBlinking","pt":"flow","to":"true","tot":"bool"}],"action":"","property":"","from":"","to":"","reg":false,"x":410,"y":280,"wires":[["a9c23d3a.f185"]]},{"id":"ce397cd9.14cfe","type":"change","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"type:3","rules":[{"t":"set","p":"payload","pt":"msg","to":"false","tot":"bool"}],"action":"","property":"","from":"","to":"","reg":false,"x":190,"y":280,"wires":[["79d1df69.ca935","5a1ce6d5.c3c458"]]},{"id":"ccc0607f.836b7","type":"inject","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","props":[{"p":"payload"}],"repeat":"","crontab":"","once":false,"onceDelay":0.1,"topic":"","payload":"true","payloadType":"bool","x":390,"y":220,"wires":[["bc3f9f57.974b1"]]},{"id":"1cecfcb6.833133","type":"inject","z":"ccd3644d.b2f4a8","name":"","props":[{"p":"payload"}],"repeat":"","crontab":"","once":false,"onceDelay":0.1,"topic":"","payload":"true","payloadType":"bool","x":470,"y":120,"wires":[["d2b1d357.fa0be"]]}]

また、外部から POST メソッドを受け取れるように Ngrok をダウンロードし、起動します。

Ngrok の Linux (ARM) 版を使う。

Ngrok のダウンロードサイトから、 Linux (ARM) のURLをコピーし、 Raspberry Pi でダウンロードします。

https://ngrok.com/download

pi@raspberrypi:~ $ curl -O https://bin.equinox.io/c/4VmDzA7iaHb/ngrok-stable-linux-arm.zip
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100 12.4M  100 12.4M    0     0  1454k      0  0:00:08  0:00:08 --:--:-- 1641k
pi@raspberrypi:~ $ unzip ngrok-stable-linux-arm.zip 
Archive:  ngrok-stable-linux-arm.zip
  inflating: ngrok                   
pi@raspberrypi:~ $ ls ngrok
ngrok
pi@raspberrypi:~ $ ./ngrok http 1880

ngrok by @inconshreveable                                                                              (Ctrl+C to quit)
                                                                                                                       
Session Status                online                                                                                   
Session Expires               7 hours, 43 minutes                                                                      
Version                       2.3.35                                                                                   
Region                        United States (us)                                                                       
Web Interface                 http://127.0.0.1:4040                                                                    
Forwarding                    http://XXXXXXXXXXXX.ngrok.io -> http://localhost:1880                                    
Forwarding                    https://XXXXXXXXXXXX.ngrok.io -> http://localhost:1880

起動後に表示される https://XXXXXXXXXXXX.ngrok.io を使います。

本来なら SORACOM さんのサービス (Napterなど) で実現可能な構成だと思うのですが今回は確認までできなかったので、 Ngrok を使用しています。

SORACOM LTE-M Button for Enterprise からの連携

SORACOM のコンソールから、 Beam へ Ngrok のURLを設定しましょう。

先程の URL を転送先に指定する。

これで準備が整いました。

動作させる

ボタンは、下記のような割り当てとしています。

1回押し常時点灯
2回押し点滅
長押し消灯

これを踏まえて、もう一度動画を確認してみてください。

きちんと動作しました!

まとめ

SORACOM LTE-M Button は、手軽に使えるのでとても便利ですね。

また、Node-RED を使うことで簡単な Web サーバー + アプリケーションを作ることもできます。コーディングが苦手な方でも、色々と工夫することができそうです。

こういった道具をうまく使って、色々と遊んでみてください!

tacck
WRITER:tacck
開発Division 技術推進Group 所属 (Group Leader)
好きなフィギュアスケートの技はスプレッド・イーグル

社内外問わずに、技術啓蒙や勉強会の開催などやっています。
言語は問わずに対応しますが、心はPHPer。
フロントエンド・バックエンド・インフラ・スマホアプリなどを、「垣根を超えて」どう作るか、を考えるのが好きです。

趣味で、スマートスピーカースキル ( Alexa Skills や Actions on Google など ) を細々と作っています。
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