ラズパイ4でリレースイッチを使ってみた

 水遣り自動化を進めていたところ、作物がアブラ虫にヤラれてほぼ全滅。。
 ただ、今回は、コロナ禍最中に自宅で出来る事として、ビオトープを構築しメダカを飼いつつ水遣りを自動化するという、水遣り制御自体は元々ビオトープの子タスクでした。下記がiPadで描いた当初のラフデザインです。

 親タスクであるビオトープ構築に向け、プラ船、棚、ポリタンクを用意、プラ船にドリルで穴を開け、棚板にも穴を開けてポンプでポリタンクとプラ船を循環、ポンプの電源用にとソーラーパネルまで導入してしまいました。

 ソーラーパネルには、コントローラーが付属しており、バッテリーに充電しつつ、直流電源が使えるようになっています。バッテリーは車用でヘタって交換したブツが余っていたので、それをソーラーコントローラーに配線し、直流電源からポンプを稼働させます。

 ただ、このソーラーパネルはポンプを24時間付けっぱなしにしているとバッテリー充電量が足りず(コントローラーの消費電力も侮れない)、いつの間にかポンプが止まっているようなケースがありました。しかも、ポンプからの逆流対策をしていなかったので、プラ船からポリタンクへ逆流して水が無くなり、あわや、メダカ全滅!という危機に。
 これはいかんという事で、ポンプのホースに逆流弁を付け、暫くコントローラーに表示されるバッテリー残量(いまいち信用できないが)を見ながら動かしたり止めたりしてましたが、これこそ自動化すべき案件ですね。リレースイッチでポンプを定期的に動作させる事にしました。
 
 今後の水遣りも電磁弁を使用する予定なので、余裕を持って4チャンネルのコチラを購入。ラズパイのGPIOピンに接続するのは基盤に書かれているので簡単です。リレー自体に極性は無いようなので、動作させるポンプとコントローラーの直流電源に繋ぐ途中にリレーをかます形になります。リレーには接続口が3つありますが、基盤上で繋がっているように書かれた左側と中央を接続すると常時ONでスイッチするとOFF、右側と中央を接続すると常時OFFでスイッチするとONになるようです。

 

 単純にリレースイッチをON・OFFするPythonコードは下記のような感じです。

 せっかくなんで、既に記録をするようになっている照度センサーの値でスイッチを制御するようにしました。

 

 ホテイアオイが凄い勢いで水面を覆っていきますが、メダカも、コケ対策で導入したミナミヌマエビも子供が生まれていい感じになってきました。子供たちの何匹かはポリタンクに落ちてしまったので、頃合いを見て救出予定。

 でも、照度次第で動かすだけなら、ポンプとソーラーパネル直接繋げるでもよくない?

ラズパイ4で取ったセンサーデータをAthenaからMetabaseで可視化してみた

 前回の続きです。
 AWS IOTで、ラズパイで取得したセンサーのデータを定期的にPublishするようにしていましたが、実際のベランダに各センサーを配置してみました。
 いろいろ考えた結果、ベランダに電源を引いてラズパイを置くのでは無く、ラズパイは室内に配置、長いリボンコードをエアコンホースの口からベランダへ引くという形になりました。
 リボンコードの加工が面倒でしたが、これならエアコンホースのふたを加工したりしなくても一応大丈夫そうです。

 で、折角データを取得しているんですから、データを可視化してみたくなるものです。AWSにも色々BIサービスがあるようですが、趣味の範囲なので、コストを掛けず導入が容易そうなMetabaseでやってみます。

 MetabaseにAthena用のドライバーは標準では含まれていませんが、有難い事にこちらからJarを取得してプラグインのディレクトリに配置するだけで、簡単にAthenaにアクセス出来るようになりました。

 グラフになると入ってくる情報が違いますね。左軸は温度、湿度、右軸は照度、土壌水分です。温度・湿度センサーの値が取れずゼロになるのが回避できていないのが解ります。照度は明るいと数値が小さく、真っ暗で255になっています。また、湿度は夜高くなり、温度は朝の直射日光で40度になる時間帯があるようです。土壌水分は水やりの都度だいぶ数値的にはぶれるようで扱いが難しそうです。

 Metabaseは簡単に起動させられますが、メモリが1Gは無いと動かない模様、EC2等クラウドで動かすにはコストがネックになるので、結局、ラズパイ自身で動かす事になってしまいました。4Gメモリのラズパイ4なので早くは無いですが、十分動作します。

 こうなると、AWS IOT使っている意味無い気もしますが。。

ラズパイ4で各センサーを試してAWS Iotにpublishしてみた

 前回の続きで、今度はKEYESTUDIOスターターキットに含まれていた各センサーを試してみます。
 まず、温度湿度センサーですが、キット付属のセンサーはDHT11というモノ、サイトのコードはパット見pythonに変換するのが面倒なので、下記を参考にしました。


 簡単に温度と湿度の値が取れましたが、たまにゼロのケースがあるようなので、正しく計測するにはちょっと考慮が必要ですね。

 次は土壌水分センサーです。キットのサイトを参考に、I2Cを有効にし、Cのソースをそのままpythonに置き換えてすぐに値が取れるようになりました。

 キット付属の照度センサーとかも指定するpinを変えるだけで取れました。ただ、照度センサーの場合はキット付属の3種の抵抗から1つを使用するのですが、3種の違いが見た目で解らず、配線が厄介です。
 
 使えそうなセンサーの値が取れるようになったので、これらを定期的にAWS Iotにpublishする事で最適な水やりタイミングを分析出来るようにしてみました。データはCSV形式でこんな感じです。

2020-04-19 00:05:11.97121800,19.3,49.0,134,254

 データは、日時、温度、湿度、土壌水位、照度をAWS Athenaのクエリーで取れるようにしておきます。

 Athenaでは、日時をtimestamp型にする場合、ミリ秒を8桁にしないとデータとして認識しないようなので、無理やりゼロを付けてます。ただ、AthenaではタイムゾーンをJSTとして扱うのが面倒な感じなので、無理にtimestamp型にしなくてもよかったかも?

なお、AWS IOTからS3バケットへの格納するキーは、

${clientid()}/${parse_time("yyyyMM", timestamp(), "Asia/Tokyo")}/${parse_time("dd", timestamp(), "Asia/Tokyo")}/${timestamp()}.csv

のように年月と日付をディレクトリにして、あとでログ管理をしやすくしておきます。ま、この程度ならS3もAthenaも当面コストほとんどゼロでいけるでしょう。

 これで各センサーの値によって水やりを制御する形が大体出来てきました。が、最後に肝心な水やり制御方法をどうするかについては、まだ検討中です。。

ラズパイ4でKEYESTUDIOスターターキットを試してみた。

 自動水やりを目指して購入したRaspberryPi4ですが、今回の目的に使えそうな下記のキットを購入しました。


使う予定なのは、サーボと温度・湿度、土壌湿度センサーでしょうか。ラズパイも電子工作も素人なので、まずは各パーツを試していきます。


 LABISTS Raspberry4のケースには合わないですが、とりあえず、GPIO-PCF8591 Shieldを取り付けて、使用するパーツを指してみます。

 最初に、サーボを試してみます。KEYSTUDIOのサイトですが、C言語ですね。。お久しぶりです。pythonでやりたいところですが、まずは動作確認でキットのサイトにあるコードをそのままやってみます。下記はMakefileです。


Servo:Servo.o
gcc Servo.c -o Servo -lwiringPi

 Makefileのタブが曲者ですね。


pi@raspberrypi:~/lesson/19 $ ls
Makefile Servo.c
pi@raspberrypi:~/lesson/19 $ make
cc -c -o Servo.o Servo.c
gcc Servo.c -o Servo -lwiringPi
pi@raspberrypi:~/lesson/19 $ ls
Makefile Servo Servo.c Servo.o

 コンパイル出来たようです。


pi@raspberrypi:~/lesson/19 $ sudo ./Servo

 、、、うんともすんとも動きませんね。。。


pi@raspberrypi:~/lesson/19 $ gpio readall
Oops - unable to determine board type... model: 17

 gpioが使えていないようです。インストールはされているようですが、


pi@raspberrypi:~/lesson/19 $ dpkg -l wiringpi
要望=(U)不明/(I)インストール/(R)削除/(P)完全削除/(H)保持
| 状態=(N)無/(I)インストール済/(C)設定/(U)展開/(F)設定失敗/(H)半インストール/(W)
|/ エラー?=(空欄)無/(R)要再インストール (状態,エラーの大文字=異常)
||/ 名前 バージョン アーキテクチ 説明
+++-==============-============-============-===================================
ii wiringpi 2.50 armhf The wiringPi libraries, headers and

 どうやら、バージョンが対応していないようです。コチラを参考にさせて頂き、バージョンアップしてみます。


pi@raspberrypi:~/lesson/19 $ gpio readall
+-----+-----+---------+------+---+---Pi 4B--+---+------+---------+-----+-----+
| BCM | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | BCM |
+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
| | | 3.3v | | | 1 || 2 | | | 5v | | |
| 2 | 8 | SDA.1 | IN | 1 | 3 || 4 | | | 5v | | |
| 3 | 9 | SCL.1 | IN | 1 | 5 || 6 | | | 0v | | |
| 4 | 7 | GPIO. 7 | IN | 1 | 7 || 8 | 1 | IN | TxD | 15 | 14 |
| | | 0v | | | 9 || 10 | 1 | IN | RxD | 16 | 15 |
| 17 | 0 | GPIO. 0 | IN | 0 | 11 || 12 | 0 | IN | GPIO. 1 | 1 | 18 |
| 27 | 2 | GPIO. 2 | IN | 0 | 13 || 14 | | | 0v | | |
| 22 | 3 | GPIO. 3 | IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN | GPIO. 4 | 4 | 23 |
| | | 3.3v | | | 17 || 18 | 0 | IN | GPIO. 5 | 5 | 24 |
| 10 | 12 | MOSI | IN | 0 | 19 || 20 | | | 0v | | |
| 9 | 13 | MISO | IN | 0 | 21 || 22 | 0 | IN | GPIO. 6 | 6 | 25 |
| 11 | 14 | SCLK | IN | 0 | 23 || 24 | 1 | IN | CE0 | 10 | 8 |
| | | 0v | | | 25 || 26 | 1 | IN | CE1 | 11 | 7 |
| 0 | 30 | SDA.0 | IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN | SCL.0 | 31 | 1 |
| 5 | 21 | GPIO.21 | IN | 1 | 29 || 30 | | | 0v | | |
| 6 | 22 | GPIO.22 | IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN | GPIO.26 | 26 | 12 |
| 13 | 23 | GPIO.23 | IN | 0 | 33 || 34 | | | 0v | | |
| 19 | 24 | GPIO.24 | IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN | GPIO.27 | 27 | 16 |
| 26 | 25 | GPIO.25 | IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN | GPIO.28 | 28 | 20 |
| | | 0v | | | 39 || 40 | 0 | IN | GPIO.29 | 29 | 21 |
+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
| BCM | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | BCM |
+-----+-----+---------+------+---+---Pi 4B--+---+------+---------+-----+-----+

 Cのサンプルが動くようになりました。

 Cのコードをそのまま、pythonに書き換えます。


pi@raspberrypi:~ $ sudo python3 Servo.py
Traceback (most recent call last):
File "Servo.py", line 2, in
import wiringpi as w
ModuleNotFoundError: No module named 'wiringpi'

 ライブラリが足りてませんでした。。


pi@raspberrypi:~ $ pip3 install wiringpi
Looking in indexes: https://pypi.org/simple, https://www.piwheels.org/simple
Collecting wiringpi
Downloading https://files.pythonhosted.org/packages/06/bf/7c4ec17172f72917707dddeacfa02eae80b56ad3b7b5674a4258e62b2f5a/wiringpi-2.60.0-cp37-cp37m-linux_armv7l.whl (285kB)
100% |????????????????????????????????| 286kB 495kB/s
Installing collected packages: wiringpi
Successfully installed wiringpi-2.60.0

 実行してみます

pi@raspberrypi:~ $ python3 Servo.py

 お、カチャカチャと動きだしました。細かい制御は難しそうなので後回しに、、

 次は温度・湿度センサーです。

ラズパイ4のモバイルバッテリー稼働時間を計測してみた

 ここ数年、ベランダで育てている野菜等を今年こそまともに収穫したいなあと、水やり自動化を検討していました。
 いろいろネットをみていると、arduinoやRaspberry Piで実現している例が多数あり、拡張性が高そうだし、仕事ではあまり使う機会が無いPythonの学習にもなるかとRaspberry Pi4でやってみようと、こちらがちょっと安くなっていたので買ってみました。

 到着後、ボードをケースにねじ止めし、ヒートシンクを張り、OS入りのSDメモリを指し、USBキーボードを接続、有線LANを指し、HDMIでテレビに接続、電源を入れただけで簡単にデスクトップが表示されました。

 普通にサクサク動くパソコンです。ただ、ファンのピンの指し方が間違っているのか壊れているのか動きません。。
 
 今回の目的としてはベランダにラズパイを置く事になるのですが、残念ながらベランダにコンセントはありません。そこで、まずモバイルバッテリーでどの程度稼働するのかを確認してみました。デスクトップから無線LANの設定をして、BluetoothはOff、デスクトップは使わないのでCLIのみに設定し、VNCサーバは起動しないようにして、以後は別のPCからSSHでログインして操作する形にします。

 適当に10分おきにログ出力するpythonを書いて、何年も使っているダンボーのモバイルバッテリー 10400mAh で確認した結果、750分=12時間30分でした。HDMI出力オフ(tvserviceコマンド)すると、さらに100分持ちましたが、これではどうにもなりません。水やりが自動化されても、毎日バッテリー変えていたら本末転倒ですし、、

 色々調べましたが、モバイルバッテリーでラズパイをほぼ常時動作させるのは、ほぼ無理っぽいです。素直にベランダへコンセントを通すしか手は無いですね。

redmineでライフログ的記録を取る

 毎年1月になると法人として法定調書を提出する必要があるのですが、年に1回だけのイベントなので、翌年になるとどのように手続きしたかをすっかり忘れて困った事になってしまいます。。
そこで、数年前から後で困らないようにとredmineで備忘録的に記録する事にしました。

今の所、決算期毎にプロジェクト分け、「タスク」という簡単なトラッカーを用意し、期日管理しつつ記録を取っていくという感じです。備忘録が目的なので進捗管理とかは考えていません。

これで、毎回その時が来る度に調べたり考えたりしないでもスムーズに進める事が最近は出来てきたように思います。

で、他にもこういう記録を取っておきたいな、と思ったのが本を読んだ記録です。何を読んで、どうだったかが全く記憶に残せないクチなので、ちょっとしたメモレベルでよいので記録を取る事にしました。

これで、ちょっとは思い出せそうですが、最近たいして読んでないなとも気付かされます。
他にも株式投資をする時にこの銘柄がいいと思ったのは何だったかを検討開始時や購入時に記録しておくとか、ベランダ植物の栽培記録とかもしてましたが、将来的なメリットを感じられないでただ記録しているような内容だとあまり続かないですね。栽培記録は最初だけで止まってます。。

個人的なredmineサイトなら、こんな感じのテーマ事に分類された手動ライフログツールとしても使えるので重宝してます。

MacBook Proをアップデートしたらログインが撃遅になった

 たまに開発用に使っているMacBook Pro(13-inch,2017,Mojave,TouchBar無し)ですが、先月発生したMacOSのアップデートを適用した途端に、ユーザーのログインが撃遅になりました。。

 事象としては、起動後にユーザーを選択して、パスワードを入力するとずっと待ち状態。測ってませんが、10分以上でしょうか、忘れた頃にやっとデスクトップ画面が開きます。

 その他、Safariの立ち上がりも異常に遅い状態です。Safariのパスワード設定をみる時にパスワードを入力しますが、パスワードを入力すると殆ど応答無し状態になります。逆に言うとそれ以外は問題無いのですが、使いたい時にすぐ使えないので、暫く別の端末を使っていました。
 セーフモード立ち上げや、その他ネットで見つけた対策を色々してみますが、一向に改善しません。

 で、色々やってみてやっと復活出来た方法が、別ユーザーを作る事でした。別ユーザーを作成し、そのユーザーでログイン、一応、AppleIDとの紐付けまでやってからログアウトし、元々使っていたユーザーでログインすると、やった!治りました!

 作ったユーザーは使わないので削除しましたが、その後も問題ありませんでした。AppleIDとの紐付けは不要だったのかな、、
 解決はしましたが、拙速にアップデートしたりせずにちゃんとバックアップを取っていざという時に備えて置かないといけませんね。

特別展「顔真卿」を見てきた

 何年前からか、仕事でエクセルとかワードとかにドキュメントを書く時や簡単なツールの画面には、フォントをMeiryoUIにする事にしています。デフォルトだと大抵はゴシックとか、明朝になっていますが、あまり他の人に選択されないフォントを選択するだけで、多少なりとも目に付きやすいし、対して面白くも無い仕事の資料だとしても何らかのアクセントになるかと。

 今、上野の国立博物館で開催している特別展「顔真卿 王羲之を超えた名筆」を見てきました。開門前から並んでチケット購入後もさらに並び、計30分くらいしてやっと入館。内容的にも季節的にも、中国から来ている人がかなり多いようです。

 展示は、王羲之から今回の主役である顔真卿と同時代の書家、空海といった日本の三筆等から比較的新しい時代まで、かなりありますが混んでいてゆっくり見るという感じでは無かったです。特に今回の目玉である「祭姪文稿」は30分並んで10秒も見れません。。。書物自体は5メートルくらいでしょうか、顔真卿の書はそのほんの一箇所だけで、それ以外は後世の人の感想とかが書かれている箇所になっています。今でいうところのSNS的な感じです。

 展示の説明には、顔真卿の字は明朝体のベースになったと書いてますが、拓本の展示が多かったので、誰が書いたものでも違いがよく解りません。展示後半の比較的新しい時代の書に対する説明にも個性を重んじた顔真卿の影響があるとか、言われてみればそうかも知れないが、、の空耳アワーな気しかしないのは筆者が書に対して教養が無いからなのでしょうけど、個性的である事が影響を受けていると言わせる程の凄い存在感なのでしょう。ちょっと、こじつけ感がしないでもないですが。。

 良いとされるモノはみんな真似をするので、同じようなモノがどんどん増えていき、今の時代となっては違いがよくわからない、良いけど目立たないモノも沢山あります。今回の展示を見て、少しでも良いものにしたいとの意識からフォントを変えるようにしてたんだよな、と思い出しました。

 昔の資料が出てきて、一瞬でオレが書いたのじゃん、とか、他の人にも誰が書いたかという事が一目で解ってもらえたり、このフォントで書かれたドキュメントは解りやすい、よく書かれているねとか感じてもらえると嬉しいですね。

手段は一人で歩いていく

 1年ちょっと前から、筆者は毎週2回早朝にジョギングする事を日課にしていますが、元々は運動不足解消が目的でした。それが、ある程度続いた後に、目的から明確な目標になり、その目標も都度変わってましたが、現在の週2回という目標に基づいた日課、週課?になってます。

 慣れていくにつれて何キロ走るとか、何キロまで歩かないで走るとか、元旦なら近所の神社を何箇所初詣するとか、毎回少し違った目標も絡めながら楽しんでますが、運動不足解消という目的に対しての走るという手段は変わりません。でも、システム開発の仕事をしていると、この手段がいつの間にか目的に変わっている事をよく見かけます。

 何らかのシステムを構築するという事は、何らかのシステムで実現したい目的があってこそなのですが、目的を達成する為の一手段でしかないシステム構築自体が目的化するという、あるある話で、その時の立場によっては、あれ?何かおかしいよ?と感じても主張しずらいんですよね。特にシステム方式が殆ど決まっているようなフェーズから参加するとそれを覆すのは並大抵の事ではありません。一度、偉い人にプレゼンした形は変わりません。何故なら、既にプレゼンした形を実現するのが目的になってしまっているので。。

手段が目的に変わってしまうのは、目的が曖昧だったり、そもそも実現性が無かったり、時間を経て目的が陳腐化していたりと、色々背景が違いますが、手段が一人歩きして本来の目的からずれていると気がついたら早めに何らかの対処をしたいものですね。

情報処理安全確保支援士に登録申請してみた

 2年前くらい前ですが、セキュリティスペシャリストに合格していたので、せっかくなんで、情報処理安全確保支援士に登録申請してみました。
 登録したところで何のメリットがあるんだろう??と、微妙なところで暫く保留してたのですが、それなりのコストがかかるとはいえ、専門分野とは言い難いし、トレンドもあるので定期的に学習する機会があるならそれは一応メリットだし、何かしら役にたつかと。

 申請書類はIPAのサイトからダウンロードして記入すればよいのですが、その他いろいろ必要な書類があります。

 市役所に行って住民票を、本籍地が都内なので区役所行って身分証明書を、もうひとつ「登記されていないことの証明書」というのを法務局で取得しなければいけないのですが、こちらは法務局の出張所では受け付けておらず、九段の東京法務局まで行って取得。法務局内で書類申請を書いて窓口に提出すると、それがコピーされて「上記の者について、・・・・・・を証明する」と書かれた書類を渡されました。

 さらに郵便局で印紙を購入、銀行で登記手数料の振込、まる一日かかりました。平日休みが取れないと無理です。

 書類送付後、しばらく何の連絡も来ないのですが、半月以上経ってから領収書が届き、1ヶ月くらいしてからメールで受け付けた旨の連絡が来ました。