ラズパイ４で各センサーを試してAWS Iotにpublishしてみた

投稿日時: 2020年4月19日投稿者: bokusui

　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。

GitHub

szazo/DHT11_Python

https://github.com/szazo/DHT11_Python

Pure Python library for reading DHT11 sensor on Raspberry Pi - szazo/DHT11_Python

　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。

import wiringpi

Address = 0x48
BASE = 64
A0 = BASE + 0
A1 = BASE + 1
A2 = BASE + 2
A3 = BASE + 3

wiringpi.wiringPiSetup()
wiringpi.pcf8591Setup(BASE, Address)
while True:
    value = wiringpi.analogRead(A1)
    print("A１:" + str(value))
    wiringpi.delay(500)

import wiringpi

Address = 0x48

BASE = 64

A0 = BASE + 0

A1 = BASE + 1

A2 = BASE + 2

A3 = BASE + 3

wiringpi.wiringPiSetup()

wiringpi.pcf8591Setup(BASE, Address)

while True:

value = wiringpi.analogRead(A1)

print("A１:" + str(value))

wiringpi.delay(500)

　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。

投稿日時: 2020年4月12日投稿者: bokusui

　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。

www.amazon.co.jp

https://www.amazon.co.jp/dp/B0798DYZQW

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。

import time
import wiringpi as w

#Define
INPUT=0
OUTPUT=1
HIGH=1
LOW=0

w.wiringPiSetup()
w.pinMode(1,OUTPUT)

while 1:
  for i in range(50):
    w.digitalWrite(1,HIGH)
    time.sleep(1000 / 1000000.)
    w.digitalWrite(1,LOW)
    time.sleep(19 / 1000.)

  time.sleep(1)

  for i in range(50):
    w.digitalWrite(1,HIGH)
    time.sleep(2000 / 1000000.)
    w.digitalWrite(1,LOW)
    time.sleep(18 / 1000.)

  time.sleep(1)

import time

import wiringpi as w

#Define

INPUT=0

OUTPUT=1

HIGH=1

LOW=0

w.wiringPiSetup()

w.pinMode(1,OUTPUT)

while 1:

for i in range(50):

w.digitalWrite(1,HIGH)

time.sleep(1000 / 1000000.)

w.digitalWrite(1,LOW)

time.sleep(19 / 1000.)

time.sleep(1)

for i in range(50):

w.digitalWrite(1,HIGH)

time.sleep(2000 / 1000000.)

w.digitalWrite(1,LOW)

time.sleep(18 / 1000.)

time.sleep(1)

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

投稿日時: 2020年4月8日投稿者: bokusui

　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。

www.amazon.co.jp

https://www.amazon.co.jp/dp/B07ZNTX1R5

~~https://www.amazon.co.jp/dp/B07ZNTX1R5~~

　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。

ESORO system design

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ラズパイ４で各センサーを試してAWS Iotにpublishしてみた

ラズパイ４でKEYESTUDIOスターターキットを試してみた。

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

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