ユニバーサル社会で役立つデザインや技術の研究
obnizとリレーモジュールの組み合わせで、遠隔で家電を操作する仕組みを作りました。しかし、操作画面のブラウザを閉じたら、obnizの動作が停止し、家電の電源が切れてしまいます。苦肉の策でラズパイを導入しました。
スマホで、ホットカーペットと加湿器を、ネット経由でONにできます。
しかし、操作画面のブラウザを閉じたり、スリープになると、リレーモジュールへの通電が止まり、家電の電源が落ちてしまいます。
電源が落ちないようにする方法を考えなければなりません。
このプロダクト、最終的には24時間稼働して、温度・湿度センサーにより、自動でホットカーペットと加湿器の電源をON／OFF切り替えようとしています。
常時稼働はいくつか方法がありそうですが、暫定的に、ラズパイのブラウザを起動しっぱなしにする方法をとりました。最も簡単です。
スマートではないですが、これでobnizが常時動作してくれます。
obnizを使わず、ラズパイだけでよかったのでは・・・と、考えてしまいますが、開発の早さでobnizを愛用してしまいます。
リレーモジュール付き電源タップを２つobnizにつなぎ、インターネット経由で家電のON／OFFを操作できる仕組みをつくりました。ほこりがかぶらないよう、ガラスのふた付き木箱に入れています。
ダイソーの100円木箱を使っています。木工用ホールソーで、電源タップを通す穴を空けます。（子供がやる場合、十分注意してください。）
左右2つずつ、計４つの穴を空けました。
リレーモジュールを浮かせるため、スペーサーを取り付けます。
木箱に直接取り付けるより、別の木の板を用意したほうがお勧めです。
作業がしやすく、失敗も許されます。
ダイソーの木の板（MDF材 6枚入り）を用意し、裏から穴を空け、スペーサーをねじ止めします。
ネジ穴と、ネジ皿が入る穴を、2段階で開けると良さそうです。
ネジ皿用の穴は、途中まで掘り、木材の面からネジ皿が飛び出ないようにします。
スペーサーに電源タップリレーモジュールを取り付けます。
2つの家電を操作したかったので、2組取り付けました。
obnizとリレーモジュールを、ジャンパーワイヤーでつなぎます。
単純につなぐと、6つのIOピンが必要ですが、VCCとGNDを２つのリレーで共用すると、4つで済みます。
小さいブレッドボードを木材に取り付け、配線します。
obnizのIOピンは、以下のように挿しています。
VCC・・0
GND・・1
リレーその1-SIG・・2
リレーその2-SIG・・3
IOピン２、３に電流を流すと、リレーがON／OFF切り替わります。
obnizコンソール、デフォルトのHTMLを少しいじっただけです。
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<html> <head> <meta charset="utf-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1"> <script src="https://obniz.io/js/jquery-3.2.1.min.js"></script> <script src="https://unpkg.com/obniz@3.11.0/obniz.js" crossorigin="anonymous"></script> </head> <body> <div id="obniz-debug"></div> <br><br> <button class="btn btn-primary" id="on">ON</button> <button class="btn btn-primary" id="off">OFF</button><br><br> <button class="btn btn-primary" id="on2">ON</button> <button class="btn btn-primary" id="off2">OFF</button> <script> var obniz = new Obniz("obnizID"); obniz.onconnect = async function() { obniz.io0.output(false); obniz.io1.output(true); obniz.io2.output(true); obniz.io3.output(true); $("#on").click(function() { obniz.io2.output(true); }); $("#off").click(function() { obniz.io2.output(false); }); $("#on2").click(function() { obniz.io3.output(true); }); $("#off2").click(function() { obniz.io3.output(false); }); }; </script> </body> </html> |
“obnizID”のところに自分のIDを入れ、適当なブラウザで立ち上げると動作します。
最後に、少し配線がこんがらがって、電源タップの導線もむき出しで危なかったので整理しました。
obnizに挿すジャンパーワイヤーは、4本つづりのものに替え、電源タップの導線には、絶縁テープを巻いています。
地味な変化で分かりにくいですが・・・スマホで2つの家電のON／OFFを切り替えることが出来ました。
防炎スプレー「ハイショーカー」に、どれだけ防炎能力があるか？実際に火を付けて試します。電子工作をしていると火事になる危険があるので、防炎スプレーで予防できるか知りたいです。
木の箱を用意します。左はそのままティッシュを入れ、右には箱に防炎スプレーをかけ、さらにティッシュを入れた後も、上から防炎スプレーをかけます。
左の箱のただのティッシュに火を付けました。
ティッシュは勢いよく燃え、25秒くらいかけて燃え尽きました。
箱の底が変色しています。日本の湿度だと、この火力で箱まで燃えることはないでしょう。
今度は右の箱、防炎スプレーをかけたティッシュが乾いてから、火を付けてみます。
効果が見られ、火の付きが悪いです。
様々な場所に火を付けてみると、スプレーのかかりが少ないところが燃えています。
スプレー量が多ければ防炎になったかもしれません。
ゆっくりゆっくり煙を上げながら、燃えていきます。
一部、白い部分を残し、2分以上かけて、だいたい燃えました。
灰を取り除き、箱の中を見てみます。やはり防炎スプレーをかけた右の方が、焦げた跡が少ないです。
動画で比較すると、防炎スプレーをかけることで燃えにくくなっていることが分かります。
（手振れで見にくくてごめんなさい。三脚使い、さらに同時に火を付けて比較すればよかった・・・）
大電流を扱う電子工作の場合、収納する箱に防炎スプレーをかけて燃えにくくするのは、一定の効果が期待できそうです。
前回制作したリレーモジュールのテストではマイコンを使いました。もっと簡単にテストする方法で、電源用USBコネクタから電源を取って試す方法があります。
秋月電子の「大電流大型リレーモジュールキット」を取り付けた電源アダプタです。家庭用100Vコンセントで動く家電を、リレーで制御できるようになります。
リレーモジュールに5Vの電流を流すと、電源タップの100Vにも電流が流れます。つなぎ方を変えれば、逆に5Vの電流を流して100Vの電流を止めることもできます。
テスト用の5V電源を用意するとき簡単な方法は、秋月の「電源用マイクロＵＳＢコネクタＤＩＰ化キット」を使うことです。
ブレッドボードやターミナルと組み合わせて、汎用的に使える5V電源となります。
リレーモジュールに5V電源のジャンパーワイヤーを指すと、動作確認ができました。
電源用USBコネクタは電子工作のテストで、しばしば役立ちます。
一般的な100Vで動く家電を電子工作に組み込みたいとき、マイコンの電源では無理なので、リレー回路を使います。電源タップを改造して、100Vの家電を制御してみます。
秋月電子で「大電流大型リレーモジュールキット」を買いました。一般家庭の100VACを、マイコンに使われる5Vの電流で制御できるようになります。
扱う電流が大きい時は、キット製品を買った方が安心です。
基板に部品をはんだ付けします。
はんだ付けする間隔が広いので、比較的やりやすかったです。
エレコム製の0.1m電源タップ（ACアダプタ）を使います。
これにリレーを取り付けましょう。
ケーブルには2本の導線が入っており、片方だけペンチでむき出しにします。
なお、電源タップの改造は、電気工事士の資格がなくても可能です。
むき出しにした導線を、このままリレーモジュールに取り付けるのは難しいです。
導線の長さが足りず、深く押し込めず、中途半端な接触で高熱になる恐れがあります。
家にあった圧着端子を使うことにしました。
圧着端子を導線に付けてから、さらに、はんだで固定します。
圧着端子を付けたら、それをリレーモジュールのターミナルに差し込み、しっかり固定します。
作成したリレー付き電源タップを家庭用コンセントに挿します。
電源タップの反対側には照明を取り付け、リレーモジュールにはobnizボード（マイコン）を取り付けます。
スマホからobnizボードを操作し、リレーに電流を流します。
すると、リレー内部で「カチッ！」と電磁石がくっつき、照明が通電して光りました。
問題なく動作しています。
導線のむき出し部分があると怖いので、絶縁しました。
HerokuでにWebアプリのファイルをアップした時、画像が読み込めない問題が起こりました。仕様上、「public」ディレクトリに画像などの静的ファイルを入れないといけないようです。
自作のWebアプリをアップデートしました。ページ数も増え、画像などの依存ファイルも増えました。
これをHerokuにアップしてみます。
アップにはGitを使い、コミットは問題なく行われたようです。
しかし、Webアプリにアクセスしてみると、アップしたファイルが404エラーとなってしまい、画像などが読み込めない問題が起こりました。
Herokuの仕様で「public」ディレクトリ内のファイルしか、静的ファイルにアクセスできないようです。
私の場合、node.jsのサーバーファイルと、同じ階層にWebアプリのHTMLや画像格納フォルダを作っていました。
Webアプリに使う静的ファイルを、新規作成した「public」ディレクトリに移動します。
静的ファイルを「public」ディレクトリに格納したことで、階層が変わりました。
1階層深くなっています。
階層の変更は、サーバー起動ファイル（index.js）を編集すれば解決できます。※expressを使っている時の例です。
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const express = require("express"); const app = express(); const http = require("http").createServer(app); const io = require("socket.io")(http); const PORT = process.env.PORT || 5000; app.get("/", (req, res)=>{ res.sendFile(__dirname + "/public/index.html"); }); app.use(express.static('public')); |
publicがルートになり、階層変更前と同じように読み込めるようになりました。
以上、備忘録を兼ね、記録します。
node.jsを使いlocalhostでチャットなどのWebアプリを簡単に作ることはできます。これを他の人が見えるようデプロイする場合、herokuを使うと簡単です。ただ、2点つまづいたので、記録に残します。
Heroku スターターガイド (Node.js)を見ながら、アプリのデプロイ方法を学びます。
このガイドに書かれているのは、サンプルで用意されているアプリをダウンロードしてデプロイする方法でした。
今回は自分のPCにある、ローカルアプリをデプロイしたいため、とりあえず「ローカルの変更をプッシュする」の項目までガイドを確認すればよさそうです。
しかし、「heroku open」でローカルにあったアプリを起動しようとすると、ブラウザに「Application error」と表示されます。
「heroku logs –tail」でログを見ながら解決します。
node.jsサーバーを起動させる命令を、package.jsonに書かないと何もできません・・・。
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"scripts": { "start": "node index.js" } |
ログでは、startできません！とエラーが出ていました。
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2021-01-15T14:30:38.987295+00:00 heroku[web.1]: Starting process with command `npm start` 2021-01-15T14:30:43.018177+00:00 app[web.1]: npm ERR! missing script: start |
ローカルでは、コマンドプロントやターミナルで「node index.js」を起動していて忘れがちですが、”start”: “node index.js”を書く必要がありました。
node.jsでサーバーを立ち上げるとき、ローカルではポート3000としていました。しかし、これではエラーがでます。ガイドと同じ5000にしても、やはり下記のようなエラーがでます。
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Error R10 (Boot timeout) -> Web process failed to bind to $PORT within 60 seconds of launch |
サンプルのコードは、ポートを環境変数、なければ5000と指定しているようです。
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const PORT = process.env.PORT || 5000 |
ポートを書き換えることで、無事アプリが起動しました。
node.js + express + socket.ioで簡単なチャットを作ろうと思ったら、「TypeError: stream_1.pipeline is not a function」というエラーが発生。node.jsを最新にすることで解決しました。
チャットアプリを作ろうとしたら、いきなりエラーが発生。直近でsocket.ioをバージョンアップしたのが原因だと思います。
情報を探るとsocket.ioのサイトで、下記のような記述がありました。
「This error is probably due to your version of Node.js. The pipeline method was introduced in Node.js 10.0.0.」
Node.jsのバージョンが問題のようです。
自分の環境のnode.jsバージョンは、8.10.0でした。
これをバージョンアップすれば解決しそうですが・・・検索ですぐに出てくる「npm install -g n」コマンドは、Windowsに対応していません。
node.jsのサイトに行き、インストーラーをダウンロードしてそのまま実行することで、Windowsの場合はnode.jsをバージョンアップできます。
node.js バージョンアップ14.15.4になり、「TypeError: stream_1.pipeline is not a function」のエラーは無事解決しました。
パソコンでデュアルディスプレイにする場合、サブディスプレイを右側に置いています。右利きのマウスを使う人に限りますが、サブディスプレイの前にマウスを置けるので省スペースです。
メインディスプレイの左右どちらにサブディスプレイを置くか・・・人それぞれで、経験上はどちらでも慣れます。
慣れるのであれば、右側に置いた方が良いと思います。
サブディスプレイの前にマウスを置けば、使うスペースがコンパクトになります。
ノートPCの場合、右側にケーブルが集中していると、配線が邪魔になってディスプレイ間隔があいてしまいます。
解決策の一つに、L字アダプタを使う方法があります。
ケーブルが邪魔にならないよう、工夫されている機種もあります。
HPのSpectre x360（2020モデル）は、斜め後ろにケーブルがいき、サブディスプレイを近づける余白ができます。
デュアルディスプレイで、よりコンパクトに、より効率的に作業できればと思います。
USB Type-CでノートPCをデュアルディスプレイにする場合、配線が邪魔でディスプレイ間が離れてしまう場合があります。L字の変換アダプタを使うことで、ディスプレイを近づけることが出来ます。
AmazonでType-C L字変換アダプタは、2つセット1,000円程度で購入できます。
USB Type-Cは裏表がないため、L字を好きな方へ向けられます。
Type-AやType-Bだと、右曲がり、左曲がりのL字を買い間違えて使えなかった・・・と、失敗経験がある人もいると思います。
裏表がないことはすばらしいです。
ノートPCでデュアルディスプレイにする場合、最近はType-Cが多くなっていると思います。
しかし、Type-Cのポートの場所によっては配線が邪魔になり、ディスプレイを近づけられない問題が発生します。
Type-C L字変換アダプタを使うことで、USBの配線を邪魔にならない方向へ流すことができます。
デュアルディスプレイが離れてしまって、作業効率が落ちている人の参考になれば幸いです。