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nihsok が 2023年09月04日00時49分24秒 に編集

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1000円弱で作るスマートスイッチ

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IoT

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ESP32

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micropython

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サーボモーター

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スマートスイッチ

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Wi-Fi

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MQTT

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ESP32-WROOM-32

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Beebotte

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REST

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はじめに = 市販のスマートスイッチは1個数千円かかる。ESP32を使えば1000円を切る価格で実現できそうなので試してみた。 前回の記事はRaspberry Pi Pico Wを使っているため1000円を少しオーバーしている(https://elchika.com/article/319616ce-2a1f-4379-8288-e506be1f5d84/ ) また、MQTTを用いたインターネット経由での実行と、電池での動作にも挑戦した。 ![概念図](https://camo.elchika.com/624019359bd4660f0a5b203fbac473026bf75cf3/687474703a2f2f73746f726167652e676f6f676c65617069732e636f6d2f656c6368696b612f76312f757365722f66336238363735322d663630612d343866342d613963622d3331306133646133386665322f32336133353664662d376266372d343433332d623763622d653562636138343632613937/) (イラストはいらすとやから、ESP32の画像はespressifのマニュアル https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/esp32/hw-reference/esp32/get-started-devkitc.html# から) 準備するもの = 材料 - - ESP-WROOM-32D ESP32-DevKitC V4 AliExpressで418円(送料172円。2つ以上買うと送料428円で10日配送になる) - サーボモーター:FT90B 秋月電子で500円 - 電池ボックス 秋月電子で60円 小計978円(+送料) 工具 - - ニッパー - はんだ、はんだごて - 書き込み用のPC、USBケーブル - 電池 - 設置用両面テープ:3Mのコマンドタブなど ソフトウェア - MQTTブローカーには[Beebotte](https://beebotte.com/)を採用した。サーバー側の設定については省略。 ```python:main.py import wifi import time from machine import PWM,Pin,Timer import sg90 from umqtt.simple import MQTTClient import ujson servo = PWM(Pin(14)) servo.freq(50) servo.duty_u16(sg90.set_degree(0)) wifi.connect('SSID','PASSWD') timer=Timer(0) def receive(topic, message): requests = ujson.loads(message.decode("utf-8"))["data"] degree = requests['degree'] count = requests['count'] keep = requests['keep'] def func(timer): servo.duty_u16(sg90.set_degree(int(degree))) time.sleep(int(keep)) servo.duty_u16(sg90.set_degree(0)) timer.init(mode=Timer.ONE_SHOT,period=60000*int(count),callback=func) client = MQTTClient('umqtt_client','mqtt.beebotte.com',user='token:(トークン名)',password='',keepalive=600,port=1883) client.set_callback(receive) try: client.connect() client.subscribe(b'(リソース名)') #b'test/res'等 except: print('error') print('connect done') while True: if(count>300): client.ping() count=0 client.check_msg() count+=5 time.sleep(5) ``` ```python:wifi.py import network import time def connect(ssid,passwd,retry=10): wlan = network.WLAN(network.STA_IF) wlan.active(True) wlan.connect(ssid,passwd) time.sleep(3) print(wlan.ifconfig()) ``` ```python:sg90.py def set_degree(degree): if degree < -90 : degree = -90 if degree > 90 : degree = 90 return int( ( degree * 0.0475 / 90 + 0.0725 ) * 65535 ) ``` 設置状態 = サーボモーターの赤い線を5V0 、茶色い線をGND 、オレンジの線をGPIO14に接続。電池ボックスの導線も5V0とGNDに配線。 ![設置状態の写真](https://camo.elchika.com/2e1dbf1221df34441be8113b6e9a4fbe2c045ed6/687474703a2f2f73746f726167652e676f6f676c65617069732e636f6d2f656c6368696b612f76312f757365722f66336238363735322d663630612d343866342d613963622d3331306133646133386665322f39383466633466372d366631332d346665652d396132372d393831353230646131383637/) - ピンヘッダがついていたので挿すだけにしたところと、はんだ付けしたところとがある。 - 換気扇のボタンに設置。オン/オフ両方できるよう、2つのボタンの間にモーターを配置した。 - 電池ボックスもモーターと同様両面テープで固定している。 動作の方法 = REST APIを呼び出すことで指示を送る。PCからはコマンドラインで実行できる。iPhoneから制御したいので、ショートカットを設定。何分後に実行するかと、ON/OFFの機能を実装した。 ![ショートカットの設定1/3(クリックして拡大してください)](https://camo.elchika.com/9b01986cf7489b464eace005ba06fff3ab1a4ba6/687474703a2f2f73746f726167652e676f6f676c65617069732e636f6d2f656c6368696b612f76312f757365722f66336238363735322d663630612d343866342d613963622d3331306133646133386665322f63613439383336382d646131352d346134342d383139612d313335373364333934633132/) ![ショートカットの設定2/3(クリックして拡大してください)](https://camo.elchika.com/5d9ce3a37aa0bb0d2190f9f49fbe2ac49765424c/687474703a2f2f73746f726167652e676f6f676c65617069732e636f6d2f656c6368696b612f76312f757365722f66336238363735322d663630612d343866342d613963622d3331306133646133386665322f33346235303162372d663436302d343738312d386463652d306434633231633134393735/) ![ショートカットの設定3/3(クリックして拡大してください)](https://camo.elchika.com/257e21d5d4d2398d5830063139d629be6d26d5d4/687474703a2f2f73746f726167652e676f6f676c65617069732e636f6d2f656c6368696b612f76312f757365722f66336238363735322d663630612d343866342d613963622d3331306133646133386665322f38636239373336662d323530312d346565312d393662362d323661383630666564643632/) 最初なのでchannel/resource名がtest/resのままになっている ![動作時間の指定(クリックして拡大してください)](https://camo.elchika.com/e485411b1ca5baa7415a495ed1ea4cdb294f6ed4/687474703a2f2f73746f726167652e676f6f676c65617069732e636f6d2f656c6368696b612f76312f757365722f66336238363735322d663630612d343866342d613963622d3331306133646133386665322f33363034373533632d316666392d343231632d393866312d653533333336353939353230/) ![On/Offの指定(クリックして拡大してください)](https://camo.elchika.com/736bba4fc51ed26854502d637c7c8599ced91b4e/687474703a2f2f73746f726167652e676f6f676c65617069732e636f6d2f656c6368696b612f76312f757365722f66336238363735322d663630612d343866342d613963622d3331306133646133386665322f61356364363531302d346132632d346331632d623232662d633132383365663630316334/) おわりに = LAN内でのsocket通信も同時に動かせるが、家にいるときもネットにつながっている=MQTTで実行できるので、必要性は低い。 電池駆動はどれだけもつかわからないので、電圧監視もできるとよさそう。