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Raspberry Pi と irMagician を使って家をスマートホーム化する

暑い季節になってきました。夏の自由研究ということで電子工作と IoT に挑戦したいと思います。

エアコンをリモートコントロールできたら快適だなぁと思ったので、家をスマートホーム化してみました。

HomeKit と Homebridge

まずどうやってスマートホーム化するか。

iOS の Homekit というものを使えば iPhone から Homekit 対応した家電を操作できます。

今後 iOS 10 で Home アプリケーションも出て対応製品も出てくるはず、でも現在日本ではこれを扱った製品はあまり多くありません。

で既存製品でも対応できるよう Homebridge という Node.js のライブラリが公開されています。

nfarina/homebridge https://github.com/nfarina/homebridge

今回はこの Homebridge を使って開発しようと思います。

Raspberry Pi と irMagcian

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左が irMagcian、右が Raspberry Pi 3のモデル B

いつでも家電を操作できるよう homebridge を常に起動しておきたいので、サーバを用意する必要があります。なので以前から気になっていた Raspberry Pi を買いました。4000 円で安くてびっくり。

Raspberry Pi https://www.raspberrypi.org/

合わせてエアコンや照明を操作するため赤外線モジュールの irMagcian を買いました。これも 4000 円。

irMagcian http://www.omiya-giken.com/?page_id=837

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ケースに入れて USB で接続

Raspberry Pi の設定をする

Raspberry Pi はスマートホーム用サーバにする予定ですので、家の中心に設置しました。

あとは以下の手順で設定しました。

  • Raspberry Pi の公式サイトで「NOOBS」をダウンロード
  • マイクロ SD にフォーマットして「NOOBS」を書き込む
  • Raspberry Pi にマイクロ SD とマウス、キーボード、HDMI を接続する
  • microUSB ケーブルをつなぎ電源を入れる
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起動時

OS「RASPBIAN」インストール後、言語や LAN など設定します。

その後コンソールからsudo apt-get updatesudo apt-get upgradeしてアップデート

apt-get install fonts-ipaexfontで日本語フォントのインストール

ローカル IP 固定とポート開放して認証鍵で Mac から ssh で接続できるようにします

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デスクトップ画面

irMagcian の設定をする

以下の URL で紹介されている irm.py を利用しました。

小型赤外線(IR)リモコン irMagician ファースト・インプレッション http://netbuffalo.doorblog.jp/archives/4872290.html

# sudo apt-get install python-pip
# sudo pip install pyserial

以下のコマンドでエアコン、ライト、テレビなどのリモコンを学習させます。

これでコマンドさえたたけば家電を操作できるようになりました。

// エアコンの赤外線をirMagcianにキャプチャします。
$ python irm.py -c

// キャプチャしたデータをファイルとして保存します。
$ python irm.py -s -f ./data/fan/on.json

// 保存したデータを実行します。エアコンがつきます。
$ python irm.py -p -f ./data/fan/on.json

Homebridge の設定をする

以下の URL にならって Homebridge をインストールし、デーモン化します。

Running HomeBridge on a Raspberry Pi https://github.com/nfarina/homebridge/wiki/Running-HomeBridge-on-a-Raspberry-Pi

Homebridge を使ってコマンドをたたけるようにプラグインをインストール。

$ sudo npm install -g homebridge-cmd

.homebridge/config.json の設定ファイルを編集します。

{
  "bridge": {
    "name": "Homebridge",
    "username": "CC:22:3D:E3:CE:30",
    "port": 51826,
    "pin": "031-45-154"
  },
  "description": "test",
  "accessories": [
    {
      "accessory": "CMD",
      "name": "テレビ",
      "on_cmd": "sudo python irm.py -p -f ~/.homebridge/data/tv/on.json",
      "off_cmd": "sudo python irm.py -p -f ~/.homebridge/data/tv/off.json"
    },
    {
      "accessory": "CMD",
      "name": "ライト",
      "on_cmd": "sudo python irm.py -p -f ~/.homebridge/data/light/on.json",
      "off_cmd": "sudo python irm.py -p -f ~/.homebridge/data/light/off.json"
    },
    {
      "accessory": "CMD",
      "name": "寝室のエアコン",
      "on_cmd": "sudo python irm.py -p -f ~/.homebridge/data/fan/on.json",
      "off_cmd": "sudo python irm.py -p -f ~/.homebridge/data/fan/off.json"
    },
    {
      "accessory": "CMD",
      "name": "リビングのエアコン",
      "on_cmd": "sudo python irm.py -p -f ~/.homebridge/data/fan2/on.json",
      "off_cmd": "sudo python irm.py -p -f ~/.homebridge/data/fan2/off.json"
    }
  ]
}

sudo service homebridge restart で設定ファイルを反映します。

iPhone から使ってみる

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HomeKit 対応アプリケーションから設定します。Insteon とういうアプリケーションが有名みたいですが、自分は iOS 10 ベータにアップデートして Home アプリケーションを使っています。 Siri もしくは Home アプリケーションから登録した家電のコントロールができるようになりました。

また AppleTV か iPad を持っている人は外からのコントロールやオートメーション機能が使えます。 オートメーション機能では、時間や場所を起点として家電のオンオフを自動化できます。以下のようなことができます。

  • 家から離れた時にエアコンとライトをオフ
  • 家から近付いた時にライトをオン
  • AM2:00 にエアコンをオフ

以上でスマートホームの完成です。 今後やりたいことはこいつを BOT 化して Slack からコントロールできるようにしたり、Arduino も買ったので連携させたりしたいです。