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Raspberry Pi ZeroでIoTプラレールを作ってみよう~プラレールに基板を実装する

Raspberry Pi Zeroではじめよう! おうちで楽しむIoTレシピ 第9回

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2018/12/27 11:00

 この連載では、約650円で買えるマイコンボードRaspberry Pi Zeroを使って、ITエンジニアがIoTを学べたり、家族で楽しんだりできるIoTレシピをご紹介していきます。今回は、Raspberry Pi Zero Wをプラレールの貨車に搭載し、Webアプリで「IoTプラレール」を制御する方法をご紹介します。

目次

 第1回 650円で買えるマイコンボード「Raspberry Pi Zero」でIoTをはじめよう! ~環境構築とLチカのレシピでもご紹介した通り、筆者はIoTプラレールを作ることを目標にRaspberry Pi Zeroと電子工作を始めました。

 本記事は、これまで試行錯誤してきたレシピの集大成となります。なお、このWebアプリは第4回「Raspberry Pi Zero WとAzureで、Webから操作できるIoTクリスマスツリーを作ってみよう」で紹介したプログラムの応用編です。

 IoTプラレールを制御する仕組みについて、大まかには以下の流れになります。

  1. ブラウザ上でWebアプリの【発車/停車】ボタンを押す(MQTT Publisher)
  2. MQTT Brokerでメッセージを受け取る
  3. Raspberry Pi Zero Wでメッセージを受け取り(MQTT Subscriber)、モーターの制御をする(GPIO)

 まずは、プラレールと貨車を改造して準備し、Raspberry Pi Zero Wにつなげます。そして、AzureのPaaSのサービスである「Azure App Service」でPHPをインストールし、PHPで動作するWebアプリを準備します。

 Webアプリのボタンを押すことにより、メッセージ(データ)が送信されます。その時、MQTT(Message Queue Telemetry Transport)という通信プロトコルを使用し、メッセージはMQTT Brokerに送信されます。その後、Raspberry Pi Zero WでMQTT Brokerのメッセージを受け取り、モーターを【発車/停車】させます。

 Azure App Serviceの詳細については、マイクロソフトの公式ドキュメントをご覧ください。

用意するもの

製品名  メーカーまたは販売元
プラレール EH200ブルーサンダー S-52など
※単2電池で動くプラレール
タカラトミー
プラレール KF-10 トミカ搭載貨車 タカラトミー
Raspberry Pi Zero W(ピンヘッダ実装済みであること、またはRaspberry Pi Zero WHでも可) スイッチサイエンス
プロトタイピングボード ProtoZero Pimoroni
ブラシモーター制御IC「ROHM BD65496MUV」  スイッチサイエンス
2ピン JST プラグ コネクタ ケーブル ワイヤ オス+メス 100mm  GAOHOU
DC-DCコンバーター 「POW00900M」 Seeed Studio
ミニ四駆用パーツ GP.343 マルチセッティングウェイト タミヤ
Canvas 3200mAh IoT機器対応 モバイルバッテリー ホワイト CHE-061 cheero

 入手が難しい場合、以下の代替品を検討してください。

注意点:プラレールに使われる電池の種類

 プラレールの車両は単2電池または単3電池を利用するモデルがあります。単2電池で駆動するモデルの方が改造しやすいので車両を選ぶ時には注意しましょう。

 なお、単3電池モデルの場合は、今回紹介する手順の通りに改造することができないのでご注意ください。

 商品リニューアルのため、これまで単2電池で駆動するプラレールが単3電池モデルになっている場合がありますので、ご購入時には商品の仕様を十分に確認することをおすすめします。


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著者プロフィール

  • 平 愛美(タイラ マナミ)

     熊本県出身のITエンジニア。2児の母で、趣味は写真とグルメ。最近はRaspberry Pi、Arduinoを使った家庭内IoTについて日々研究するIT系母ちゃんとして活躍中。主な著書は、『改訂3版 Linuxエンジニア養成読本』(寄稿、技術評論社 刊)、『Linuxシステム管理標準教科書』(共著、...

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