使って手軽にIoT化・見える化!IoT/Web/プログラミングTwitter2022.09.23スポンサーリンク今話題のCO2の注意喚起システムのプログラミングに挑戦したい!サクッと自分でセンサを使ってIoTを作ってみたい!IoTがブームになっており、いたるところでプログラミング人気がでています。今はコロナの影響もありCO2の注意喚起システムが話題を集めています。お金はかけられないけど、自分で簡単なシステムが作れたらいいなあと思っている人も多いはず。この記事をかいたヒトはどんな人?10年以上構造設計で現場で設計。シミュレーションからVEを用いたコストダウンも実施。最近はラズパイとPythonを使って簡単にIoT化できるプログラミングに挑戦中~。Ruizi54この記事では、USBで接続できるCO2センサ、ラズパイおよびPythonを使ってIoTの簡単システムの方法を解説していきます。この記事を読むことで、初心者でも簡単にCO2センサを使ったIoTシステムをつくることことができます。書籍やネット情報だけではたどり着けない内容まで掲載しています。初心者でも順に作業を追えば自分でIoT化を実現することできます。sheetに保存プログラムの実行と中身について完成状態と動き最後に:USBタイプのセンサを使って簡単にIoTを学ぼう!スポンサーリンク今回使用する準備物(Python含む)今回使用するモノは次の通りです。プログラミング言語は「Python」を使っています。カードそれぞれの準備物について詳しく説明していきます。USB-C電源アダプタスイッチ付き口コミを見るAmazon楽天市場Yahooショッピングポチップ初心者の方にオススメキットを選びました。ポイントしては次の通りです。OSがプリインストール。CPUなどに放熱フィンがある。ON/OFF付電源アダプタ付である。モニタ用の専用ケーブルがついている。ほかにもラズパイの種類はあります。詳しくラズパイについて知りたい方は下記の記事に詳しく記載しています。【IoTとPythonに触れる!】構造設計者がラズパイでプログラミングに挑戦!ラズパイについてもっと知りたいならこちら!PythonPythonとは、1991年にオランダのグイド・ヴァン・ロッサムが開発した言語です。読みやすく、かつ効率がよいコードをできる限り簡単に書けるように目指された言語であり、次の特徴があります。いくつも手法を用意せず、方法が1つだけ。シンプルで比較的に覚えることが少ない。1行で多くの処理を記述できる。標準ライブラリが豊富。Python向けの応用モジュールも豊富。AI、機械学習に取り組みやすい。Webへのアクセスなどがしやすい。比較的、プログラミングを直感的に読むことができるので、Pythonはプログラミングに触れていない方にもオススメだよ。(5V、300mA)自動キャリブレーションでCO2と温度測定できます。USB接続で挿すだけですぐに使用できます。その上、(株)村田製作所でも使用されているので安全・安心のシステムです。CO2-miniはUSBに挿すだけ使用でき、さらに測定精度も高いので大変安心して使用できます。Amazon調べ)口コミを見るAmazon楽天市場Yahooショッピングポチップキーボードとマウスは、現在持っているもので十分問題ありません。購入したいという人向けにワイヤレスマウス付きキーボードを載せておきます。現在はワイヤレスマウス・キーボードが中心です。ラズパイ4はでもワイヤレスマウス・キーボードは使えます。私もワイヤレスキーボード・マウスを使っているよ。Amazon調べ)口コミを見るAmazon楽天市場Yahooショッピングポチップラズパイ4を通常使用するには5V・3Aのアダプタコンセントプラグが必要です。その場合、コンセントから少し離れて作業ができません。そこに登場するのが、モバイルバッテリーです。5000」は5V・3Aの出力を出してくれるので、ラズパイにも使用できます。スマホであれば5V・3Aも必要ないよ。3Aという大きな電流を出力できるモバイルバッテリーは少し特殊だから入手性も若干悪い。ネットなどで見つけたときにぜひ買っておこう!モバイルバッテリーがあると好きなところでラズパイを使って水の測定ができます。スマホ充電にも使えるので1台は持っておいて損はありません。目次へ戻るCO2注意喚起システムのプログラミングに挑戦!ではCO2の測定していきます。大まかな流れは次の通りです。動きとしては、フロー図に詳細を記載しますが、大きくは次の通りです。ターミナルに実行コマンドを打ち込んで測定開始。CO2濃度と温度を測定。測定された値をクラウド(Googleスプレッドシート)にリアルタイム保存。「ctr+c」コマンドでプログラムすべてを終了。OSインストール済みだと思うけど、さらにボタンなどのを動かすためのモジュールをインストールする必要があるよ。最初は少しめんどくさいけど、一度やれば後は何もする必要がないから、はじめだけ辛抱してね。ラズパイ初期設定パッケージマネージャの更新を行い、OSの最新バージョンを行います。今回はOSにすでにインストールされているモジュール・ライブラリで動作が可能です。ここでは、システムにインストールされているモジュールやライブラリの更新だけ行っておきます。-yアップデートしなくても作成できると思うよ。Viewerのインストールネットワーク経由で、ラズパイの操作を別のPCから操作するための無料ソフトをインストールします。Viewer」というソフトです。Computing)ラズパイ側にはソフトが入っているので、インストールはPC側だけです。同一Wifi以外に異なるWifiでも使用可能なので、外から家にあるラズパイを操作することが可能です。Viewwerのサイトに入ります。以下のところからサイトに入ることができます。Viewerをクリックします。Viewerをインストールします。Viewerの設定ラズパイをパソコンから遠隔操作する手順は次の通りです。今回は、同じWiFi環境で使う場合の設定を行います。サインインは同じメールアドレスでの登録をPC側とラズパイ側でしておく必要があります。ラズパイ側のIPアドレスのメモ、およびVNCを起動する。パソコン側のIPアドレスを起動し、IPアドレスとパスワード(ラズパイで設定しているパスワード)を入力します。ラズパイ側のはIPアドレスをメモします。IPアドレスを打ち込んで「Enter」を押します。Viewerの接続は完了です。Viewerの接続はできます。使用することはありませんが、ラズパイとスマホなどで接続もできますので、一度チャレンジしてください。GitHubでco2-monitorのプログラムをインストールCO2-miniセンサをラズパイで動かすpython用のプログラム言語は、GitHubで無料でダウンロードできます。GitHubではプログラムファイルを保存・公開ができます。最近は複数人でプロジェクトを行うときに良く使用されるよ!以下の内容をラズパイのターミナルに打ち込んだ後、「Enter」を押してください。https://github.com/t24kc/co2-monitor.gitファイルの中身は愚次の通りです。最終的に使うファイルは、「handler.py」になります。日本人の方が作成したプログラム言語が無料でとれる!GitHubのco2-monitorのプログラムのサイトを見るそのあとにpythonライブラリーをインストールしてください。sheetを操作することができるライブラリ。Platformで発行する承認情報を操作できるライブラリ。おき)で同じ作業を実行できるライブラリ。list」を押して、3つのライブラリがインストールできているか確かめてください。事前にgoogleのアカウント登録をしておいてください(無料)。Platformのプロジェクトを作成。sheetのAPIを有効にする。認証情報を登録し有効にする。図で順に解説していきます。Platformのサイトへ入ると「コンソール」をクリック「無料で開始」は押さないこと。利用規約:2つともチェックを入れる「プロジェクトの選択」をクリックします。新しいプロジェクトをクリックします。次の項目を記載します。場所:組織なし作ったプロジェクト名選びます。認証情報の登録を行っていきます。鍵を作成していきます。Platformの無料登録はここで終了です。sheetの設定を行っていきます。gmaiをあらかじめ登録しておく。sheetにgmailを登録する。sheetを新しく立ち上げる。ファイル名を記載する。sheetに共有させる。登録したgmailに「アドレス不明」のメールが来ているか、確認する。sheetの設定ができていれば、登録しているgmailに「アドレス不明」というメールが届くよ!メールが来ない場合は、設定がうまくいっていない可能性があるから、もう一度やってみてね!プログラムの実行と中身についてプログラミングの流れは次の通りです。「handler.py」はダウンロードした状態ではCO2しか保存されないようになっています。よって、気温も保存できるように少し、プログラミングを変更します。main()プログラミングの変更が終わった後、ターミナルから許可を行います。ターミナルには次の内容を打ち込みます。sheetのシートIDは、「~d/********/edit・・・」の間がシートIDになります。日付、時間、CO2、気温が動き出せば問題ありません。5」で5秒ごとに表示出力をしている。SheeのシートIDを指定しているよ!プログラミングにエラーが生じる場合は、以下の内容をやってみてください。USBの読み取りエラーキーボード、マウス、CO2-miniセンサがUSBに刺さっている場合、いったんすべて取り外してください、その後、CO2-miniセンサから挿し直してください。「lib(フォルダ)」、「Sensor(フォルダ)」「handler.py」、「README.md」、「requirements.txt」のフォルダ・ファイルをラズパイの「pi」フォルダ直下にコピーしてください。Sheetにリアルタイムに保存されます。Googleスプレッドシートにリアルタイムに保存されるので、いちいちラズパイを直接見なくても時間による変化が簡単にわかるね!まさにIoTだね!ビルにはなりますが、厚生労働省が「冬場における換気の悪い密閉空間を改善するための換気」ついての資料をまとめられています。ここに記載されている基準は次の通りです。40%~70%CO2濃度の基準の目安としては、1つは1,000ppmであることがわかります。CO2-miniセンサを使えれば、電子回路設計の必要もなく、ラズパイやパソコンの簡単な設定だけで簡単にIoTが実現できます。目次へ戻る最後に:USBタイプのセンサを使って簡単にIoTを学ぼう!今回はCO2濃度と気温をクラウドにリアルタイムに保存するシステムを作ってみました。そのメリットとデメリットは次の通りです。メリットデメリットUSB接続なので、簡単。数万円でIoTを実体験できる。Pythonの学びが少ない。セキュリティに少し不安がある。簡単にクラウド化をはじめたいなら、USB対応のセンサは便利だよ!今回のまとめです。Pythonとラズパイを使うことで簡単にIoTを実現できる。Googleが展開しているサービスを使うと無料で簡単にクラウド化を実現できる。USBタイプのセンサを使うことで、電子回路を回避できるので取り組みやすい。自分でドンドンチャレンジをしてIoTを習得してください。構造設計者がプログラミングを学んだ方が良いオススメ理由と勉強法を解説しています。興味があれば、ぜひ読んでみてください。SDKを使ってAIを実現する方法を解説!ChatGPTの出現で域にAIブームが来ています。製品側もIoTやAIの波にがきています。CADだけでなくAIについても学ぶ必要があります。実際にどのように学べばよいかわからない状況の方が多いのでまずは実際にAI解析体験を通してAIとはどういったものかがわかればと考えています。当記事ではWindowsで簡単にAI解析ができる方法を具体的に記載しています。初心者にもわかりやいので、ぜひ読んで実践してください。AIなど多数のAIツールを最近でています。構造設計者をはじめとした日本人のAIツール使用率は他国と比べると圧倒的に低いです。これからの時代、かならずAIは必須になってきますので、今の内からみんなが使っているAIツールは抑えておく必要があります。構造設計者をはじめとした初心者におすすめAIツールを紹介します。12年!今は応力解析、レンズ設計、熱解析からプログラムまで幅広く実施しています。Pro)を使って色々な形を生産中しています。構造設計者として実際に体験した経験をブログにして発信しています。→スタサプで教養力UP!。