はじめに

2019年、家にAmazon Echo PlusとPhillips Hueを迎え入れておうちをスマートホーム化しはじめました。「アレクサ、ただいま」で電気全部つけて、流しかけのSpotify流してくれるし、「アレクサ、おやすみ」でちょうどいい明るさにして1時間後に全部明かりが切れるようにしてくれるし、めっちゃ便利です*1。

そんな中家のトイレに一つ不満がありました。それは、明らかに電気スイッチがある場所がおかしい！！のです。

f:id:nyanco888:20191231175541j:plain — 我が家のトイレと洗面所のスイッチ。これ、玄関にあります。

これだけ見てもよくわからないので、間取り図的なやつがこちら。

f:id:nyanco888:20191231175557j:plain

わかりますかね？普通に電気つけてトイレ行こうと思うと、青の導線を通ることになるのですが、狭い廊下にある引き戸のため、ドアを開けるとスイッチとかぶって押せないため、洗面所へのドアは閉めたままスイッチつけて、ドア開けて、さらにもう一つドア開けてやっとトイレです。

結構面倒臭いです。

なので、大学とかビルにあるみたいに、生体反応式で電気つく方式になればいいなーーと思ってました。

そんなこと思ってる時に、大学でふとRaspberry Piを見つけました*2。実際ラズパイは今まで触ったことなかったのですが、からあげさんのブログ*3とかはよく見ていたので、色々できるなんかすごいちっちゃい奴！*4という認識はありました。

大学としては自由に使って良いとのことだったので、ありがたく頂戴*5して、ラズパイでトイレの電気自動化を試みることにしました。これはその記録です。

手順

準備したもの

Raspberry Pi 3B+*6
赤外線人感モジュール*7
ジャンプワイヤ（メス-メス）*8
Phillips Hue 電球 *9
Phillips Hue ブリッジ*10

人感センサーとジャンパワイヤはAmazonで買いました。

f:id:nyanco888:20191231201200j:plain — 購入した赤外線人間モジュール（3個で800円ぐらい）と、ジャンプワイヤ。絶対こんなに本数いらない。

f:id:nyanco888:20191231201054j:plain — 購入した赤外線人間モジュール（3個で800円ぐらい）と、ジャンプワイヤ。絶対こんなに本数いらない。

ラズパイのセットアップ

ググればいろんな方の記事が参考になると思うのですが、自分はからあげさんの記事を参考にしました。

karaage.hatenadiary.jp

といっても最初からOS入ってるSDだったので繋いで少し設定いじるだけでした。

あとはsshで手元のmacから操作できるようにします。この辺りの記事が参考になります。

qiita.com

ラズパイと人感センサーモジュールを接続

f:id:nyanco888:20191231204218j:plain

センサーモジュールの方は左から順に+, out, -（緑、黄、黒のワイヤー）です。なので、ラズパイの方には順に、DC5V（02or04)、Ground、GPIO18に繋ぎました。ピンを繋ぐ時は電源を切ってからです。

f:id:nyanco888:20191231205020p:plain — Raspberry Pi 3のGPIO位置

なおセンサーの感度はこちらのつまみで調節できるみたい。

f:id:nyanco888:20191231205401j:plain — 赤外線人感センサーの感度調節つまみ

写真で見て左側のつまみがDeley Time Adjustで遅延時間の調整（つまみを右に回すと、検知時間がゆっくりになる）、右側のつまみがSensitivity Adjustで感度の調整（つまみを右に回すと、感度が敏感になる）です。後で適度に調整します。

Phillips Hueとの接続について

Hueとの接続はAPI *11を用いて行います。下記URLにアクセスすれば、LAN内にあるHue BridgeのIPアドレスを取得することができます。

https://www.meethue.com/api/nupnp

取得したアドレスを入れてhttp://Hue BridgeのIPアドレス/debug/clip.htmlにアクセスすれば、

f:id:nyanco888:20191231211429p:plain

このようにAPIをいじれる画面になります。それぞれAPIのURL、Request body、Responseです。

まずユーザーを作成するため、Hueブリッジ本体のボタンを押してから

f:id:nyanco888:20191231201211j:plain — Hueブリッジ。この真ん中がボタンになっています

URL：/api

Message Body:{“devicetype”:”myhue（ここはなんでもいい）”}

でPOSTします。

すると

[
    {
        "success": {
            "username": "自分のusernameが得られる"
        }
    }
]

となり、ここで得られるusernameをコピーします。

そしてURL欄にapi/取得したusername/lightsとしてGETすると、以下のようにブリッジに繋がっているHueのライトの一覧の情報がJSONで取得できます。

{
    "7": {
        "state": {
            "on": false,
            "bri": 254,
            "ct": 366,
            "alert": "none",
            "colormode": "ct",
            "mode": "homeautomation",
            "reachable": true
        },
        "swupdate": {
            "state": "noupdates",
            "lastinstall": "2019-11-09T01:27:23"
        },
        "type": "Color temperature light",
        "name": "ホワイトライト1",
        "modelid": "LTW001",
        "manufacturername": "Philips",
        "productname": "Hue ambiance lamp",
        "capabilities": {
            "certified": true,
            "control": {
                "mindimlevel": 1000,
                "maxlumen": 806,
                "ct": {
                    "min": 153,
                    "max": 454
                }
            },
            "streaming": {
                "renderer": false,
                "proxy": false
            }
        },
        "config": {
            "archetype": "sultanbulb",
            "function": "functional",
            "direction": "omnidirectional",
            "startup": {
                "mode": "safety",
                "configured": true
            }
        },
        "uniqueid": "00:17:88:01:04:7e:76:70-0b",
        "swversion": "5.127.1.26420"
    },
    "8": {...繰り返し

ここから、操りたい電球のIDや操りたいJSON構造を確認することができます。例えば、この7番の電球の電気を点灯させたければ、 http://IPアドレス/api/username/light/7/state で、

{'on':True}

とPUTすれば電球を点灯させることができます。

これで、操りたい電球のAPIも確認できました。

ラズパイ側からセンサー入力とHueへの出力をプログラムする

あとは、ラズパイ側でセンサーを認識し、センサーがONになったら電球をONにするプログラムを作成すれば完成です。

#coding=utf-8
#!/bin/bash
#!/usr/bin/env python3
from datetime import datetime
import time
import datetime
import RPi.GPIO as GPIO
import requests


# 1秒ごとにセンサー確認
INTERVAL = 1
# 一度電気をつけたあと2分間はセンサー確認を止める
SLEEPTIME = 120
# 使用するGPIOは18番（繋いだピン位置による）
GPIO_PIN = 18

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(GPIO_PIN, GPIO.IN)


def turning_hue(ID, status):
    HUE_API = 'http://IPアドレス/api/username/lights'
    requests.put(HUE_API + '/ID/state', json = {"on":status})


if __name__ == '__main__':
   try:
        cnt = 1
        day = datetime.date.today().strftime('%Y/%m/%d')
        while True:
            if day == datetime.date.today().strftime('%Y/%m/%d'):
                # センサー感知
                if(GPIO.input(GPIO_PIN) == GPIO.HIGH):
                    print(datetime.datetime.now().strftime('%Y/%m/%d %H:%M:%S')+
                    "：本日" + str("{0:02d}".format(cnt)) + "回目のトイレでの人感知")
                    cnt = cnt + 1
                    turning_hue(1, True)
                    time.sleep(SLEEPTIME)
                # センサー感知オフ
                else:
                    print(datetime.datetime.now().strftime('%Y/%m/%d %H:%M:%S') +
                    "：" + 'トイレに人はいません')
                    turning_hur(1, False)
                    time.sleep(INTERVAL)
            else:
                day = datetime.date.today().strftime('%Y/%m/%d') 
                cnt = 1
    except KeyboardInterrupt:
        print("終了処理中......")
    finally:
        GPIO.cleanup()
        print("GPIO is cleaned.")