ラズベリーパイでできること　スマートホームでの面白い使い方を紹介

こんにちは。ポン吉です。

2015年ころから自宅のスマートホーム化を進めてきたのですが、改めてブログを開設してみました。是非、たくさんの方々にラズパイによるスマートホーム作りを体験してもらいたい！

ラズパイ初心者の方でも、コピーするだけで難しい技術を簡単に動かせる！という記事をモットーに提供していきたいと思います。更新頻度は遅いと思いますがよろしくお願いします。

今回の記事を読めば「ラズパイでできること」と「面白い使い方」がわかるようになります。

それでは見ていきましょう～♪

　

ラズベリーパイを使ったスマートホームの紹介

スマートホームのシステム構成図

これまでに構築したスマートホームシステムの概要図を描いてみました。
文字が小さく見づらいので画像クリックして拡大してご参照ください。

　

　
各種センサやデバイスからのデータを収集。各ラズパイを使って家族向けの面白いアプリを書いて遊んでいます。

＼スマートホームでできることの記事一覧／

　

ラズベリーパイでできること　面白い使い方を紹介

スマートホームのシステム構成図を見て頂いてわかるように、中核を担っているのがRaspberry Pi(ラズベリーパイ)です。

ラズパイでできることについて、簡単な図にまとめてみました。

ラズパイでできることはたくさんあります！細かく書くと長くなりそうなので、ここでは５分類で簡単に図のみでの紹介とさせていただきます。

これら出来ることを組み合わせ、面白いアイデアの考え方と実装方法について紹介していきます。

ラズベリーパイを使った面白いアイデアの考え方

ここでは例として「近未来スマートホームのトイレ」をラズパイで作ることを目的とします。

先ほどの「ラズパイでできること」の図を眺めながら、トイレ活用アイデアを考えてみます。

「カメラ」「赤外線」「AI機械学習」「モータ」「センサ」を組み合わせてイメージしましょう。

イメージ浮かびましたでしょうか？　わたしのアイデア例をちょこっと紹介します。

１つ１つの部品を動かせれば、どんなくだらないアホなアイデアでも実現する事が可能です。

ネットで調べれば初心者でも簡単に出来る時代です。みなさんには是非アイデアを考える方に時間を使って頂きたいと思います。

このホームページでは「基本作ったものはすべて丸ごとコピーして使える形」であれこれ公開していく予定です。（ペースは遅いと思います・・・）

＼ラズベリーパイでできることの記事一覧／

市販品でなくラズベリーパイでスマートホーム化するメリット・デメリット

今はスマホアプリと連動したスマートホームのガジェットがだいぶ増えてきました。５年前ならともかく、あえて今ラズパイでスマートホーム化するメリット・デメリットについても触れたいと思います。

どこにも売っていないオリジナルアイデアを家族に使ってもらえるのが最高に楽しいと思います！「楽しみながら知識を習得し家族の役も立つ！」がラズパイの魅力ですね！子供と楽しみながら「どこにも売っていないオリジナルのおもちゃ」を作るのもおすすめです。

スマートホームのガジェットは製品ごとにアプリが別になるのでごちゃごちゃとしがちです。一方、ラズパイで自作する場合は１つのアプリに集約できるのでスッキリ。市販品とラズパイを連携させることで、市販品のアプリを使わずに制御できるケースもあります。

市販品のスマートさには敵いませんね。さすがにブレッドボードに配線むき出しで家に常設するわけにもいきません。来客者が来ても違和感がないようスマート設置(隠ぺい)が割と大変。

運用のしんどさは、運用効率化の勉強になるので単純にデメリットと言えないところ。システム障害時に音声合成やLine botで警告出すようにしていますが、面倒で放置プレイになる事が多いです。

特に電池交換が鬼門。3か月～6か月ごとに電池交換オジサンになる必要あり。あれ？逆にラズパイにこき使われているような（汗）

カメラやセンサによる情報取得は、家族であってもプライバシー侵害に該当するリスクがあります。事前に説明し合意を得るようにしましょう。

　　

ラズベリーパイによるスマートホーム運用で試行錯誤したこと

スマートホームのインタフェースをどうするべきか？

スマートホームは家族も使うので、ユーザ目線で「家族の役に立つシステム」を意識してアイデアを練りましょう。インタフェースは子供でも直感的に扱えるものを採用したほうが良いです。

結論を言うと我が家では「Line Bot」「Amazon Dashボタン改」の２種類しか定着しませんでした。

SlackやIFTTTはスマートホーム用途のためだけにインストールしてもらうのは抵抗感が強くNG。Lineは普段から利用しているため追加でインストールも不要で抵抗感なし！

また、ご家族に低学年のお子さんがいる場合はIoTボタンがおすすめです！寝室やトイレなどにIoTボタンを置き、ボタンが押されるとリビングのスピーカに喋らせて家族に連絡するナースコールのような用途が便利です。育児・介護されている家庭におすすめです。

ラズパイ音声認識による操作も導入していたのですが、最初だけですぐに飽きてしまい浸透しませんでした。頻繁に使うような機能であれば、IoTボタン化してしまうほうが誤認識もなくストレスフリーだったので。

個人的には「アレクサ～」とか喋って命令するのではなくこちらの状況を察して勝手に動いてもらう仕組みを考えていきたいです。　

※音声認識は今後の技術進化で再評価は継続していく予定です

ラズパイによるスマートリモコンの作り方の記事も参考にしてみてください。

AI(ディープラーニング)の活用により未来のスマートホームを実現！

AIの活用により、今までイマイチだったスマートホームの機能が格段に良くなります！非力なラズパイでも簡単な処理であれば可能。

監視カメラにAIを組み合わせる例がわかりやすいと思います。監視カメラを実装する場合、画像に動きがあった場合に通知する仕組みを作ると思うのですが、これだと誤検知が多いんですよね。

嵐の日とかは常時動体検知状態になり困ります（汗）閾値調整でチューニングするとしても限界があります。

そこで、動体検知後にAIにより「人が画像内に含まれているか？」という条件を付けると誤検知をほぼ無くせます！

また、上記は、来客者がインターホンを押した際に「性別、年齢、感情」を分析し、結果を画像に埋め込みLineに通知させています。ただ、現在はコロナ渦でマスク常用の世界となり認識率は悪化。今後はマスクあり画像で機械学習を進める必要があるのかもしれません。

＼ラズパイによるAI/機械学習でできることの記事一覧／

　　

ラズベリーパイで蓄積したデータから価値を見出せるか！？

ラズパイではGPIOにより簡単にセンサから情報を取得できます。温度、湿度という基本的なものからトイレの臭いまで（笑）ただ、正直なところ、活用方法がなかなか見出せないんですよね！

とはいえ、データを取らないと活用もできないので、まずはデータを収集するようにしています。私はiPhone経由でGPS情報を10分おきに収集してデータとして保管しています。５年前の5/14:15:00にどこにいたか？をトレースが出来ます。もう悪いことできないです（笑）

GPS情報はさすがに見せれないので、上記はスマートホームの温度・湿度情報だけ抜粋して紹介。活用方法としては、屋根＆外壁塗装を良いグレードで塗り替えた時に、本当に遮熱効果があったのか？を定量的比較ができるくらい。正直微妙・・・

トイレの臭いがどう活用できるかは未知数ですが、いつかデータが価値を持つ日が来ることを信じていろいろと無駄に集めていきます！

まとめ

コロナ渦で在宅勤務が中心に　～スマートホームも変化させていこう～

スマートホームといえば、GPS情報と連携したエアコンの自動ON/OFF、家族が全員外出時のみルンバによる掃除を実施する・・・という外出先からの操作がメインでしたが、在宅勤務となりほぼ大半の機能が未使用になりました　悲しい（涙）

今後はコロナ渦でも家族とわいわい楽しめるネタを作っていきたいです。ゲームのレベル上げ等を自動化したり、勉強を促進する「いい子ポイントシステム」を作ったり（謎）　ラズパイによるNintendo Switch自動化の記事も興味がありましたら参考にしてみてください。