【授業☆しょ~かい】『IoT不法侵入者警戒システム』をつくろう!~IoTなしver.が完成! 電子技術科(都留キャンパス)No.121

2019年12月03日

こんにちは。あんどくんです。
電子技術科をPRしているよ!
みんな、令和元年もリアルに応援よろしくね (*´ω`)/
今日、令和元年11月27日(水)の後編は、3,4限に おじゃました2年生の『通信工学実習』を紹介するよ。

 

この授業では、『IoT不法侵入者警戒システム』をつくるために、これに必要な技術を基礎から学んでいるんだよ。
前回は『パイソン言語』のプログラムで、超小型PC『ラズベリーパイ (ラズパイ) 』による、デジタル信号の入出力について学んだんだ。これを使って、今回は『IoT不法侵入者警戒システム』(IoTなしver.)を完成させるよ。

 

人間が目で見た情報は、電気信号に変換されて、脳に送られるんだ。脳では、電気信号を分析して、それに応じた命令を身体の各部分に送るんだよ。
ここで、目に対応するのが『センサ』で、脳に対応するのが『ラズパイ』のプログラムなんだよ。『ラズパイ』のプログラムの部分については、前回まで学んできたんで、今回は『センサ』について学んでいくよ。

 

センサ』が何らかの変化を検出すると、その変化に応じて『センサ』にも変化が起きるんだよ。たとえば、光センサのCdSだったら、明るさの変化を検出すると、CdSの抵抗値が変化するんだよ。
センサ』の変化を『ラズパイ』に送るには、『センサ』の変化を、いったん電気信号に変換しなきゃならないんだよ。

 

電気信号は、

  • デジタル信号
  • アナログ信号
  • ある「規則」にしたがって変化するデジタル信号

の三つに分類できるんだ。

 

写真は『IoT不法侵入者警戒システム』で使用するリードスイッチ (写真左) だよ (写真右は、磁石だよ)。

 

ここで、リードスイッチの動作原理を学んだんだ。一言で簡単にいうと、リードスイッチは、磁石が近づくとONになって、 磁石が遠ざかるとOFFになるスイッチなんだよ。

 

なので下の写真 (左の回路) みたいに、リードスイッチで『スイッチ回路』を構成すると・・・
磁石が近づくと『スイッチ回路』の出力が0Vで、遠ざかると3.3Vの電気信号になるんだ。しかも0Vと3.3Vの二つだからデジタル信号だね。ってことは『ラズパイ』のGPIOポートに入力できるね。

 

そうなんだよ。たとえば、リードスイッチと磁石を、引き戸に仕掛けとくんだよ。そうすれば、外部からの侵入者が引き戸を開けたことを『ラズパイ』に知らせることができるし、侵入者を威嚇 (いかく) するためにランプを光らせたり、ブザーを鳴らすことだってできるんだ。
これが『IoT不法侵入者警戒システム』 (IoTなしver.) の原理なんだよ!

 

さっそく『IoT不法侵入者警戒システム』(IoTなしver.) をつくることになったんだ。外部から侵入者があったら、LEDを光らせることにしたんだ。
ブレッドボードに回路を組み立てて『ラズパイ』のGPIOポートに接続するんだよ。接続が終わったら『パイソン言語』でプログラムを作成するんだ。

 

回路とプログラムが完成したよ!
リードスイッチから磁石を遠ざけると・・・
LEDが光ったよ!
というわけで『IoT不法侵入者警戒システム』(IoTなしver.) が完成!!

 

ちなみにプログラムは、こんな感じだよ!
いまみたいに『センサ』からの信号が 『デジタル信号』の場合は、GPIOポートが使えたから、よかったんだけど・・・

 

センサ』からの 信号が『アナログ信号』の場合には、『AD変換器』で『アナログ信号』をいったん『デジタル信号』に変換しなきゃならないんだ。
でも、残念ながら『ラズパ』には、『AD変換器』の機能が搭載されてないんだよ。

 

そこで『AD変換器』を『アナログ回路』でつくることになったんだよ!
今日の授業はココまで。つづきは次回だよ。

 

時間なんで『電車』で帰るよ ≡3

 

みんな、今日も1日おつかれさま ☆彡
『IoT不法侵入者警戒システム』(IoTなしver.) が完成したんで、つぎからはIoT化に向けてだね!
今日も『産短大の毎日』をみてくれてありがとう!
また、明日からがんばろっ٩( ‘ω’ )و

それじゃ ≡3 ≡3 ≡3

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