[僕ガレリモートファクトリー計画第伍弾] ガレージ外部からPC，マイコン操作してみよう その1：Raspberri Pi, NodeMCUの利用

どうも前回はネットワーク構築でやらかしたITシステム素人系，IoT担当のｍath03です．

なんだかんだでネットワーク構築ができ，様々な機器を動かせる準備ができたので，今度は

①PCの電源ON/OFF操作をできるようにすること

②その他の機器をリレーやモーターなどで制御すること

を目指して色々とトライしてみました．

まず①PCの電源操作については，常に起動しているVPNサーバーを起点として，他のPCの電源を操作することにしました．

方法としては，シャットダウン状態のPCに対して，マジックパケットというデータを送り込むことで電源を入れることができます．昔，遠隔操作に興味があった時に知識として得たのですが，詳しい内容は不明だったので早速具体的な方法を調査．

どうやら，BIOS/UEFIの設定とOSの設定が必要ということで，ちゃちゃっと設定．

調べる過程で，マジックパケットをボタン一つで送ってくれるソフトnWOLを発見したので，早速VPNサーバーになってるPCにインストールしました．ソフトはこんな感じです．

これで画像の電源ボタンを押すと電源がONできる(Wake On LAN/WOL)ようになったのと，登録したネットワーク上の機器の電源ON/OFF状態も監視できるようになりました！すごい便利！

現状は有線LAN接続PCのみWOL対応しましたが，時間がある時に無線LAN接続PCも対応したいと思います（できるようですが，難易度が高いそうです）．

次に②その他の機器をリレーやモーターなどで制御する場合，マイコンを使う必要があります．

まずは汎用的に使えるものとして，スイッチの電源を物理的にON/OFFする”Switchbot”のようなものを作りたい！　と思い，PCから送信された情報を，無線でマイコンが受け取り，サーボモータを動かすような方法を調べました．

すると，NodeMCU(マイコン)，SG90(サーボモータ)を組み合わせると1000円程度と非常に安価にスイッチ制御できる！　ということが分かったので，早速購入．

なお，NodeMCUは以下の特徴があり，無線通信で機器を動かしたい場合，比較的容易に導入可能なため，今回のテストおよび実際の利用においてもうってつけでした．

• 非常に安価
• Wifi通信が可能
• Arduino IDEが利用可能

次に通信方法をどうするかということで調査を行ったところ，

以下の特徴を持つMQTTという方式を導入することにしました．

• 多数相手への通信が可能（1⇔多，多⇔多）
• 通信が不安定な環境でも安定した処理が可能
• 通信データ量が小さい　等

通信のイメージ図は次の通りです．

Publisherから情報を送信して，Brokerで一度情報を受け取り，そこからSubscriberで情報を受信するという手順になります．

例えば，①パソコンからの命令をマイコンが受信してモータを制御したり，②センサのデータ(温度等)をマイコンを通して，パソコンでその情報を確認したりすることができます．

もちろんすべてが同一ネットワーク上にある必要はなく，Brokerはクラウドサーバーのように外部のものを使うこともあります．

今回は，①についてすべて内部ネットワーク上で動作するか確認しました．

まず，BrokerをRaspberry pi上に作りました．方法はMosquittoというアプリをインストールするだけです．

次に，マイコン側に情報を送信するための方法が必要になります．調べたところ，MQTTBoxを使い，値を入力するとサーボモータが動くようになるそうです．

操作状況はこんな感じです．方法はOsoyooという会社が公開している内容を参考にしました．

ただ，MQTTBoxは実験には良さそうだけど，ぱっと見で使いにくそうだし，Webアプリか携帯アプリで分かりやすく操作できるとよいなぁ．と思い，そこでふと"○○を使えばできるんじゃないか"と思い出したところで，今回の話は終わり．

次は簡単にWebアプリを作って，モータの操作した内容を報告しようと思います．

※お金があって時間をかけずに，色々とリモート化をしたい人は，switchbotを使うとよいと思います．単に電源スイッチのON/OFFだけでなく，スマートスピーカーなどの遠隔操作もできるようになります．