2日目開催日までの準備

目次

• Raspberry Piについて
• プロジェクトに関係なくまず必要な準備
  • Kintone Developer Licenseの取得方法
• プロジェクト1：定点観測
• プロジェクト2：動体検知
  • HC-SR501の確認方法
• メモ

Raspberry Piについて

このワークショップではRaspberry PiとKintoneを使います。この2つをざっくり理解するために、まずは以下のページをお読み下さい。

• Raspberry Piとは
• Kintoneとは

プロジェクトに関係なくまず必要な準備

ワークショップ2日目は、1日目にやったことを前提に進めます。まずは、1日目のために準備したことを再確認・思い出して下さい。例えば、ラズパイの名前（hostname）とパスワード、GitHubのユーザー名とパスワードなどが、すぐに分かる状態にしておいてください。

また、1日目のために購入した機器を再度手元に準備しておいてください。そして、以下の作業をお願いします。できればお子さんと一緒にやるのがよいと思います。

やること	備考・注意点
ラズパイが動作することの確認	ラズパイの電源をONにして、ラズパイOSが起動することを確認する。そしてVNC経由でラズパイが使えることを確認する。
ラズパイOSのアップデート	ワークショップ1日目の配布資料（スライド）の最後の3枚を参照（「Homework」という箇所）。この作業の後、ラズパイを再起動して、ラズパイOSが問題なく起動することを確認する。
Kintone Developer Licenseの取得	参加者（お子さん）のメールアドレスを使って登録。参加者本人のものを用意。他の参加者と共有しない。ここからサインアップする。これでKintoneのアプリを無料で開発・使用できるようになる。より詳細はここを参照。
Kintoneのモバイルアプリをインストール	自宅にiOS（iPhoneかiPad）かAndroidのデバイスがあれば、KintoneのiOS版かAndroid版をインストールしておく。

可能であれば、お子さんと一緒に、ワークショップ1日目に作ったLED点滅の回路を再度作って、プログラムを実行してみてください。

Kintone Developer Licenseの取得方法

サインアップのページで、参加者の（お子さんの）名前とメールアドレスを入力します（名前は外部には公開されないので本名で問題ない）。最も大事なのが一番下の「サブドメイン（subdomain）」というところ。どんな名前でも構いませんが、小文字、数字、ハイフンだけ使用可能。今後作るKintoneのアプリはすべて、

https://<subdomain>.kintone.com/

に置かれます。例えば、サブドメインが「jxsboston」なら、

https://jxsboston.kintone.com/

にアプリが置かれます。サブドメイン名を決めて「Sign Up」ボタンをクリックすると、登録したメールアドレスにKintoneからメールが届きます。そこにサインアップを完了する方法が書かれています。サブドメイン名はどこかにメモして、忘れても後で思いだせるようにしておいてください。

この後、試しに自分のサブドメイン名を使って、

https://<subdomain>.kintone.com/

にアクセスしてログインできることを確認して下さい。

プロジェクト1：定点観測

機器	備考・注意点	購入例
Raspberry Pi Camera Module v2	ラズパイを使って写真や動画を撮るためのカメラ・モジュール（イメージセンサーとレンズのセット）。Raspberry Pi Zeroを使う場合には、これを追加購入する。	Adafruit PiShopUs Amazon Amazon

プロジェクト2：動体検知

機器	備考・注意点	購入例
PIRセンサー（HC-SR501）	人や動物の動きを検知するモーション・センサー。安いので、複数個でセットになっているものがおすすめ。ときどき不良品（破損品）があるので、予備があると安心。右の購入例のものでなくても、HC-SR501であれば、どこから購入しても構わない。 電気回路の実験キットを持っている場合には、それに含まれているかもしれない。HC-SR501であることを事前に確認しておくこと。確認方法はこちら。	Amazon
ジャンパーワイヤ (jumper wire)	片側の端がメス（Female）、反対側の端もメス（Female）のものを最低2本。両端ともメス（Female）のものを最低3本。電気回路の実験キットに含まれている「かも」しれない。要確認。ここでメス（Female）とは、ワイヤの端がプラスチックになっていること（金属製のピンではない）。よく分からない場合には、右例のものを購入のこと。	Amazon
スクリュー・ドライバー	Phillips #2（PH2）のサイズのもの。PIRセンサーの検知感度や検知頻度を調節するのに使う。スクリュー・ドライバーを単品で売っていることは少ないので、購入する際にはPH2が含まれているセットを選ぶ。先が細くて長いプライヤーがあれば、それで代用可。例えばこれ。	Amazon

このページのトップにもどる

HC-SR501の確認方法

以下、お持ちのPIRセンサーが「HC-SR501」という型かどうかを調べる方法です。部品のどこかに「HC-SR501」と書いてあるわけではないので少し面倒です。面倒と思う方、よく分からない方は、上記購入例の品を注文してください。

• 全体的な形状が以下の写真のようになっていることを確認する（基盤の色は緑以外の色の場合もあり）。ネジが2つ付いていることを確認し、ネジの上に「105」と書かれていることを確認する（写真中の赤く囲んだところ）。小さく書かれた字なので、見にくい場合には、センサーを照明のすぐ下に置いて、近くから（ピンボケしない程度に）カメラで写真を撮って拡大する。

• PIRセンサーの裏側を見て、3つの（金属製の）ピンがあることを確認する。以下写真で赤く囲んだところ。

• 別の場所に、さらに3つの（金属製の）ピンがあり、そのうち2つにプラスチックのカバー（のようなもの）が付いているのを確認する。上記写真で青く囲ったところ。プラスチックのカバーは黄色になっている。さらに、このピンの横の基盤上に「H」、「L」と書かれていることを確認する。上記写真では、青く囲った部分の中に黄色で下線が引いてある。字が小さくて見えない場合は、先に書いたように照明の下で写真を撮って拡大する。

• 上記写真で白く囲った黒い部品（チップ）があることを確認し、その表面に「BISS0001」と書かれていることを確認する。これはとても見にくいので（私には全く見えません）、照明の下で写真を撮って拡大する。

このページのトップにもどる

メモ

上記機器を購入すれば、以下読まなくても結構です。興味のある方のみ以下参照。

• このワークショップで推奨のカメラは、赤外線をカットするフィルタのついた「普通の」カメラです。ご希望であれば、NoIR Camera Module V2を使うことも可能です（これもラズパイ用オフィシャル・カメラです：Amazon、Adafruit）。どちらもラズパイに問題なく接続可能です（セットアップ方法も同じ）。NoIR（No InfraRed）というのは、赤外線カットフィルタが付いていないという意味です。薄暗い場所でも（赤外線を捉えることによって）被写体を撮影しやすい、真っ暗な場所でも赤外線LEDと併用すれば撮影可能（フラッシュを使う必要がない）、といった特徴があります。明るい場所での撮影では、普通のカメラとNoIRのカメラの性能は同じです（NoIRで撮った写真の方が赤っぽく写りますが）。

• ラズパイ用のカメラモジュールは、基盤の上にイメージセンサーとレンズが付いただけのものでケースは付属していません。どういうケースが最適かは、カメラの設置場所、設置方法によります。

  • テーブルなど平らな場所に置くなら、こういうケースが便利かもしれません。

  • 上記のケースを使うと、カメラの向き（角度）が固定されます。角度を調節をしたい場合は、このケースが便利です。

  • レゴのブロック互換のケースもあります。ケースをレゴのブロックに接着して（はめて）使うことができます。また、レゴのヒンジと併用するとカメラの角度を自由に変えることができます。どのヒンジでも使用可能だと思いますが、例えば部品番号「3149c01」で検索してみてください（例えばここを参照）。

  • 汎用的な三脚に取り付けるなら、こういうケースが便利です。

  • ラズパイ用のオフィシャル・ケース（カメラ用ケーブルとのセットもあり）には、ラズパイとカメラを一緒に収めることができて、ケースのフタにカメラのレンズ用の穴が開いています。とても「収まり」がよいのですが、GPIOとカメラを併用するとこのフタは使えません。カメラ使用時用のフタにはGPIOヘッダー用の穴が開いていないので、フタがヘッダーにぶつかって閉まりません（残念！）。一方、GPIO使用時用のフタにはレンズの穴が開いていません。したがって、このフタの表面にカメラを輪ゴムや針金、テープで巻きつけるような使い方になります。原始的ですが、壁に立てかけたり、電話用のマウントに取り付けるなど、平らではない場所にカメラを設置する時に（意外に）便利です。また同様の方法で、このケースにカメラを巻きつけるのも、私は自宅用によくやっています。

  • ラズパイ本体とカメラを一緒に収納して三脚に取り付けることができ、なおかつGPIOピンも使えると使い勝手がいいのですが、なかなか「これ」というものがありません。いろいろ検索したのですが、今のところこれくらいしかしか見つかっていません。同様のケースを見つけた方がおられたら、ぜひ教えてください。

  • 壁の表面に設置するには、こういうようなグリッド・パネルを使うとよいかもしれません。ラズパイにもカメラモジュールにも基盤に穴が開いているので、その穴にフックや針金を付けると、グリッド・パネルに引っ掛けることができます。ケースに入れてから引っ掛けてもよいでしょう。

  • 残念ながら、ラズパイを使うプロジェクトで、使用目的・環境にフィットして、完璧に収まりのよいケースというのは存在しません。お子さんがカスタムのケースを欲しがったら、レゴで一緒に自作するか、3Dプリンタを買って一緒に自作しましょう。

• このワークショップでは、PIR（Passive/Pyroelectric InfraRed）センサーを使って、動体検知（motion detection）をします。正式には受動型（焦電型）赤外線センサーと訳され、日常会話では「人感センサー」と呼ばれることが多いと思います。英語では「motion sensor」と呼ばれることが多いです。自動ドアを開ける、来客チャイムやブザーを鳴らす（日本のコンビニなどによくある）、セキュリティ・ライトを点灯する、などの用途でよく使われています。動体検知には、赤外線（PIR）以外にカメラ、レーザー照射、超音波、レーダーなどを使う方法がありますが、このワークショップでは一番単純な仕掛けのPIRを使います。

  • PIRセンサーは、周囲の赤外線量の変化を捉えるセンサーです。人間や動物は体から自然に赤外線（熱）を発しているので、人や動物が近づいたり遠ざかると、環境中の赤外線量が変化します。PIRセンサーはそれを捉えて、人や動物がそこにいること、またそこで動いたことを検知します。

  • PIRセンサーは、ガラス越しに人や動物を検知できません（人や動物の発する赤外線がガラスを通り超えないため）。また、すぐ近くに（1 m以内など）暖房、エアコン、照明器具があると、そこからの熱を人や動物と誤認識することがあります。

  • PIRセンサーは人や動物の「動き」（赤外線量の変化）を検知するので、センサーの前で全く動かないと作動しません。

  • ある程度の大きさの動物ならPIRセンサーで検知可能です。犬、猫は問題なく検知可能で、ネズミも検知するそうです（家に入ってくるネズミを追い払うアプリを作った人が世界中のあちこちにいます）。

• このワークショップでは、HC-SR501というPIRセンサーを使います。安くて、どこでも売っていて、動作にもそこそこ定評があって、ラズパイと接続するのが簡単、という基準で選びました。性能・品質のより高い選択肢は他にありますが、ホビープロジェクトには最適です。

このページのトップにもどる