帰宅時に挨拶する

ruby hardware programming

帰宅時に挨拶する

内容

ドアセンサーが反応したら、音声を流す

必要パーツ

| メーカー | 通販コード | 型番 | 商品 | | ——- | ——– | — | — | | SYNTEX TECH CORP. | P-13371 |SPS-320 |ドアセンサースイッチ(リードスイッチ) | | | | | スピーカー(ステレオミニプラグ接続、USBで電源供給) | | | | | LED | | | | | 10kΩ 抵抗 |

ドアセンサー

スイッチが近づくとON, 離れるとOFF (プルダウン抵抗使用時)

配線

帰宅時に挨拶する 回路図

図通りに配線出来ていれば、センサーを近づけるとLEDが点灯、遠ざけると消灯します。 　　

コード

センサーを近づけたり、遠ざけたりした際の挙動をコンソールでも確認してみましょう。

require 'pi_piper'

# RaspberryPiのプルダウン抵抗を使用する
sensor_pin = PiPiper::Pin.new(pin: 21, direction: :in, pull: :down)

loop do
  # 21番pinの値を取得する
  sensor_pin.read
  # 21番pinがonかどうかを出力する
  puts sensor_pin.on?
  
  sleep 0.5
end

動作確認

$ rbenv sudo bundle exec ruby [ファイル名]

コードの解説

センサーが近ければON sensor_pin.on? => true
遠ければOFF sensor_pin.on? => false を出力するコードです。

sensor_pin = PiPiper::Pin.new(pin: 21, direction: :in, pull: :down)

上記のpull: :downでRaspberryPiのプルダウン抵抗を利用する設定を行っています。
ドアセンサースイッチは近づけるとONになるのですが、離している間の値は不定となります。
(試しに上記コードのpull: :downを削除し実行してみると、センサーを離しているにも関わらずtrue,falseが勝手に切り替わっているのがコンソールに出力されているはずです。)
これではドアの開閉を検知出来ないので、センサーが離れている時は必ず
puts sensor_pin.on? => false
となるようにプルダウン抵抗を使用します。

音声の出力

スピーカーから音が出る様に設定し、ファイルが再生出来ることを確認します。

イヤホンジャックから音を出す設定に変更

$ sudo raspi-config

  1. 7 Advanced Options を押下
  2. A4 Audio を押下
  3. 1 Force 3.5mm (‘headphone’) jack を押下

※この設定をするとHDMIから音が出なくなる。HDMIで再生したいときは、設定を 0 Auto に変更する

再生するファイルをダウンロード

$ wget ファイルパス

カレントディレクトリにファイルがダウンロードされます。

ダウンロードした.wavファイルを再生

$ sudo aplay sample.wav

aplayは.wavのみ再生可能

コマンドから.wavファイルを再生する方法

exec('sudo aplay sample.wav')

exec()の注意点

exec()は引数のコマンドを実行します。
（上の例の場合は.wavファイルの再生を行う）
コマンドの実行に成功すると、exec()を呼び出したプログラムに制御が返って来ずに処理が終了します。
よって、再びプログラムを実行しようとすると指定したpinは前回の実行から使用中のままの為、使用できずに以下の様な例外が発生します。

Traceback (most recent call last):
	5: from greetings.rb:3:in `<main>'
	4: from greetings.rb:3:in `new'
	3: from /home/edu/ruby-hw_private/template/vendor/bundle/ruby/2.6.0/gems/pi_piper-2.0.0/lib/pi_piper/pin.rb:58:in `initialize'
	2: from /home/edu/ruby-hw_private/template/vendor/bundle/ruby/2.6.0/gems/pi_piper-2.0.0/lib/pi_piper/bcm2835.rb:34:in `pin_input'
	1: from /home/edu/ruby-hw_private/template/vendor/bundle/ruby/2.6.0/gems/pi_piper-2.0.0/lib/pi_piper/bcm2835.rb:65:in `export'
/home/edu/ruby-hw_private/template/vendor/bundle/ruby/2.6.0/gems/pi_piper-2.0.0/lib/pi_piper/bcm2835.rb:65:in `write': Device or resource busy @ fptr_finalize_flush - /sys/class/gpio/export (Errno::EBUSY)

この例外を回避するために、exec()実行前に必ずpinを終了しておきましょう。
以下がpinの利用を終了させるコードです。

# .wavファイルを再生する前に21番pinの利用を終了しておく
unexp = open("/sys/class/gpio/unexport", "w")
unexp.write(21)
unexp.close

/sys/class/gpio/unexportファイルを書き込みモードで開き、.write()で終了させるピン番号を指定します。
（今回は21番ピンを使用しているので、21を指定）
最後に.close()でファイルを閉じておきます。

/sys/class/gpio/export (Errno::EBUSY)の対処法

ピンの利用を終了せずに、exec()を実行してしまったなどで上記エラーが発生した場合は、 シャットダウンまたは再起動すればピンが開放されます。

シャットダウン

$ sudo shutdown -h now

再起動

$ sudo shutdown -r now

Let’s Try

  1. 配線の画像とコードの通りに実装し、ドアセンサーを近づけたり離したりしてみましょう
  2. センサーがONの時、.wavファイルを再生するプログラムを作成しましょう
  3. 再生するファイルを.mp3に変更してみましょう

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