Arduino MKR1000 + DHT11 で MQTT IoT デモ - Samsung ARTIK Cloud連携

必要な部品と材料

部品	数量
Arduino MKR1000（Wi-Fi内蔵）	2
DHT11 温湿度センサー（4ピン）	1
LED（赤・黄等、アクチュエーター模擬用）	2

使用アプリ・オンラインサービス

• Arduino IDE
• Samsung ARTIK Cloud for IoT（※現在サービス終了、代替: ThingsBoard, AWS IoT, Azure IoT 等）
• ライブラリ：WiFi101, MQTT (Joel Gaehwiler版), ArduinoJson

プロジェクト概要

2台のArduino MKR1000を用い、一方をDHT11センサー搭載の「送信デバイス」、もう一方をLED搭載の「受信/アクチュエーターデバイス」として、Samsung ARTIK CloudのMQTTブローカー経由で連携させるデモです。送信側が温湿度を定期的にパブリッシュし、ARTIK Cloudのルールエンジンで閾値判定を行い、受信側へアクション（LED点灯/消灯）をコマンド送信します。※ARTIK Cloudは2020年にサービス終了していますが、アーキテクチャは汎用MQTTブローカー（Mosquitto, EMQX, AWS IoT Core等）へ容易に移植可能です。

Arduino IDE セットアップ

ライブラリマネージャから以下をインストール：

1. WiFi101（MKR1000用Wi-Fiドライバー）
2. MQTT by Joel Gaehwiler（軽量MQTTクライアント）
3. ArduinoJson（JSONシリアライズ/パース）

送信側：DHT11 センサーデバイス設定

1. ARTIK Cloudでデバイスタイプ「DHT11 Sensor」作成
2. デバイス「DHT11 Sensor A1」登録、デバイスID/トークン取得
3. 物理配線：DHT11 Data → MKR1000 ピン2、VCC/GND接続
4. MQTTパラメータ設定（SSL/TLSポート8883）

送信側キーコード

// MQTT設定
char mqttCloudServer[] = "api.artik.cloud";
int mqttCloudPort = 8883;
char mqttCloudClientName[] = "ARTIK-Arduino";
char mqttCloudUsername[] = "[device-id]";
char mqttCloudPassword[] = "[device-token]";
char mqttCloudDataOut[] = "/v1.1/messages/[device-id]";

WiFiSSLClient ipCloudStack;
MQTTClient mqttCloudClient;

void sendToArtikCloud(float temperature, float humidity) {
  loadBuffer(temperature, humidity);
  mqttCloudClient.publish(mqttCloudDataOut, buf);
}

void loadBuffer(float temperature, float humidity) {
  StaticJsonBuffer<200> jsonBuffer;
  JsonObject& dataPair = jsonBuffer.createObject();
  dataPair["temperature"] = temperature;
  dataPair["humidity"] = humidity;
  dataPair.printTo(buf, sizeof(buf));
}

void getNextSample(float* Temperature, float* Humidity) {
  delay(2000);
  *Humidity = dht.readHumidity();
  *Temperature = dht.readTemperature();
  Serial.print("Temperature="); Serial.println(*Temperature);
  Serial.print("Humidity="); Serial.println(*Humidity);
}

受信側：LED アクチュエーターデバイス設定

1. デバイスタイプ「DHT11 Actor」作成
2. デバイス「DHT11 Actor A1」登録
3. 物理配線：赤LED → ピン11、黄LED → ピン13
4. MQTTパラメータ（非SSLポート1883、アクショントピック購読）

受信側キーコード（アクション受信・パース・LED制御）

char mqttCloudActionsIn[] = "/v1.1/actions/[device-id]";
WiFiClient ipCloudStack;
MQTTClient mqttCloudClient;

void messageReceived(String topic, String payload, char* bytes, unsigned int length) {
  parseBuffer(payload);
}

void parseBuffer(String payload) {
  StaticJsonBuffer<200> jsonBuffer;
  JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(payload);
  const char* nameparam = root["actions"][0]["name"];
  int actionLEDRed = root["actions"][0]["parameters"]["led_red"];
  int actionLEDYellow = root["actions"][0]["parameters"]["led_yellow"];

  // 赤LED制御（遅延OFF付き）
  if (actionLEDRed == 1) {
    if (savedRedValue != 1) { digitalWrite(LED_RED_PIN, HIGH); savedRedValue = 1; }
    savedRedTime = millis();
  } else {
    if (savedRedValue != 0 && millis() - savedRedTime > RED_DELAY) {
      digitalWrite(LED_RED_PIN, LOW); savedRedValue = 0;
    }
  }
  // 黄LED制御（同様）
  // ...
}

ARTIK Cloud ルール設定例

4つのルールで温湿度の組み合わせによりLEDを制御：

• 温度 > 32℃ かつ 湿度 > 34% → 赤ON, 黄ON
• 温度 > 32℃ かつ 湿度 < 35% → 赤ON, 黄OFF
• 温度 < 33℃ かつ 湿度 > 34% → 赤OFF, 黄ON
• 温度 < 33℃ かつ 湿度 < 35% → 赤OFF, 黄OFF

完全スケッチ（2ファイル）

記事内に artik_dht11_sensor.ino と artik_led_actor.ino の全文が掲載されています。主な構成：

• Wi-Fi接続 → MQTT接続（ユーザー名=デバイスID, パスワード=デバイストークン）
• 送信側：定期的にDHT11読み取り → JSON生成 → MQTTパブリッシュ
• 受信側：MQTT購読 → JSONパース → ルールに基づくLED制御（遅延OFFタイマー付き）

移行・応用のヒント

• ARTIK Cloud終了に伴い、MQTTブローカーを ローカルMosquitto / EMQX / AWS IoT Core / Azure IoT Hub / ThingsBoard 等へ置き換え可能
• ルールエンジンは Node-RED / Home Assistant / ThingsBoard Rule Chain 等で代替
• DHT11 → DHT22 / BME280 / SHT3x 等へセンサー置換で精度向上
• LED → リレー / ソリッドステートリレー / MOSFET で実負荷（ファン、ヒーター等）制御へ拡張
• ArduinoJson は v6系（JsonDocument）への移行推奨