Raspberry PiとZabbixでアナログセンサーを読み取り - ステップバイステップガイド

Raspberry PiとZabbixでアナログセンサーを読み取り

Raspberry Piにはネイティブなアナログ入力がありませんが、MCP3008 10ビット8チャネルADCを使用すれば、アナログ機能を簡単に追加できます。これはPiのGPIOヘッダーにSPIバス経由で直接接続され、追加コンポーネントを必要としません。

このチュートリアルでは、MCP3008をPiに配線し、Pythonで光従属抵抗（LDR）を読み取り、データをZabbixに供給して監視する手順を説明します。

ハードウェア:

• Raspberry Pi
• MCP3008 8チャネルADC
• 光従属抵抗（LDR）
• 10kΩ抵抗
• ブレッドボード
• 配線少し

SPIバスの理解

MCP3008は、マスター/スレーブモードで動作する全二重同期シリアルプロトコルであるSPIインターフェース経由で10ビットデジタル値を送信します。複数のスレーブがバスを共有でき、各々独自のCSラインで選択されます。

Raspberry Piでは、SPIは4ピンヘッダー（GPIO8、9、10、11）で公開されています。ハードウェアSPIドライバーを有効にするには、ブラックリストファイルを編集：

sudo nano /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf

spi-bcm2708を含む行を見つけ、先頭に#を付けてコメントアウト。保存して再起動：

sudo reboot

再起動後、ドライバーがロードされているか確認：

lsmod | grep spi_bcm2708

spi_bcm2708がリストされるはずです。

Python SPIライブラリのインストール

PythonからSPIバスにアクセスするため、py-spidevを使用します。まずPython開発ヘッダーをインストール：

sudo apt-get install python-dev

次にライブラリをダウンロードしてインストール：

mkdir py-spidev
cd py-spidev
wget https://raw.github.com/doceme/py-spidev/master/setup.py
wget https://raw.github.com/doceme/py-spidev/master/spidev_module.c
sudo python setup.py install

MCP3008をRaspberry Piに接続

MCP3008ピン	Raspberry Piピン
VDD	3.3V
VREF	3.3V
AGND	GND
CLK	GPIO11（P1-23）
DOUT	GPIO9（P1-21）
DIN	GPIO10（P1-19）
CS	GPIO8（P1-24）
DGND	GND

MCP3008のCH0-CH7の8ピンがアナログ入力として機能。この例ではそのうちの1つをLDRに接続します。

光従属抵抗（LDR）の使用

我々はLDR EG & G Vactec、VT43、CdS、8Ω-300kΩを使用。通常の照明では抵抗は約10kΩ、暗闇では2MΩ以上に上昇します。

光がLDRに当たると抵抗が低下し、MCP3008入力の電圧を0V側に引き下げます。暗闇では抵抗が上昇し、電圧を3.3V基準側に押し上げます。

物理量に応じて抵抗が変化するセンサーなら、この方式で配線可能です。

ADC出力の解釈

MCP3008は0から1023の10ビット数値を生成し、0は0V、1023は3.3Vに対応。LDRの場合、これは約0-10,000ルクスの光強度範囲に変換されます。

これらの生の値を、Raspberry PiのPythonスクリプト経由でZabbixに送信することで、ダッシュボード作成、閾値設定、アラートトリガーが可能になります。

詳細: Raspberry PiとZabbix Supervisorでアナログセンサーを読み取り