Raspoulette：太陽光発電自律コープドアシステムのプロトタイプ

みなさん、こんにちは。

Raspberry Pi コンテストを見かけたとき、ずっと温めていたアイデアを具体的なプロトタイプにすることにしました。それが Raspoulette です。

Raspoulette は、日光が差すとコープのドアを開け、日が落ちると閉める、自律的な太陽光発電システムです。以下に、必要なハードウェアから動作させるソフトウェアまで、ステップバイステップでガイドします。

必要なもの：

• ソーラーインタラプター – 12 V リレー 1 個、LDR 1 個、1 MΩ ポテンショメーター 1 個、抵抗 4 本（180 kΩ、10 kΩ、100 Ω、4.7 kΩ）、NPN トランジスタ 3 個（例：BC547）、ダイオード 1 個
• 電圧レギュレーター – LM7805、大容量電解コンデンサ、オス micro-USB ピン
• モーターコントローラー – L293、12 V DC モーター
• ハードウェアパーツ – 10 L ペットボトル、古いプリンター（レールシステム用）、古いドリルバッテリー、PVC パイプ、Raspberry Pi（Model B 推奨、Model A でも可）、テープ、木材
• ソフトウェア – Python

ステップ 1：ソーラーインタラプター

インタラプターは二重の役割を果たします：光レベルに基づいて Raspberry Pi の電源をオン/オフし、起動時に Python スクリプトをトリガーします。

回路は LDR と 180 kΩ 抵抗（キャリブレーション用ポテンショメーター付き）で構成される電圧分割器を使用。光が LDR に当たると分割器が最初のトランジスタのベース電圧を上昇させ、2 番目と 3 番目のトランジスタを導通させます。その結果生じた電流がリレーコイルを励磁し、Pi の電源をオンにします。

ポテンショメーターを調整することで、リレーを作動させる光の閾値を設定できます。

スクリプトを自動起動させるには、/etc/rc.local の exit 0 行の前に以下を追加：

sudo python /home/pi/Poulerail.py

これで Pi が起動するたびに Poulerail.py スクリプトが実行されます。

ステップ 2：電圧レギュレーター

Raspberry Pi には安定した 5 V 電源が必要です。LM7805 は入力電圧を 5 V に降圧するシンプルで信頼性の高いリニアレギュレーターです。出力側に大容量電解コンデンサを配置して電流を平滑化し、電圧スパイクを防ぎます。

LM7805 データシート（350 KB）をダウンロードしてピンアウトとアプリケーションノートを参照してください。

ステップ 3：モーターコントローラー

標準的な 12 V DC モーターを L293 モータードライバーで制御します。L293 は安価、配線が簡単、モーターに十分な電流を供給できます。

接続概要：

• ピン 8：+12 V（モーター電源）
• ピン 2：Raspberry Pi 出力（制御信号）
• ピン 7：Raspberry Pi 出力（制御信号）
• ピン 1：Enable
• ピン 16：+5 V（L293 電源）
• ピン 4, 5, 12, 13：グラウンド
• ピン 3 & 6：モーター入力（正転/逆転）

完全なピンアウトと配線図は L293 データシート（204 KB）を参照。

すべてを組み立てれば、Raspoulette は太陽エネルギーのみで、日の出時にコープドアを開け、日没時に閉めるように自動動作します。