Web/モバイルアプリから家電を制御するスマートホームシステム

必要な部品と材料

部品	数量	備考
Arduino UNO	1
ジャンパーワイヤー	4本
リレーモジュール (汎用)	1

使用するアプリとオンラインサービス

• gadgetProgrammers Web APIサービス (Webポータル経由でON/OFF制御)
• Processing 実行ファイル (Windows版のみ提供)

プロジェクト概要

プロジェクトの着想

Arduinoで家電をON/OFFするプロジェクトは数多くありますが、回路が複雑だったり、Web/モバイルからの制御方法まで解説しているものは少なく、あっても手順が長大です。そこで「誰でも簡単に、低コストで実現できる共通プラットフォーム」を作ることで、他の人の労力を大幅に削減しようと考えました。Arduinoプログラミングとリレー回路だけで、Web/モバイルから家電を制御できるようになります。DIYとして誰でも実装可能で、コストは5ドル未満 (5Vリレーと配線/プラグのみ) です。

仕組み

オープンで無料のWebプラットフォームを用意し、そこから電気機器や家電を簡単に管理・自動化できます。外出先からスマホやPCでWebページにアクセスし、消し忘れ家電を操作できます。

使用するのは、Processingからのシリアル入力を読み取り、リレーを制御するArduinoコード のみ。Processingがどう動作し、リレーとどう連携するか、ステップバイステップで解説します。

Arduino側の処理

Processingからのシリアルデータを読み取り、リレー制御用にシリアルポートへ書き出します。受信データが '1' ならリレーON、'0' ならOFF にします。

// 実際のコードの一部
if(Serial.available() > 0){
    readSerial = Serial.read();
    delay(100);
    if(readSerial == '1'){
        digitalWrite(RELAY1, HIGH); // リレーON
    }
    if(readSerial == '0'){
        digitalWrite(RELAY1, LOW);  // リレーOFF
    }
}

リレーの仕組み (知っていればスキップ可)

家庭用AC100V (日本) / 220V (インド等) をArduinoで直接制御することはできません。リレーはこの役割を担うために設計されています。

• COM (Common): 共通端子。負荷側の電源をこの端子に接続
• NO (Normally Open): 常時開放。リレー駆動時にCOMと導通し負荷に電力供給
• NC (Normally Closed): 常時閉鎖。リレー非駆動時にCOMと導通。駆動で開放 (NOと逆動作)

本プロジェクトでは NO (常時開放) 接点を使用します。

Processing側の処理

Processingコードがプロジェクトの核心部分で、WebアプリケーションとArduinoの橋渡し (郵便配達員のような役割) を果たします。当社が用意したAPI (https://www.parikshacrack.com/gadgetProgrammers/homeAutomation/xxxxx ※デモ用) を定期的に呼び出し、スイッチの現在状態を取得。それをArduinoへシリアル送信し、Arduinoがボード上のリレーを駆動します。

Web/モバイル側

以下のURLにアクセスし、ボタンでデバイスをON/OFFします。Processingコードがこれを読み取ります。

https://www.parikshacrack.com/gadgetProgrammers/homeAutomation

配線 (回路図参照)

• Arduino D7 → リレー IN1
• Arduino 5V → リレー VCC
• AC電源片側 → リレー COM (中央端子)
• ランプ(電球)片側 → リレー NO
• ランプ残り片側とAC電源残り片側をAC電源に接続

プロジェクト実行手順

1. ArduinoコードをコピペしてArduinoエディタに貼り付け
2. Arduinoへ書き込み
3. Processing zipをダウンロードし、OSに合った実行ファイルを展開
4. 実行ファイルを起動 (Windowsの場合 .exe)
5. Webサイト https://www.parikshacrack.com/gadgetProgrammers/homeAutomation にアクセスし、ボタンでON/OFF操作

最後に

うまくいけば、あなたの照明がWeb/モバイルから制御できるようになります！

お時間をいただきありがとうございました。質問・疑問があればコメント欄へどうぞ。

ソースコード

Arduino Code (Arduino)

#define RELAY1 7
char readSerial;
void setup() {
    Serial.begin(9600);
    pinMode(RELAY1, OUTPUT);
}
void loop(){
    char readSerial;
    if(Serial.available() > 0){
        readSerial = Serial.read();
        delay(100);
        Serial.println(readSerial);
        if(readSerial == '1'){
            digitalWrite(RELAY1, HIGH);
        }
        if(readSerial == '0'){
            digitalWrite(RELAY1, LOW);
        }
    }
}

カスタムパーツ・エンクロージャ

circuitdiagram_tRPxERkCY3.tiff

回路図

Arduinoとリレーのピン接続

pinconnections_bN2A04yM0t.tiff