PHPベースのWebインターフェースでArduino Unoを制御する構築ガイド

必要な部品と用品

Arduino UNO	×1
Arduino Ethernet Shield 2	×1
DHT11 温湿度センサー（4ピン）	×1
2回路リレーモジュール	×4
ミニブレッドボード	×1
炎センサー	×1
MQ4 ガスセンサー（メタン等）	×1
LDR（光依存抵抗）	×1
土壌湿度センサー（Hygrometer）	×3
ADSLルーターケーブル（LANケーブル）	×1
プラグ（1極）	×7
ソケット（1極）	×7
9V電池	×1
9V電池バレルケーブル	×1

必要な工具・機器

• ホットグルーガン

使用ソフトウェア

• Apache HTTP Server（ローカルホスト用）
• Notepad++（コード編集）
• Arduino IDE

プロジェクト概要

アップデート

新プロジェクト TheAmplituhedron.com では、サーバーサイドプログラミングを代行し、データパケットの送受信を容易にします。ご支援はWebサイトからどうぞ。

説明

水槽と庭の灌漑システムをWebから制御・監視するため、Apacheローカルホスト上に4つのPHPページ（Arduinautomotion.php, Arduinautomotioncontrol.php, Arduinautomotionformvalue.php, Arduinautomotioncommunication.php）を構築しました。一方、Arduino Ethernet Shield側でもWebサーバー（ArduinoSide.php）を動かし、相互通信を行います。

2週間の休暇中に水槽のフィルター停止や給餌を遠隔操作したいという動機から開発しました。水槽制御6項目（エアポンプ、ライト、給餌、ヒーター、外部/内部フィルター）と灌漑制御1項目をWeb UIから操作可能です。また、DHT11（温湿度）、MQ4（可燃ガス）、LDR（照度）、土壌湿度×3のセンサーデータを取得・表示できます。

HTML/CSS/JavaScript/PHP/jQueryの知識があれば全コードを理解・カスタマイズ可能です。本記事はショーケースとして主要部分を掲載します。

2つのPHPページ間でデータをやり取りする仕組み

• HTMLフォーム + PHP $_POST / $_GET + $_SESSION でページ間データ永続化
• POST はセキュアだが実装がやや複雑。Arduinoとの通信には GET が簡単なので併用
• 参考: PHP Forms, PHP Sessions

Apache HTTP Serverでのローカルホスト構築

筆者環境: AppServ → www フォルダに配置。自分のローカルIP（例: https://192.168.1.20/Arduinautomotion.php）でアクセス。

Android端末からローカルホストへアクセス

同一Wi-Fiネットワーク内で、PCのローカルIPをブラウザに入力。Windows設定手順は StackOverflow 参照。

Wi-Fi経由で外部からローカルホストへアクセス（ポートフォワーディング）

グローバルIP + ポートフォワーディングで可能だが、セキュリティリスクに注意。参考リンク, ポートフォワーディング解説

各PHPページの役割

Arduinautomotion.php（メインUI）

Arduinoとの通信ハブ。部屋・水槽・植物・ガイドの4セクションで構成。センサー値に応じて円アイコンの色が変化（緑=正常、橙=最適、赤=危険、黄=ON、白=OFF）。危険値検知時はSpider-Manアラート（音声+動画）を表示。

Arduinautomotioncontrol.php

セッション変数を一元管理し、他ページからのデータを永続化。

Arduinautomotionformvalue.php

フォーム送信値を受け取り、セッション保存 & ArduinoSideへ転送（隠しフォームでGET送信）。ガイドセクションにiframeで埋め込み可能。

Arduinautomotioncommunication.php

ArduinoSideからのGETパラメータを受け取り、セッション更新後、メインページへリダイレクト。

ArduinoSide（Ethernet Shield上のWebサーバー）

固定IP（例: 192.168.1.21）でアクセス可能。センサー値を隠しフォームにセットし、「Communication」ボタン押下でArduinautomotioncommunication.phpへ送信。

配線接続

Arduino          DHT11          Pin 2
2 Way Relay (1)  Pin 3, Pin 4
2 Way Relay (2)  Pin 5, Pin 6
2 Way Relay (3)  Pin 7, Pin 8
2 Way Relay (4)  Pin 9
Ethernet Shield  Pin 10-13 (SPI専用)
LDR              A0
Flame Sensor     A1
MQ4 Sensor       A2
Hygrometer (1)   A3
Hygrometer (2)   A4
Hygrometer (3)   A5

※ Ethernet Shield使用時はPin 10-13がSPI専用になるため、リレー等はPin 3-9、センサーはアナログピンを使用。

Arduinoスケッチ（抜粋・主要部）

#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>
#include "DHT.h"

DHT dht;
byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };
IPAddress ip(192, 168, 1, 21);
EthernetServer server(80);

int pump=3, lamp=4, feed=5, heater=6, filterex=7, filterin=8, irrigation=9;
String readString;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(pump,OUTPUT); ... pinMode(irrigation,OUTPUT);
  digitalWrite(pump,HIGH); ... digitalWrite(irrigation,HIGH); // リレーはLOWアクティブ前提
  dht.setup(2);
  Ethernet.begin(mac, ip);
  server.begin();
  Serial.println(Ethernet.localIP());
}

void loop() {
  delay(dht.getMinimumSamplingPeriod());
  float humidity = dht.getHumidity();
  float temperature = dht.getTemperature();
  float fahrenheit = dht.toFahrenheit(temperature);
  int ldrValue=analogRead(A0), flameValue=analogRead(A1), MQ4Value=analogRead(A2);
  int HygValueA=analogRead(A3), HygValueB=analogRead(A4), HygValueC=analogRead(A5);

  EthernetClient client = server.available();
  if (client) {
    boolean currentLineIsBlank = true;
    while (client.connected()) {
      if (client.available()) {
        char c = client.read();
        if (readString.length() < 135) readString += c;
        if (c == '\n') {
          // HTTPレスポンスヘッダー送信
          client.println("HTTP/1.1 200 OK");
          client.println("Content-Type:text/html");
          client.println("Connection: close");
          client.println();
          client.println("");
          client.println("");
          client.println("");
          client.println("");
          // 隠しフォームでセンサー値をArduinautomotioncommunication.phpへ送信
          client.println("
");
          client.println("");
          client.println("");
          client.println("");
          client.println("");
          client.println("");
          client.println("");
          client.println("");
          client.println("");
          client.println("");
          client.println("");
          client.println("
");
          break;
        }
      }
    }
    delay(1); client.stop();

    // 受信コマンドでリレー制御
    if (readString.indexOf("?airpump=pumpIsOn") >0) digitalWrite(pump, LOW);
    else if (readString.indexOf("?airpump=pumpIsOff") >0) digitalWrite(pump, HIGH);
    if (readString.indexOf("&lamp=lampIsOn") >0) digitalWrite(lamp, LOW);
    else if (readString.indexOf("&lamp=lampIsOff") >0) digitalWrite(lamp, HIGH);
    if (readString.indexOf("&feed=feedIsOn") >0) digitalWrite(feed, LOW);
    else if (readString.indexOf("&feed=feedIsOff") >0) digitalWrite(feed, HIGH);
    if (readString.indexOf("&heater=heaterIsOn") >0) digitalWrite(heater, LOW);
    else if (readString.indexOf("&heater=heaterIsOff") >0) digitalWrite(heater, HIGH);
    if (readString.indexOf("&filterex=exIsOn") >0) digitalWrite(filterex, LOW);
    else if (readString.indexOf("&filterex=exIsOff") >0) digitalWrite(filterex, HIGH);
    if (readString.indexOf("&filterin=inIsOn") >0) digitalWrite(filterin, LOW);
    else if (readString.indexOf("&filterin=inIsOff") >0) digitalWrite(filterin, HIGH);
    if (readString.indexOf("&irrigation=start") >0) digitalWrite(irrigation, LOW);
    else if (readString.indexOf("&irrigation=stop") >0) digitalWrite(irrigation, HIGH);
    readString="";
    Serial.println("client disconnected");
  }
}

カスタムパーツ・エンクロージャ

• arduinautomotion_wNJ69zA666.ico（ファビコン）
• spidersense_Ge3umcKzBw.mp4（アラート用動画）
• spidermanvoice_EqWLILohmW.mp3（アラート用音声）

回路図