YUKIO のすべての投稿

スマホでオン・オフ!ジオラマのLED 電飾をラズパイとNode-Redで制御

電子工作マガジン2024春号にて、
「ラズパイとNode-RED でジオラマのLED 電飾を制御する パート1」
の記事を書きました。
紙面の都合のため、図が小さくて見難い箇所がありますので、このページにて補足したいと思います。
なお、記事の詳細や製作方法は、本誌をご参照してください。


システムの全体像  無線LANを使ってスマホの画面からビルのLEDを制御   

システムの構成

マイコンは、無線LANに対応したラズパイZreo2Wを使用し、ソフトウェアは、Node-Redを使用して、LEDを制御しています。Node-Redのダッシュボード機能を使い、スマホなどのWEBブラウザから制御します。

紙面上では、実体配線図が小さく分かりにくいので、下記に貼っておきます。

実体配線図

※これは、試作用で、実際にはLEDの線を引き出してビルの模型に組み込みます。
ビルは8F建てで、各階8個のLEDを取り付けています。各階ごとに個別にオンオフすることもできますが、紙面では3系統に分けての制御にしています。
LEDは、自作のLED照明も使えますが、KATOから販売されているジャストプラグシステムのLEDを使うと楽に工作ができます。

記事で使用したジャストプラグシステムのシーリングライト(オレンジ)

両面テープが付いているので、ビルの模型の天井部分に簡単に貼ることができます。

LEDの点灯試験

ビルの天井にLEDを貼っています。電線は、下の穴から出して、ラズパイ側の駆動回路に接続しています。

カトー(KATO)のジオタウンシリーズ Nゲージ ブランドビル1  23-438 にLEDを組み込む

このビルのストラクチャーは、8階建てのビルの模型で、各階ごとに作り分けれています。
天井板(床)は取り外し可能であるため、ばらして天井にLEDを貼り付けることができます。


動作試験中の本システム

1-2階系統と5-8階系統のLEDをオンした状態

このようにスマホのWEBブラウザ画面より、3系統でのLEDをオン・オフできます。

詳しく内容は、電子工作マガジン2024春号をご覧ください。また、Node-Redのソフトウェアは、電子工作マガジンのHPからダウンロードできます。


Node-RED MCUのセミナー

大阪南港ATC ソフト産業プラザ TEQS にて
Node-RED MCUを使ったIoTシステムのセミナー開催します

ソフト産業プラザ TEQS
【ラズパイ4+ラズピコ】ノーコードで手軽に IoTサービス開発<機材持ち帰り>
リンク↓
https://www.sansokan.jp/events/eve_detail.san?H_A_NO=42974

Node-RED MCUは、組込みマイコン(MCU)用のNode-REDです。
当セミナーでは、無線LANに対応したRaspberryPi Pico WをNode-RED MCUでローコードでプログラミングを行い、シンプルなIoTシステムの構築を体験します。

ラズベリーパイpico W と 開発環境&MQTTサーバーとして使うラズベリーパイ4B
pico Wは、無線LANでネットワークに接続します。

     Node-RED MCU の画面 ローコードでマイコンのプログラミングができます

RaspberryPi Pico Wの無線機能を使い、ネットワーク接続を行い、MQTTを使用してMQTTサーバへ通知を行うシステムを構築します。Node-RED MCUの開発環境には、ラズベリーパイ4Bを使います。また、ラズベリーパイ4Bは、MQTTサーバ(ブローカー)としても動作させ、Pico WからのMQTTのメッセージを受信し、必要な処理を実行します。

セミナー内容

・Node-RED 及びNode-RED MCUによる開発とMQTTについて(座学)
・RaspberryPi4とPicoの接続とNode-RED MCUの基本(ハンズオン)
・ドア開閉センサの開発(ハンズオン)
 ・RaspberryPi4上のNode-RED MCUを使ったローコードのマイコンプログラム開発
 ・Node-RED によるMQTTサーバ(RaspberryPi4)と通知アプリの開発
・Node-RED MCU開発環境のRaspberryPi4へのインストール方法(座学)

詳細は、TEQSのセミナーページまで
https://www.sansokan.jp/events/eve_detail.san?H_A_NO=42974

ITインフラエンジニア向けの電気工事士試験対策

 最近、データセンターやネットワーク設備のITインフラエンジニアの方が、第2種電気工事士の試験を受験されることが増えています。オープン講座でも、10名に2名~3名程度の割合で、ITや弱電系の方が参加されていることが多くあります。その中には、IT系の資格試験や工事担任者などの通信系の資格を取得されている方も良く見受けられます。しかしながら、ITや通信などの弱電の世界と電気工事士などの強電の世界では、頭を切り替えなければ、致命的な欠陥(技能試験で一発アウト)を作りこんでしまいがちです。具体的には、複線図や技能試験において、使用する電線の白とか黒とかの「色」についての注意が必要です。

 弱電(DC)の世界では、GND(大抵0V)が黒、+電圧側が赤(など)またマイナスの電圧を使う場合は青などの寒色系が多いようです。しかしながら、電気工事(AC100V~)では、黒が対地電圧100V(非接地側:触ると感電する危ないやつ)で、白が対地電圧約0V(接地側:万が一触れも感電しない)を使います。要は、GND(接地側)の色の使い方が逆なので、複線図の作成、およびそれを元とした接続作業を行うときに、十分に「色の違い」を意識して取り組まないと、無意識のうちに黒の電線をGND側につないでしまいがちです(もし、間違うとどうなるかは、自明なことでしょう)。
 実は、私もそうでした。「慣れ」は恐ろしいもので、無意識のうちにやってしまうので、厄介です。先輩から、「図面、間違っているぞ!」と指摘されて、はっと!気が付く。もし、現場でやらかしたら、大変なことになります。それから、交流の屋内配線を触るときは「ブラック大魔王はビリビリ危ないやつ!」と口ずさみながら、図面を描いたりしていました。

 また、電気系の試験は「電気設備の技術基準」に基づいて出題されますが、通信系で有線の場合は「有線電気通信設備令施行規則」に基づいて出題されます。この中で、似て非なる箇所が複数あり、両者の違いを意識しないと、混乱する場合があります。例えば、電柱の電線の高さと、電信柱の電線の高さなど、細かい数値が異なる場合があります。この辺りも「よくにているけど別物だよ」と意識しておかないと勘違いしやすい点です。

・「ITインフラエンジニア」向けの電気の講座を行っております。

 当方、通信ネットワークやIT系の資格試験対策と電気系の資格試験対策の両方を行っておりますので、通信やITエンジニアが電気工事士試験を受けるときの注意事項、逆に強電系の人が通信の工事や工事担任者の試験を受ける際の注意事項等を踏まえて、指導を行っております。

 また、ITインフラエンジニアが苦手としやすい電気…特に最近サーバまわりで多い3相交流200Vの話など、電気が専門で無いエンジニア向けの電気の基礎講座、新人向けの電気の基礎入門講座なども手掛けております。

 企業研修(一社研修)のご要望(例えば、ITインフラエンジニア向けの電気の基礎講座や第2種電気工事士対策)があれば、お問合せフォームからご相談いただければ幸いでございます。

AI( 人工知能)の時代の生き方

ご要望がありましたので、過去に開催したセミナーのスライドを公開しました。

AI( 人工知能)の時代 激変 する世の中で、どう生きるか 
~ 「これだけは、コンピュータに任せてはいけないこと」 と 「子育て世代は何をすべきか」

内容は、2017年の7月時点で、古くなっていますが、ご参考までに
内容をアップデートした同様のセミナーもご用意しております。
ご要望等、ございましたら問合せフォームからお願い致します。

FAQ DX:デジタルトランスフォーメーションに関するWEBコンテンツのお問い合わせにつきまして

時折、2016年頃に出版社のデジタルトランスフォーメーション特設WEBサイトに公開されていましたコンテンツについて、ご質問を受けますので、FAQとして、ここに書いておいてます。

【追記あり】下にアーカイブサイトのURLの追記あり。

2016年春から2017年夏にかけて、旧日経BPネットにて公開させて頂きました
Digital Transformation 10分で分かる! 近未来予想図202X
http://www.nikkeibp.co.jp/atcl/tk/DTrans/kmy  (リンク切れ)
ですが、現在は、上記のリンクが切れており、コンテンツが参照できない状態です。

複数のDX関連の資料、WEBサイト等で紹介して頂いているようで、感謝したします。
また、コンテンツを読みたいとの有り難いご要望も頂ております。
しかしながら、出版社のサイト上では削除されており、作者が保有している原稿もストレージの破損によりデータが散在しておりまして、最終的な原稿が手元になく、一部の資料や習作レベルの原稿が残るのみとなっております。ご参考として、各話のタイトルを下記に書いておきます。

連載タイトル
第1回 ウエアラブル端末が「合コン」を変える、成功率100%も薄れるドキドキ感
    最近よく耳にする「ウエアラブル端末」ですが、これが普及すると、世の中はどう変わるのでしょうか? 健康や医療などはもちろんですが、たとえば男女の「合コン」なども様変わりしそうです

第2話「自動運転車」で初めてのドライブデート、そのとき事件は起こった!
 今回のテーマは「自動運転」。前回“成功率100%”の合コンサービスで知り合ったA君とCさんは、付き合い始めて3カ月がたった今日、初めてのドライブデートに出かけています。自動運転車に乗り、高速道路を…

第3話 上空には無数のドローン、高速道事故現場でA君は見た!
 「自動運転免許」を取りたてのA君は、Cさんとの初めてのドライブデートの途中、高速道路上で事故に巻き込まれそうになった。間一髪危機を免れたA君の頭上をたくさんのドローンが…

第4話 鬼監督は女子高生!? 高校野球も「AIで勝つ」時代が到来!
 万年弱小チームだった県立H高校の野球部は、創立以来初めて「甲子園行き」のビッグチャンスを迎えていた。躍進の鍵を握っているのはなんと「女子高生マネージャー+人工知能」。果たしてH高校の運命やいかに

第5話 わが子がスーパーハッカーに? 「プログラミング教育」現場で母が見たもの
  時は202X年。ここはとある小学校の5年3組の教室。子供たちのにぎやかな声が響く教室の中を、廊下からそっとうかがう女性の姿があった…。今回は、最近テレビや新聞などで見聞きする機会が増えてきた「プログラミング…

第6話 「農作業のおじさん」が消える!? 日本の得意技術で劇変する農業の未来
 202X年の秋、都内にある会社のオフィスで、昼休みにタブレット端末を操作しているビジネスパーソンS氏の姿があった。一見、オンラインゲームで遊んでいるように見えるが、実は違う。S氏は、遠く離れた場所に

第7話 久々のA君とCさんのカップルの話です。   家事用ロボットと洗濯板がセットで売れる時代…になるかも
   まるで別世界! 10年後の家電量販店で若者カップルを待ち受けていたモノ達
 202X年の秋、A君とCさんが出会ってはや1年が経ち、二人のお付き合いも相当深くなっていた。でも、22歳で大学生のA君は、ここしばらくは就活で大忙し。一方、同じ歳だが学年的には一つお姉さんのCさんは、ひと足…

第8話 「昼はOL、夜はXX」、Cさんを襲った202X年の“働き方改革”
 2017年の今、日本では「働き方変革」が大きくクローズアップされています。テレワークやワークシェアリングを導入する企業は着実に増えており、同一労働同一賃金の枠組み作りや「副業」に関する議論なども進んでいます…

資料や原稿につきましては、作者の方でも発掘しておりますので、何か出てきましたら
このサイトでも、書きたいと思います。

【追記情報】

アーカイブのサイト https://web.archive.org/ にて、閲覧できるとの情報をいただきました。

 全てのコンテンツではありませんが、見ることができます。

https://web.archive.org/web/20170218224341/http://www.nikkeibp.co.jp/atcl/tk/DTrans/kmy/

ランサムウェア対策 最低限知っておきたい知識と実機実習

最近、地元大阪において、同様な問い合わせが多いので、FAQとして書いておきます。
セキュリティ対策セミナ(実機訓練付)のご提案です。

~末端までランサムウェア対策できていますか?~
一人一人が最低限知っておきたいランサムウェア対策の知識
 と 緊急対応の実習訓練

大阪では、公立の基幹病院がランサムウェア※による攻撃を受け、院内のシステムが長期間停止するセキュリティインシデント(事件)が発生しています。1台のパソコンがランサムウェアに感染すると、ネットワークを通じて他のパソコンやサーバ、さらにはクラウドなどに感染が広がり、組織全体のシステムがダウンすることになります。

※ランサムウェアとは、身代金要求型コンピュータウイルスと呼ばれ、感染したパソコン等をロックして操作できなくしたり、データファイルを暗号化したりすることによって、使用できないようにし、解除のための「身代金」を要求するコンピュータウイルスの一種です。また、最近では、データファイルを暗号化するだけでなく、漏洩した情報を外部に公開することを脅すなどの、暴露型のランサムウェアも存在してます。ランサムウェア感染した場合、一般的に以下のような現象が出ると言われています。
・なんらかの身代金要求や警告画面が出る
・パソコンのプロセッサの負荷が急増して、動作が遅くなる
・キーボードやマウスの操作ができなくなる
・パソコンのHDDのLEDが頻繁に点滅する
・LANコネクタのLEDが頻繁に点滅する
・ファイルの文章やデータが暗号化されて、見れなくなる
・感染にしたパソコンを接続したスイッチングハブ(L2スイッチ)のLEDが頻繁に点滅する
・接続したネットワークが遅くなる
・ パソコンやサーバに感染が広がる

・ 一番先に、ネットワークから遮断することが大事

 ランサムウェアは組織のネットワークを介して感染が広がるので、1台でもコンピュータが感染した場合、組織全体に感染を広げないためにも、ネットワーク的に隔離を行うなどの緊急時対策を行う必要があります。具体的には、感染したパソコンを、すぐさまネットワークから切断する必要があり、LANのケーブルをパソコンから抜く、またノートパソコンの場合は無線LAN(Wi-Fi)を切る操作が必要です(機器や種類により異なります)。これらの内容は、多くの企業のセキュリティ対策マニュアル等に、良く書かれていることですが、実際の運用現場においては、パソコンの利用者が、LANケーブルがパソコンのどこに刺さっているのか知らなかったり、LANケーブルのコネクタの抜き方(ロックの解除の方法)を知らなかったりすると、その間にもランサムウェアの感染が組織内に広がる可能性があります。

 また、ランサムウェアなどのネットワーク感染型のウィルスに感染した場合、すぐさまパソコンの電源を切るのではなく、ハイバネーションと呼ばれるWindowsを休止状態にさせる操作が推奨されています(スリープでは、全てての機能を停止できません)。これは、いきなり電源を切ると、ランサムウェアの感染経路や感染状況など、その後の対策に必要な情報が消えてしまう可能性があるからです。しかしながら、これもまた、Windowsのハイバネーションの方法を知らないと、すぐさま対応することが出来ません。また、ランサムウェアが、他のパソコンに感染が広がっていないか、確認する必要があります。

・マニュアルだけではなく、事前の訓練が必要

 多くの組織で、ウィルス感染を想定した緊急対応マニュアル等を作成されていますが、現場のパソコンの利用者一人一人が、ネットワークの切断等の緊急対応を実施できるスキルがないと、マニュアル等があっても有効に活用できません。これは、人の救急措置に例えると、AED(自動体外式除細動器)があっても、その使い方を事前に訓練しておかないと、間に合わないことと同じです。

そこで、以下のような内容の実習を含む、 ランサムウェア緊急対応の実習訓練セミナーを提案します。

■講座内容(例)
 ランサムウェアとは
 ランサムウェア等のネットワークで感染を広げるウィルスの特徴
 ランサムウェアに感染した場合に、すぐさまおこなうべきこと
 最低限知っておきたいイーサネットLANと無線の知識
 LANやWi-Fiの切断方法
 【実習】LANケーブルの抜き差し
 【実習】無線LANの切断方法
 【実習】スイッチングハブ(L2スイッチ)のLED表示の見方
 【実習】Windowsのハイバネーションの方法(機種に依存します)

■対象者 パソコンを使うすべての人
■ 時間 最低2時間から3時間(参加者人数によります)
   なお、実機の用意がありますので、準備作業時間と撤収作業時間が必要です。
■ 費用 参加人数、使用する機器の種類・数、会場等により、かわりますので、ご相談ください

■ ご興味がある方は、お問い合わせフォームから、【ランサムウェア実習訓練セミナ】の表題で、ご連絡をお願いいたします。
http://triangle-ele.com/mail/postmail.html

Webからも操作可能  「鉄道模型コントローラ 」

電子工作マガジン2022年春、夏、秋号に「 鉄道模型コントローラ 」の連載記事を書きました。ラズベリーパイで、パワーパックの電気をオン、オフ切替し、鉄道模型を制御します。 ラズベリーパイ 上で、Node-Redを使い、ローコードで
ソフトウェアを作成しています。 Node-Red のダッシュボード機能を使い、スマホのWebブラウザから、操作もできるようにしてみました。下の写真は、
2022年夏号(パート2)の記事の写真で、ループ状の線路に対応しています。 トミックスのセンサーレールを用い、自動的に列車を停めることもできます。


2022年夏号 鉄道模型コントローラパート2  
ラズベリーパイで、鉄道模型を制御 Webブラウザから、鉄道模型の走行、停止ができます。


2022年秋号(パート3)の記事の写真では、センサレールを2個使い、単線の相互運転ができるようにシステムを構成しています。

鉄道模型コントローラー
単線自動折り返し運転装置

2022年秋号 鉄道模型コントローラパート3 単線自動折返運転装置 

ラズベリーパイをネットワークに接続すると、スマホから操作できます。
下は、スマホの画面に表示させた、HTMLの制御画面の例です。

スマホの画面に表示させた、HTMLの制御画面

Node-Red のダッシュボード画面から操作もできる

センサレールを2個用い、単線のレールで、自動折り返し運転ができなす。
なお、ラズベリーパイの電源と動力車の駆動は、パワーパックから得ています。

単線自動折返運転装置とパワーパック



詳しくは、電子工作マガジンの2022年春・夏・秋・号をご参照ください。

「Wi-SUN & ECHONET Lite入門」セミナー

https://www.sansokan.jp/events/eve_detail.san?H_A_NO=37355

2022年 6月14日 大阪南港ATC ソフト産業プラザ TEQSにて「Wi-SUN & ECHONET Lite入門」セミナー開催します。 電気料金の高騰やこの夏の「電力不足」で、節電への注目が高まっています。各家庭の電力スマートメータからは、Bルートとよぶ通信手段で、消費電力等のデータを得ることができ、それにより「電気の見える化」や、経験則や都市伝説ではなく「データに基づく節電」が実現できます。 現在のスマートメータのBルートは、Wi-SUNとよぶ920㎒帯の無線通信と低位のプロトコルを用い、上位の応用層のプロトコルは、エコーネット・ライトを使って、通信を行います。Wi-SUNは、無線(IEEE802.15.4g等)だけの規格だけでなく、IPv6や6LowPAN、UDPに加え、認証及び暗号化キーの交換のためのセキュリティプロトコル(PANA)など、複数のプロトコルからなるプロトコルスイーツで、結構複雑で難解な通信です。そのため、講座では、Wi-SUNを構成するプロトコルごとに特徴を説明し、Wi-SUNの全体像をできるだけ把握しやすいように解説をします。また、上位層の ECHONET Liteの説明や、Wi-SUN通信モジュールを使ったBルートの通信事例、Wi-SUNの無線キャプチャとプロトコル解析の概要等を説明し、今後、ニースが高まると考えられる「電気のIoT」に必要な基礎知識を3時間でザクッと解説します。 なお、2025年から更新される電力スマートメータでは、Bルートの無線に2.4GHZ帯の無線LANも使用できるようになるようで、再度注目を浴びています。今後の「電気のIoT」のビジネスチャンスを逃さぬように、今から、Wi-SUN & ECHONET Liteの勉強を始めておきませんか?

第2種電気工事士技能試験対策用「電気回路チェッカー」

 
オーム社の電気と工事誌 2022年4月号の付録冊子にて、
第2種電気工事士技能試験対策用「電気回路チェッカー」の記事 を寄稿しました。

電気と工事 2022年4月号

電気と工事誌 2022年4月号
回路の誤接続、短絡を検知「電気回路チェッカー」の製作と使い方 記事

この回路チェッカーは、第2種電気工事士技能試験候補課題の練習用で、 LEDと電子ブザーを使って、接地側・非接地側電線の接続確認や、点滅回路(スイッチ回路)の動作確認ができます。また、
回路の短絡(ショート)があると、大きな音で電子ブザーが鳴動し警告します。

電気回路チェッカーの使用例

下記の写真が、電気回路チェッカーの部材です。
電池ボックスや電子ブザー及び製作した回路との接続は、ワゴのワンタッチコネクタで接続しますので、工具無しで簡単に工作ができます。砲弾型LED(必ず定電流ダイオード内蔵型を使うこと)をプラグに取付けて、チェッカーにします。(LEDの端子、AとKの極性に注意する必要があります。KがW側になります。)

電気回路チェッカーの部材の例
定電流ダイオード内蔵型LEDをプラグに取付(AとKの極性に注意)

ランプレセプタクルは、セパラボディをアダプタとして使用します。

引掛けシーリングもアダプタを使って接続します

引掛けシーリングとアダプタ(Wを合わせる)

●Aや ● TSなどの端子台を使う課題は、スイッチに相当する端子を、電線の余り(端材)で短絡して、動作を確認します。

端子台を使う課題の動作確認(端材で短絡)

作り方や使用方法の詳細は、
電気と工事誌の4月号の別冊付録の記事を参照してください。
なお、電圧が低いので、 パイロットランプ(ネオン)の動作確認はできません。また、電気的な接続は、確認できますが、電線の色の間違い検知はできませんので、目視による作品の判定も、合わせて行ってください。



※部材の入手先

共立電子産業にて、便利な部材のセットを用意して頂きました。
大阪・日本橋のシリコンハウス店舗またはネット通販(エレショップ)にて購入できます。以下のリンクから、アクセスできます。

電気と工事 2022年4月号 「電気回路チェッカー」パーツセット ▲航空便不可▲ / DEN4-CHK https://eleshop.jp/shop/g/gM3B31D/

IC カード鉄道模型 コントローラーの製作

 

IC カード鉄道模型 コントローラー  電子工作マガジン2020年春号掲載

動画  https://youtu.be/IlyU6jrNnWM

 時折、電子工作マガジン2019年冬号と2020年春号に記事を掲載した、「IC カード鉄道模型 コントローラーの製作」について、同じようなお問い合わせがありますので、FAQとしてまとめておきます。

・Q 組み立て代行できますか?
A 最近は、執筆・講演が主業務で、受託開発や製作・製造は積極的にやっておりませんが、業務に暇があれば、可能ですので、お問い合わせフォームからご相談ください。

・Q なぜPWM制御?電圧制御にできないか?
 A たしかに、鉄道模型の動力車にはPWM制御と相性が悪いモータがあり、パルスではなく、通常のパワーパックと同様に 電圧を変えて制御 したい場合もあるかと思います。現在、電圧制御のDCモータドライバICの入手性が悪くなっており、記事ではPWM制御を用いています。

・Q 「〇〇」をしたい。 「〇〇」をできるように改造したい。
  (例:レイアウトを拡張したい。センサを増設したい。
     電圧制御に改造したい。 速度の変化パターンを変えたい。 
     別のICカードシステムを使いたい。  など)
 A  基本的に記事の内容を超えた内容に関しては対応していません。別途、カスタムの開発案件( 有償)としてご相談ください。