IoT自作に挑戦！Raspberry pi でリレーを使ってみよう

愛知県稲沢市在住の【中小企業診断士✖️IoTプロフェッショナルコーディネーター】が、ものづくりの楽しさをお伝えする《がちゃラボ》です。

「トマトの自動水やりシステムを作ろう」ということで、その準備第１弾としてRaspberry piで定期実行を行う事に挑戦しました。久しぶりのブログ更新ですが、こうしている間も定期的にLEDはチカチカとしています。。。

そして、今回は水をくみ上げるポンプを駆動するためにリレー接点の使い方です。リレーは昔からある機構ではありますが、私自身 Raspberry pi （ラズベリーパイ、ラズパイ）でどのように制御するのか分からなかったので、すごく勉強になりました。

皆さんもぜひ参考にしてください。

準備するもの

• Rasbperry pi （ラズベリーパイ、ラズパイ）
• リレー
• その他、ジャンプワイヤとかブレッドボードとか

リレーは、KUMANのラズパイスタータキットに入っていた「SRD-05VDC-SL-C」というものを使います。リレーにも様々な種類がありますが、今回はLEDをON/OFFするくらいなのでスターターキットのこれで十分です。

リレーの接続方法

まずはリレーの構造を説明します。見た目は下記のような感じです。

	端子名	説明
①	Normal Open	リレー内部のコイルに電流が流れた時に繋がる端子
②	Common	NOとNC共通の端子
③	Normal Close	リレー内部のコイルに電流が流れていないときに繋がる端子
④	GND	基準となる点。０Vとなる端子。
⑤	Vcc(5V)	リレーを動かすための電圧。
⑥	Signal	接点をくっつける、離すための端子（スイッチをON・OFF操作するための端子）

使い方としては、①NOと③NC、この２つの端子のどちらを繋ぐか⑥Signalで操作する、ということになります。

実際に手を動かした方が分かりやすいので、①NOと③NCに異なる２つのLEDをつなげて実験してみましょう。

手動でSignalをスイッチして、LEDをチカチカ点滅させてみよう

それで、NOとNCにLEDを使って動きを確認してみましょう。

	端子名	どこに繋ぐ？？
①	Normal Open	LEDの（ー）側に繋ぐ（GNDと繋ぐ）
②	Common	LEDの（＋）側に繋ぐ（5Vと繋ぐ）
③	Normal Close	LEDの（ー）側に繋ぐ（GNDと繋ぐ）
④	GND	ラズパイのGNDと接続
⑤	Vcc(5V)	ラズパイの5Vと接続
⑥	Signal	ラズパイの3.3Vと接続したり、離したりする（LEDの切り替えを制御する） 【未接続】①NO側のLED点灯　【接続】③NC側のLED点灯

この状態で⑥Signalを3.3Vと接続⇔切り離しをすると、点灯するLEDが変わります。これはLEDが点灯するために電流の流れるルートを①NO側とするか、③NC側とするかを切り替えているためです。

⑥Signalの状態を変えることで（スイッチすることで）、２つの端子①NOと③NCのどちらを有効とするか切り替えることができるのがリレーの特徴になります。

Cronを用いて定期的にLEDを切り替えよう

先ほどの実験では、手動で⑥Signalを操作することで点灯するLEDを切り替えました。そこで次は、Cronを使って定期的にLEDを切り替えるようにしましょう。

方法は簡単で、⑥SignalをRaspberry pi （ラズベリーパイ、ラズパイ）のGPIOに繋げましょう。前回の記事でGPIO02を定期的にONする方法を書いたので、そのまま⑥SignalをGPIO02に繋げます。

これを実行すると、

CronによりGPIO02がON・OFFするプログラムが実行され、⑥Signalに入力される信号が変わり①NO⇔③NCに繋いだLEDが切り替わります。

どうでしょう。これで、①NOもしくは③NCに何か動かしたいものを繋いでおけば、Raspberry pi とリレーを使って制御することができるようになりました。

ただこれだと複数のLEDを複数のGPIOを使ってチカチカさせるのと変わりません。リレーを使うのはポンプを動かすためで・・・

さいごに

ということで、今回はリレーを使ってものを制御するということを書きました。

農業IoT、スマート農業の自作にはまだほど遠いですが、一歩ずつ！次はポンプを買って水をくみ上げるところをやりたいと思います。そのためにはまずはポンプを買わないと、、、何買えばいいんだろう。