Raspberry Pi WH セットアップ と 温度湿度気圧モニタリング

Anker USB-C 2-in-1 カードリーダー【SDXC / SDHC / SD / MMC / RS-MMC / Micro SDXC / Micro SD / Micro SDHCカード / UHS-Iカード対応】

ポチップ

Raspberry Pi W Zero との違いはピンがすでに取り付けられている点です。

この商品は32GBのMicroSDカードとケースがついているのでOSをインストールするだけですぐに使えます。すでにMicroSDカードを持っている場合はMicroSDなしのものを選択しましょう。

Anker

uxcell ジャンプワイヤコネクタラインジャンパ線ケーブル 40ピンメス-メスプラスチック 10cm 2.54mm

ポチップ

RPi WHのセットアップ

SDカードを用意してOSを書き込む

今回は公式のOS Raspbian を利用します。

GUIのないLite版をダウンロードしましょう。

SD Card Formatter でSDカードをフォーマットした後

Etcher で Raspbian をMicroSDに書き込みます。

3〜5分くらいで完了します。書き込み後は一度SDカードが排出されるので再度差し込み直してください。

SDカード内に

空の「ssh」フォルダと、「wpa_supplicant.conf」ファイルを作成します。

sshフォルダはSSHを利用するために作成し、wpa_supplicant.confを作ることで自動的にRPi WHがWiFiに接続するようにします。

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
country=JP
network={
ssid="WiFiのSSID"
psk="パスワード"
key_mgmt=WPA-PSK
}

SDカードを抜いてRPi WHへ挿入して、電源につないだMicroUSBケーブルを接続します。

SSHで初期設定

はじめはRPi WHのローカルIPアドレスがわかりません。

Macでは LANscan などでRPi WH のIPアドレスを確認

SSH クライアントでssh接続します。

WindowsのPowerShell やMacのTerminal を使う場合は

ssh [email protected] (RPiのIPアドレス)

初期ユーザーのパスワードを変更

pi@raspberrypi:~ $ passwd

現在のパスワードと新しいパスワードを入力

root のパスワードを設定

$ sudo passwd root
# 利用するパスワードを入力
$ su

root に切り替え

# apt update && apt upgrade -y

アップデート

よりセキュリティを高める

必須ではありませんが、乗っ取りリスクを下げるためにセキュリティ対策をしておきましょう。

SSH の設定

ssh で利用する22番ポートは攻撃されやすいので別の推測されにくいポートへ変更します。

nano エディタは Ctrl +x で編集を終了した後Enterで保存できます。

nano /etc/ssh/sshd_config
Port 10890
#PermitRootLogin prohibit-password

rootログイン不可。鍵ファイルがあってもログインできません。

一般ユーザーでログイン後 sudo や su を利用します。

#PubkeyAuthentication yes
PubkeyAuthentication yes

鍵認証がオフになっているので鍵認証に対応させます。

パスワードによる認証をオフにします。

service ssh restart

パスワードのみの認証を無効にして鍵認証へ変更

# su ユーザー名
## ユーザーのホームディレクトリへ移動
cd ~

## .sshフォルダ (隠しフォルダ)を作成
$ mkdir .ssh

## ユーザーのみ利用できるようにパーミッションを変更
$ chmod 700 .ssh

## 認証鍵作成。必要に応じてパスワードを設定する(空でもOK)
$ ssh-keygen -t rsa

mv ~/.ssh/id_rsa.pub ~/.ssh/authorized_keys

chmod 600 ~/.ssh/authorized_keys

mv ~/.ssh/id_rsa ~/.ssh/privkey.pem

id_rsa を xxx.pem にしてプライベートキーを保存

次回からSSH クライアントで鍵ファイルを指定するなどしてログインします。

ufw で必要なポートのみ開放

iptablesは設定が難しいので、より簡単にポートの制限ができるufwをインストールします。

$ sudo apt install ufw -y

## 必要なポートのみallow(許可)する
$sudo ufw allow 80
$sudo ufw allow 443

## ufw を有効化
$sudo ufw enable

## 有効化したポート以外拒否
$sudo ufw DENY default

その他のポートを拒否

おまけ

sshログイン時に出すメッセージを変更

温度湿度気圧モニタリング

Raspberry Pi WHの初期設定が終わったところで、環境センサーを取り付けていきます。

必要なもの

気温湿度気圧センサー

秋月電子通商 BME280 を使います。

ピンが2つ余分なので取り付ける際は端の2つを折って外しましょう。

ジャンパピンはセンサーとRaspberry Pi を接続するコードです。20cmでは長かったので10cmくらいがちょうどよいです。

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ポチップ

はんだごては安いものでも問題ないですが、できれば温度調整のできるものを買いましょう。

白光ダイヤル式温度制御はんだこて FX600

白光(HAKKO)

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ポチップ

はんだは電子工作用のものでOKです。

goot リール巻はんだ 100ｇ SE-06010

太洋電機産業(goot)

GPIO Pinout Orientation RaspberyPi Zero W

ポチップ

Raspberry Pi Zero WHのピンを取り付け

まずは、bme280側のピンをはんだづけします。慣れないと難しいですがはんだがきちんと乗っていないと認識しないので落ち着いてやりましょう。

それぞれ対応するピンを確認します。

あとはジャンパピンをRaspberry Piの該当のピンに差し込むだけです。はんだづけは不要です。

ジャンパピンが長すぎて不格好ですが一応完成です。動かないよう固定するなりします。

Raspbian 設定

raspbian でl2c通信できるように設定

SSHでRaspberry Pi WHにログイン

sudo raspi-config

5. Interfacing options を選んで

l2c をonにする

Ubuntuなどの場合

$sudo nano /boot/config.txt
dtparam=i2c_arm=on

nano /etc/modules
i2c-dev

ソフトをインストール

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install i2c-tools
$ sudo apt-get install python-smbus

通信テスト

i2cdetect -y 1

0x76で通信していることが確認できました。

気温湿度気圧値を取得

センサの値を見てみる

cd ~
wget https://raw.githubusercontent.com/SWITCHSCIENCE/BME280/a43306ece7e17f3009748599e1ca4d0160729559/Python27/bme280_sample.py
python bme280_sample.py

Webページでグラフ表示

数値だけ取得するのは味気ないので、データを保存してグラフで表示できるようにします。

$ sudo apt install nginx -y
$ sudo apt install php7.0-fpm

$ sudo nano /etc/nginx/sites-available/default

# 44行目あたりを変更
index index.php index.html index.htm index.nginx-debian.html;

# 56行目 #を外す
location ~ .php$ {

# 57行目　#を外す
 include snippets/fastcgi-php.conf;

# 60行目 #を外す
 fastcgi_pass unix:/var/run/php/php7.0-fpm.sock;

# 71行目 #を外す

php-fpmとnginxを再起動

$ sudo /etc/init.d/php7.0-fpm restart
$ sudo /etc/init.d/nginx restart

あとはこちらのページを参考にさせてもらってスクリプトを

/var/www/html/

以下に配置します。

ラズパイ+BME280でIoT環境センサー構築(その3)

http://192.168.xxx.xxx/bme280.php

http://192.168.xxx.xxx/bme280-2.php

にアクセスしてデータとグラフが表示できればOKです。

cronに登録して自動で記録するようにしておきます。パスは環境によって変えてください。

$sudo nano /etc/crontab
*/5 * * * *    root    python /var/www/html/env/bme280/bme280.py

Cronを再起動

service cron restart

Raspberry Pi Zero WH スターターセット (SanDisk MicroSD 32GB付き)

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ポチップ

ケース内に設置

外にも置けるようにケースに入れてみました。

100円4パック

USBケーブルと換気用の穴をドリルで開けて完成

発熱があるのでモバイルバッテリーなどは中に入れず別のところに設置します。

中はRaspberry Pi WH を置いただけ

安い防水透湿シートが売っているので内側に張ってみようと思います。

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