aws iotでgo!
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AWS IoTでGO!電車でGO!コントローラを使い、arduino Yún + モーターシールドでNゲージを操作2016/2/16
瀧澤 与一 (Mail: [email protected])
アマゾン ウェブ サービス ジャパン株式会社技術本部 エンタープライズソリューション部部長／シニアソリューションアーキテクト
瀧澤与一アマゾンウェブサービスジャパン株式会社
技術本部 エンタープライズソリューション部部長/ソリューションアーキテクト
金融機関をはじめとするエンタープライズ企業向けのAWS導入サポート
趣味：
オーディオ＆ビジュアル、スキー、ドライブ、子供と遊ぶ。
About me
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７歳
なぜか、鉄道好きに
踏切の音を聞いて、路線をあてられるレベル
「10歳になったらね」の約束を破り、Nゲージの道に。
うちのこども
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Nゲージ ジオラマ・・
4
線路に最大12Vの電圧。
車両は線路に流れる電流を車輪で受け、モーターを駆動。
電圧により、車両の速度が変わる。
±を逆にすれば逆進。
一般的には、専用のコントローラ（パワーパック）で操作。
Nゲージの仕組み
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arduinoにモータシールドを接続し、線路に流れる電圧をarduino経由で制御可能に。
arduinoをUSBシリアルでRaspberry piを接続し、Raspberry piにWebサーバを構築。
タブレット経由で車両の操作ができるようにした。
最初のトライ
しかし、うちの子供には不評。
ハンドルで操作したいとのこと。
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「タブレットでのタッチ操作じゃリアリティがないんだよなー」
by うちのこども
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電車でGO!64コントローラを改造
課題解決：そういうわけで、
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構成図
Arduino Yún
モーターシールド
AWS IoT
SNSLambda CloudWatch
logs
S3
操作 速度データ
線路への電圧
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HC148
電車でGO!64コントローラの分解
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データシート
HC148
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HC148データシート（続き）
コントローラの位置をA2,A1,A0ピンを使い2進数で出力。→ arduinoに入力
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Arduino Leonardo（ATmega32u4）をベースとし、無線機能（WiFi）付きのLinuxボードを搭載したArduino。
技適認証あり。https://www.switch-science.com/catalog/2210/
AWS IoTのSDKあり。
Arduino Yún
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Arduinoのアナログ出力は最大5V。
モーターシールドでは、12Vの外部電源を接続すると、最大5Vの入力に対して、最大12Vの出力をリニアに出力可能。電流も２Aまで。
シールド形状のため、Arduinoにかぶせるように接続可能。
モーターシールド
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http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-06684/
AWS IoT
デバイスデータに対するいろいろなアクション
セキュアでスケーラブルなデバイスとクラウドの
双方向接続
誰でも簡単にはじめられる
さまざまなデバイスをAWSの各種サービスや他のデバイスにセキュアに接続し、デバイスデータに対する処理やアクションを実行することが可能
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データフローとAWSサービスのマッピング
収集 処理 分析
保存
S3
Kinesis
DynamoDB
Data Collection
and Storage
AWS Lambda
KCL Apps
Event
Processing
EMR Redshift
MachineLearning
Data
Processing
Data
Analysis
IoT
AWS IoT Overview
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1. SDKをダウンロードhttps://github.com/aws/aws-iot-device-sdk-Arduino-yun/インストールの詳細は、上記GitHUBのreadmeを参照。
2. AWS IoT CA file(ルート証明書)をダウンロード（here.）
ファイル名を「root-CA.crt」にしておく。
3. AWS IoTでダウンロードした証明書とルート証明書を「AWS-IoT-Arduino-Yun-SDK/AWS-IoT-Python-Runtime/certs」に保管。
4. インストールスクリプトを実行。chmod 755 AWSIoTArduinoYunInstallAll.sh /AWSIoTArduinoYunInstallAll.sh <Board IP> <UserName> <Board Password>
5. 「AWS-IoT-Arduino-Yun-SDK/AWS-IoT-Arduino-Yun-Library」ライブラリを「Documents/Arduino/libraries」にコピー。
Arduino Yúnのセットアップ・証明書コピー
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AWS IoT SDKの使用。
モーターシールドで使うpinなどを設定。
コード（１／４）
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電車でGO!コントローラの信号を読み取り、モーターシールドに出力する電圧を決定。
コード（２／４）
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topic1でモーターシールドへの出力値を送信。
AWS IoTのサンプルコードを流用。
コード（３／４）
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AWS IoTで「Connect Device」を実行した際に表示されるコードをペーストする。
コード（４／４）
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aws_iot_confg.h
#ifndef config_usr_h
#define config_usr_h
// Copy and paste your configuration into this file
//===========================================================
====
#define AWS_IOT_MQTT_HOST "A3TCNQTE8Bxxxx.iot.ap-northeast-
1.amazonaws.com"
#define AWS_IOT_MQTT_PORT 8883
#define AWS_IOT_CLIENT_ID "traincontroller"
#define AWS_IOT_MY_THING_NAME "traincontroller"
#define AWS_IOT_ROOT_CA_FILENAME "root-CA.crt"
#define AWS_IOT_CERTIFICATE_FILENAME "5fa69bxxxx-certificate.pem.crt"
#define AWS_IOT_PRIVATE_KEY_FILENAME "5fa69bxxxx-private.pem.key"
//===========================================================
====
// SDK config, DO NOT modify it
#define AWS_IOT_PATH_PREFIX "../certs/"
（略）#endif
構成図
Arduino Yún
モーターシールド
AWS IoT
SNSLambda CloudWatch
logs
S3
操作 速度データ
線路への電圧
ここまで完成
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rule
AWSIoT
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Lambda function
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CloudWatch Logs
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構成図
Arduino Yún
モーターシールド
AWS IoT
SNSLambda CloudWatch
logs
S3
操作 速度データ
線路への電圧
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うちのこどもには、とても好評！
AWS IoTは簡単。 コーディング最小でデバイスからのデータ送受が可能。
線路のどこを走っているかのセンサーの追加。
コントローラでポイント切替機の制御。
システム側からのNゲージ車両、ポイントの制御。
データの記録と分析。
まとめ・今後
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