SORACOM LTE-M Button Plus と Arduino をつなげて活用する方法

カテゴリーデバイス

4月に入社したソラコムNEWBIEの堀尾(Hori)です。私の入社と同じ4月にリリースされSORACOM LTE-M Button Plusは、いわば同期です。そんな経緯により、LTE-M Button Plus の用途をさらに広げるべく、記事を書くことになりました。

SORACOM LTE-M Button Plus とは

SORACOM LTE-M Button Plus (以下、Plus ボタン) は Enterprise ボタンの機能はそのままに、接点端子コネクターがプラスされているデバイスで、名称の “Plus” の由来ともなっています。
機能面などは Plus ボタンの商品ページをご覧いただければと思うのですが、Plus ボタンは「ボタン搭載」「接点入力搭載」という２つが特徴になります。

この接点入力に接続できるセンサーは、例えば磁気式のリードスイッチ（中に磁石が入っていて、磁力によってON/OFFになる）などがあります。

Plus ボタンの活用を広げる「マイコン連携」

それ以外にも、接点出力をするセンサーや機器はとても多く、これだけでも非常に便利に利用いただけるのですが、Arduino UNO R3 のようなマイコンと組み合わせることで「特定の条件を満たしたときに送信する」といったプログラマブルな使い方や、接点よりもより高度なセンサーも利用可能となるため、活用の幅がもっと広がります！

今回、実際にアナログ電圧出力の照度センサに連動して、メッセージを送る仕組みを作ってみました。回路構成は以下の通りです。

実際の様子がこちらです。

センサからボタンまでは、ざっくり以下のようなフローになっています。

１．照度センサ　⇒　アナログ電圧出力
　↓
２．Arduino　⇒　デジタル出力
　↓
３．リレースイッチ　⇒　接点オープン／ショート
　↓
４．LTE-M Button Plus　⇒　メッセージ送信！

最終的にリレースイッチで接点オープン／ショートの制御を行っています。その前段にマイコン（Arduino）を接続することで、おおよそどんなセンサの出力も受けることができます。

そして組み上げた実物がこちらです！LTE-M Buttonに触るのは初めてだったので、秋葉原の買い出しも含めて3-4時間程度かかりました。

構成部品

構成部品はオンラインで揃えることができます。

SORACOM LTE-M Button Plus / SORACOM ユーザコンソールで購入可能 (7980円)
Arduino UNO R3 / スイッチサイエンスさん等で購入可能 (約 3000円)
照度センサ DFR0026 / 秋月電子さん等で購入可能 (約 450円)
リレースイッチ G6L-1P / 千石電商さん等で購入可能 (約 400円)

※ケーブルなどは別途ご準備ください

Arduinoのソースコード

Arduinoのソースコードは以下の通りです。Plus ボタンは接点をショートさせる(= HIGH)時間により、シングル・ダブル・ロングの３通りのメッセージを送ることができます。（ボタンのシングルクリック・ダブルクリック・長押しに相当）
今回、シングルのメッセージを送るようにしていますが、ダブル・ロングのメッセージを送る動作も想定したソースコードにしました。

int message = 1; // type of message : 1 -> SINGLE, 2 -> DOUBLE, 3 -> LONG
int relayIn = 2;

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    pinMode(relayIn, OUTPUT);
    digitalWrite(relayIn, LOW);
}

void loop() {
    int sensorValue = analogRead(A0);
    Serial.println(sensorValue);
        if (sensorValue > 800) {
            if (message == 1) { // message : SINGLE
            digitalWrite(relayIn, HIGH);
            delay(200);
            digitalWrite(relayIn, LOW);
        } else if (message == 2) { // message : DOUBLE
            digitalWrite(relayIn, HIGH);
            delay(200);
            digitalWrite(relayIn, LOW);
            delay(500);
            digitalWrite(relayIn, HIGH);
            delay(200);
            digitalWrite(relayIn, LOW);
        } else { // message : LONG
            digitalWrite(relayIn, HIGH);
            delay(1500);
            digitalWrite(relayIn, LOW);
        }
        delay(3000);
    }
    delay(1000);
}

実際に試してみる

Arduino UNO R3 にスケッチを書き込むと、シリアルモニタに照度センサの出力が流れてきます。

今は420-430ぐらいでしょうか？センサの出力は0-5V（電源電圧）のアナログ電圧で、これを0-1023の整数にマッピングされて読み出しできるようになっています。
手をかざすと数字が下がるので、どうやら正しく動作しているようです。スマホの懐中電灯アプリで照らすと900以上の値になるので、閾値を800に設定しました。照度センサの出力が800を超えたら、メッセージが送信されます。

懐中電灯アプリで照らしてみると、Arduino UNO R3 が反応し、SORACOM LTE-M Button Plus に信号が送られました！

このボタンはあらかじめ SORACOM Harvest を有効化してあったので、即座にデータが確認できます。
SORACOM LTE-M Button Plus は、SORACOM LTE-M Button for Enterprise と機能的には全く同じなため、SORACOM Harvest の有効化のしかたは Getting Started に沿って行っていただければ、すぐにでもご利用いただくことができます。

ご注意事項

本構成は動作確認はされていますが、長期にわたる運用や動作環境、部品個々の安定性などについては未保証になっていますので、お手元の環境で確認されることをお勧めいたします。

まとめ

という訳で、Plus ボタンと Arduino UNO R3 を使って、「明るくなったらメッセージを送信する」仕掛けを作ることができました。
SORACOM では Plus ボタン以外にも IoT の開発フェーズや要件に応じた SORACOM をすぐに活用できるデバイスを用意しています。SORACOM ユーザコンソールからお求め可能です。