NodeRedでAlexa連携

by K.I

Date 181205〜181219

Index

概要
NodeRed
- NodeRedアップグレード
- NodeRedの起動
- NodeRedのプログラム
- 追加ノードのインストール
- DashBoard
- フローの保存
- 別のプログラムを実行
RaspberryPiでLED点灯
- MouseでLED点灯
- TriggerでLED点灯
- Functionで反転させる
Alexa連携
- デバイス設定
- Alexaのデバイスを確認
- Alexa Home Skill Bridge インストール
- Alexa home ノード
- やっぱりLED点灯
- PCのON/OFF
まとめ
参考

概要

AmazonのEcho、というか Alexa で、いろいろと操作してみたい

ちょっと調べてみると、NodeRedというのがあるらしい

RaspberryPiにNodeRedをインストールすれば、それを経由して

ハードウェアの操作もできるようだ

[top]

NodeRed

NodeRedってなんだろう？というか、まずNode.jsって何かってことなんだけど。

ドットインストールで、 Node.js入門を見てみる

自分は、Node.jsってPHPのようにApache等のhttpサーバ上で起動されるスクリプトのようなものと思っていたんだけど、

これはサーバ側で動くJavaScriptの環境で、独立したサーバを作ったりするものらしい。

RaspberryPiのRaspbian Jessieには、最初からNode.js、そしてNodeRedがインストールされているらしい。

NodeRedアップグレード

自分の RaspberryPi3には、Raspbian Jessieをインストール済なので、NodeRedもインストールされているはずだ。

こちらを参考に

以下のコマンドを入力して、NodeRedをアップグレードする
```
$ update-nodejs-and-nodered
```

結構、時間が掛かるので、しばらく放っておく

$ cd ~/.node-red
$ npm rebuild

インストールされたノードのリスト

$ cd ~/.node-red
$ npm ls --depth=0

NodeRedの起動

それで、NodeRedはフローベースのGUIで動くNode.jsプログラム環境という感じなのかな。

こちらを参考にさせていただきました

RaspberryPi上の、NodeRedのサーバを起動する

$ node-red-start

RaspberryPi起動時に、NodeRedを自動的に起動するためには

$ sudo systemctl enable nodered.service

無効にするには、

$ sudo systemctl disable nodered.service

そしてPCのブラウザで、LocalのRaspberryPi上の http://raspberrypi:1880/ を開く¹

どうやらNodeRedは、httpサーバとして動作するようだ。

NodeRedのプログラム

inputから、injectをドラッグして配置

injectの表示は、最初timestampになっている
ダブルクリックすると、injectノードの編集が出来る
PayloadのドロップダウンメニューからStringを選択
Hello World!と入力して、Doneボタンを押す
injectの表示が、Hello World!になる

outputから、debugをドラッグして配置

debugの表示は、msg.payloadになっている

injectの右側からdebugの左側を線でつなぐ

右上にあるDeployボタンを押す

そして、やはり右上にあるを押して、

injectの左側にあるボタンを押すと、

日付表示
msg.payload : string[12]
"Hello World!"

Debugタブに、Hello World!と表示される

追加ノードのインストール

NodeRedでは、いろいろなノードを部品として追加インストールできるらしい

ここでは、DashBoardをインストールしてみる

右上の三本線メニューから、Manage Paletteを選択

installタブを選択、search moduleで、node-red-dashboardと入力
これでパレットにDashBoardがインストールされる²ので、Closeで閉じる

こうやって、後からいろいろなノードを追加できるのは便利だ。

コマンドラインからインストールすることもできる

$ cd ~/.node-red
$ npm install node-red-dashboard

この方が簡単かもしれない

DashBoard

DashBoardは、GUIで入出力を操作・表示するノードのセットのようだ

右上のを押して

Layoutタブを選択、+tabボタンを押すと、Tab1が追加される
さらにTab1の+groupボタンを押すと、Group1が追加

HelloWorldのフローに以下のノードを追加する

dashboardから、入力用ノードsliderを配置する
さらにgauge, chart の３つの出力用ノードも配置

そして、入力ノードと出力ノードを接続する

Slider, Gauge，Chart の各ノードを、ダブルクリックして、

設定してもしなくても、一応Doneボタンを押してやる必要がある

右上にあるDeployボタンを押す

それから、を押すと、ブラウザのタブが開いてダッシュボードが表示される

Sliderを操作すると、ちゃんと、Gauge、Chartの表示が連動して、変化する

フローの保存

フロー表示をクリックして、ctrl-Eで、Export Clipboardボタンを押す

TextエディタにPasteして、保存する

[{"id":"f8eef13c.d0d9a","type":"tab","label":"Flow 1","disabled":false,"info":""},
{"id":"da6d27cc.816308","type":"ui_slider","z":"f8eef13c.d0d9a","name":"","label":"slider","tooltip":"","group":"7f89b930.684488","order":1,"width":0,"height":0,"passthru":true,"outs":"all","topic":"","min":0,"max":10,"step":1,"x":343,"y":1570,"wires":[["8e8b80be.e524b","3d5bdbc5.7a3f04"]]},
{"id":"8e8b80be.e524b","type":"ui_gauge","z":"f8eef13c.d0d9a","name":"","group":"7f89b930.684488","order":2,"width":0,"height":0,"gtype":"gage","title":"gauge","label":"units","format":"{{value}}","min":0,"max":10,"colors":["#00b500","#e6e600","#ca3838"],"seg1":"","seg2":"","x":512,"y":1541,"wires":[]},
{"id":"3d5bdbc5.7a3f04","type":"ui_chart","z":"f8eef13c.d0d9a","name":"","group":"7f89b930.684488","order":2,"width":0,"height":0,"label":"chart","chartType":"line","legend":"false","xformat":"HH:mm:ss","interpolate":"linear","nodata":"","dot":false,"ymin":"","ymax":"","removeOlder":1,"removeOlderPoints":"","removeOlderUnit":"3600","cutout":0,"useOneColor":false,"colors":["#1f77b4","#aec7e8","#ff7f0e","#2ca02c","#98df8a","#d62728","#ff9896","#9467bd","#c5b0d5"],"useOldStyle":false,"x":512,"y":1611,"wires":[[],[]]},
{"id":"7f89b930.684488","type":"ui_group","name":"Group 1","tab":"83cc1169.5074b","order":1,"disp":true,"width":6},
{"id":"83cc1169.5074b","type":"ui_tab","name":"Tab 1","icon":"dashboard","order":1}]

こんな感じに、各ノードがTextで保存される³様だ

なるほど。ちょっとNodeRedの雰囲気が分かった気がする。

別のプログラムを実行

デフォルトでは、ワークディレクトリの ~/.node-red に情報が保存され、ポート番号は1880になる

PCのブラウザで、http://raspberrypi:1880/ を開く

同時に別プログラムを起動⁴するには、ワークディレクトリ（例えばwork1）を別に作成して、

ワークディレクトリとポート番号を指定して、NodeRedを起動する
```
$ mkdir work1
$ node-red -u work1 -p 1881
```

この場合、ポート1881にアクセスすれば良い

http://raspberrypi:1881/

これで、同時にNodeRedのサーバが起動する。

ダッシュボード等の追加インストールは、それぞれに行わなければならないみたいだ

¹これはちゃんと固定IPにしてIPアドレスを指定した方が良い。
²NodeRedは、ノードを部品としていろいろ追加することができるらしい。
³見やすいように、ノード毎に改行を入れた。
⁴NodeRedのインスタンスを複数生成するということになるらしい。

[top]

RaspberryPiでLED点灯

Raspbianでは、RaspberryPi用のノードも用意されているので、使ってみる

まずは、定番のLED点滅をいろいろな方法でやってみよう

RaspberryPiのPIN7（GPIO004）に、約１kΩの抵抗を介してLEDを接続しておく

MouseでLED点灯

rpi mouse は、ButtonをLeftに設定、

rpi gpio は、GPIO04のPIN7をチェックして配線で繋ぐ

Deployすると、RaspberryPiに接続したマウスを左クリックした時に、LEDが点灯する

TriggerでLED点灯

injectを、１秒のintervalでRepeatさせる

その信号を元に Triggerで 250ms のパルスを作って、LEDを点灯させる

これで、1秒毎にLEDが250ms点灯する。ということで、LEDが点滅する。

Functionで反転させる

Triggerの代わりに、Functionで毎回信号を反転出力する様にプログラムする

(context.led == 0) ? context.led = 1 : context.led = 0;
msg.payload = context.led;

return msg;

Contextは、ノードの変数スコープみたいなもので、msg.payloadは、ノードのデフォルトの出力先⁵

これで、このFunctionは、T-FFみたいにクロック毎に反転出力するようになる

１秒毎にLEDの状態が反転することで、LEDは点滅する

⁵ということだと思うが、ここら辺はあまり自信がない。

[top]

Alexa連携

Amazon Echoを持っているので、Alexaと連携させてみたい。

というか、これがNodeRedを弄ってみようと思ったそもそもの動機なんだけど。

デバイス設定

Node-RED_Alexa_Home_Skill_BridgeのRegisterで、最初はアカウント作成

これは、AlexaとNodeRedを連携させてくれるサーバらしい

Loginしたら、Deviceタブを選択、Add Deviceでデバイス名とActionを設定する

Name： LED
Description： RaspberryPi3 LED
Action： On,Offにチェック

LEDは、"エルイーディー"って登録しなきゃダメかなと思ったんだけど、

アルファベットのままで、ちゃんとカタカナ読みしてくれるっぽい。

Alexaのデバイスを確認

PCなら、 Alexaのサイトを開いて、或いはスマホなら、インストールしたAlexaアプリの、

スキルの項目で Node-REDを検索して、スキルを有効にする

そして、設定のスマートホームデバイスの管理で、デバイスを見ると、

現状、設定されているデバイス名の一覧を見ることができる⁶ので、確認しておく

ここで、ちゃんと設定したデバイス名が検出されていることを確認しておく

Alexa Home Skill Bridge インストール

RaspberryPiのNodeRedに、Alexa Home Skill Bridgeをインストールする

$ cd ~/.node-red
$ npm install node-red-contrib-alexa-home-skill

これでNodeRedに、Alexaのノードが追加される

Alexa home ノード

NodeRedで、Alexa homeノードを配置して、ダブルクリック

Node-RED_Alexa_Home_Skill_Bridgeで設定したアカウント名、デバイス名を設定する
一応、Auto Acknowledgeにチェック⁷をいれておく
Topicには、とりあえずデバイス名を入れておく

実際にどんなメッセージが送られるのか、debugノードを繋いで調べてみよう

Outputは、complete msg object にして、全部見れるようにする

「Alexa、LEDをONにして」

{"topic":"LED",
"name":"LED",
"_messageId":"3cab994b-bfb5-421d-abc6-b52eb38efe2d",
"_applianceId":"42157",
"_confId":"dc9180d2.679c3",
"command":"TurnOnRequest",
"extraInfo":{},
"payload":true,
"_msgid":"8a8e3d05.5efdc"}

「Alexa、LEDをOFFにして」

{"topic":"LED",
"name":"LED",
"_messageId":"46ef7a4e-738c-4f3d-a3d8-948544cf57f5",
"_applianceId":"42157",
"_confId":"dc9180d2.679c3",
"command":"TurnOffRequest",
"extraInfo":{},
"payload":false,
"_msgid":"d5f722e9.01ae7"}