20160227 de live-scratch

オーロラの手触り
~ Raspberry Piで制御する石窯 ~
2016.02.27
OSC 2016 Tokyo/Spring ライトニングトーク
オープンフォース総統
河野悦昌

オープンフォース
●
秘密結社
●
勉強会などを開催する非営利組織

あくのはかいかつどう
●
（オープン）の
●
（イノベーション）活動
● OSSを実戦に

混迷する世界
●
燃える非対称紛争
●
沸き立つ市民間憎悪
●
イスラムのハシブ制を僭称する組織
を討伐しに国王が自ら空爆するとか
しないとかいう21世紀とは
●
海賊が出没して戦車を分捕られる２
１世紀とは

真に世界を変えるには
●
世界にリーチするためには
●
２：８
●
サイレントマジョリティへのアプローチ

発展途上国貧困層
●
貧困が巻き起こす問題
●
砂漠化を食い止める

珪藻土
●
珪藻土を使った
問題解決
●
安価
●
安全
●
圧倒的な熱効率

発展途上国貧困層
へのアプローチ
●
かまど問題
●
熱効率が良く
●
完全燃焼に近づけて
●
煙の発生を抑制し
●
健康を維持し
●
砂漠化を食い止める

秘密結社的アプローチ
●
野望を偽装して
●
日本国内で

ピザ窯を作る
●
石窯
– 超高性能石窯が可能に
●
ピザパーティ

従来の石窯
●
屋外で
●
小山のような
●
予熱半日
●
除熱半日

珪藻土を使うと・・・
●
超高性能に！！
– 屋外で
●
→屋内可能！！
– 小山のような
●
→卓上サイズ！！
– 予熱半日
● →予熱1時間！！
– 除熱半日
●
→分解して急速冷却！！

DELiveシリーズの開発
●
イベントで組み立て
●
その場でピザを焼く

Raspberry Pi
●
あんなこと
●
こんなこと
●
できるのではない
か！？

Raspberry Pi でラズベリーパイをどうぞ
秘密結社オープンフォース
300℃
150秒
ラズベリー！
バナナ！
Raspberry Pi
で制御
12V電源
サーミスタ熱電対へ
ヒーターへ
リレー
温度センサ
拡張ボード
RaspberryHabu
sshで
ログインして
温度設定
DEシリーズの
試作品は
RaspberyPiで
制御！

ログイン
● 石窯DELiveに
● sshで！
● コントローラにRaspberry Piを使っている
● ユーザ名 pi
● パスワード raspberry

Mk.1
● 30cmピザバージョン
● オープンハードカンファレンス 2015
Nagano

Mk.2
● 25cmピザバージョン
●
小さいピザをたくさん食べるのが楽し
い！

Mk.4
●
蓄熱体を使った熱慣性制御
●
性能安定
● 200名規模イベントに投入

Mk.5
●
カセットコンロバージョン
●
電源無いアウトドアで利用可能

Mk.6
●
制御プログラムを使った熱慣性制御
●
ヒータ位置を離して熱慣性・・・
●
ギークハウス大阪池田に設置

Mk.7　炭火バージョン
●
キャンピング場でテスト

DEAero
●
エアロジェルを
使った試作バー
ジョン
● 質量30kg→3kg

500°
● ピザなら90秒
● 200°〜900°
● 1300W程度なのに
●
かなり強い火力なので

Raspberry Piで制御
400℃以上の温度が使える石窯は調理設備
としての能力は圧倒的であるが小山のような
サイズであり、運用には制限が伴う。
DEシリーズは優れた断熱性能を持つ珪藻土
等を用い、輻射熱による調理に特化したこと
により従来型石窯よりもはるかに小型化した
ものである。
100V家庭用電源で強力な調理を行うことが
でき、また一般家庭のリビングなどでの運用
が可能である。
エネルギー機動理論（ジョン・ボイド）。断熱性、耐熱性に優れた素材を使うことで、500℃前後までエネルギーを
効率よく蓄えることができる。100Vの家庭用コンセントでも480℃に予熱でき、100秒でピザが焼き上がる。
熱効率に優れた輻射熱型電気石窯
2200 2300 2400 2500 2600 2700 秒
石窯の
蓄熱量
KJ
3000
2950
2900
2850
2800
輻射熱による
エネルギー伝達
2000Wx100sec
回復期間
調理完了
食材投入
余熱完了
余熱時間40分
庫内雰囲気温
℃
500
400
300
デンプン
アルファー化
吸熱期間
ドア開閉に
よる温度低下
ドア開閉に
よる温度低下
DiatmiteExcitationer Live Version
DELive
珪藻土石窯DEシリーズ
DELive
自分で焼くピザパーティーは
・焼きたてはウマイ
・みんなで焼けば楽しい
・ピザの材料は安い
・ピザパーティはチープな感じがしない
・腹いっぱい食える
数分でピザを焼くDE石窯を用いれば
無限ピザプロジェクト
消費電力 1250W
絶対最大定格 700℃
分解してコンパクトに搬入、
パーティ会場で組立、素早く
撤収可能にした積木式モデル。
SPEC.

510℃
480℃
Goで制御
Android
Google Chart

ピザパーティ!!
●
９０秒で焼ける！！
● 100Vで焼ける！！
● 500℃で焼ける！！

●
自分でつくろう！！
●
好きなピザを
●
マルガリータ
●
ポテト昆布
●
チョコマシュマロ
●
ハニーゴルゴンゾーラ
●
おいしい！！
●
お腹いっぱい！！
●
安い！！

①ピザ生地伸ばす
②トマト塗る
③好きなのトッピング
④チーズかけて
⑤オリーブオイルを一回し
⑥焼く！！！

楽しい！
●
食材瞬殺の懇親会ではなく
●
自分で作って
●
お腹いっぱい
● 会費￥2000で儲かる！

準備完了
●
何が？
●

Raspberry Piでラズベリーパイを
おいしいプログラム開発テキスト
DELiveWorkshop
秘密結社オープンフォース

GPIO
● ON/OFFすると
●
ランプが点滅
●
ヒーターも点滅
●
ヒーターをチカチカしてみよう
● sudo gpio write 0 1 で上側ヒータON
● sudo gpio write 1 1 で下側ヒータON
● sudo gpio write 0 0 で上側ヒータOFF
● sudo gpio write 1 0 で下側ヒータOFF

温度を測る
●
アナログは扱えないため
● MCP3008
●
通信
● SPI

サーミスタ
●
温度によって抵抗値が変わる
●
あまり高温は測れない
– ここで使用しているのは最大125℃
●
計算式
R=Ro×e^(B(1/T)-(1/To))
– Ro ：基準温度 To における抵抗値
● ここでは10kΩ (25℃　・・・298K)
– R : 測りたい温度 T における抵抗値
– B ：サーミスタの種類による定数
● ここでは3380 (25〜50 )℃

抵抗を求めるには？
● 5Vの値をRとTH
の抵抗の割合で分圧
R 10kΩ
5V
ここの
電圧が
いくらか？
TH(サーミスタ)
25℃のときに10kΩ
温度が高くなると抵抗が下がる

電圧を測るには？
● MCP3008で電圧の
値を測ることができる
● 0~5Vを0~1024の値で
表現する
● MCP3008とRaspberry Pi
とはSPIで接続する
R 10kΩ
5V
ここの
電圧を
測る
サーミスタ
25℃のときに10kΩ
温度が高くなると抵抗が下がる

熱電対
●
異なる２種の金属を接すると温度差で発電する
● クロメル・アルメルという合金を使ったのがK型熱
電対
● 最高1250℃
● 約40.7μＶ／℃
●
非常に微弱
●
温度差しかわからない

熱電対で温度を測るには
●
非常に微弱
● オペアンプで100倍に増幅
● 約40.7μＶ／℃→ ???
● 500℃差だと ???
●
温度差しかわからないので
●
？？？

いろんな言語
● C
● bash
● Python
● java
● JavaScript
● Scratch

bash
● WiringPiを使う
●
下準備
● spiはラッパーを使う
ポートを読み込みモードに
gpio mode 0 read
ポートを書き込みモードに
gpio mode 0 write
ポート全部の確認
gpio readall
ポートの読み込み
gpio read 0
ポートに書き込み
gpio write 0
spi使う 256KBバッファ確保
gpio load spi 256

C
● WiringPiを使う
下準備
#include <wiringPi.h>
pinMode(0,INPUT);
pinMode(0,OUTPUT);
hogehoge = digitalRead(0);
digitalWrite(0,HIGH);
#include <wiringPiSPI.h>
wiringPiSetup();
if ( -1 == wiringPiSPISetup(0,1000000) )
{
printf("SPI setup error!");
exit(1);
}

Python
● cf.,
● 「Raspberry Pi 電子工作レシピ」

php
●
準備
wiringPiSetup();
pinMode(0,INPUT);
pinMode(0,OUTPUT);
hogehoge = digitalRead(0);
digitalWrite(0,HIGH);
if ( -1 == wiringPiSPISetup(0,1000000) )
{
printf("SPI setup error!");
exit(1);
}
●
インストール
apache2, php5, php5-dev などをインストールしておき適切に設定しておく
git clone --recursive https://github.com/WiringPi/WiringPi-PHP.git
cd WiringPi-PHP
./build.sh
sudo ./install.sh

java
● pi4j
● http://pi4j.com/
● sudo apt-get install oracle-java8-jdk
●
curl -s get.pi4j.com | sudo bash
●
lircを無効にしておく
● sudo /etc/init.d/lirc stop
● sudo rmmod lirc_rpi
● sudo rmmod lirc_dev
●
コンパイル
● javac -classpath .:classes:/opt/pi4j/lib/'*' -d . ControlGpioExample.java
●
実行
● sudo java -classpath .:classes:/opt/pi4j/lib/'*' ControlGpioExample

JavaScript
● Node.js + WiringPiを使う
● wget http://node-arm.herokuapp.com/node_latest_armhf.deb
● とすると、v0.11.12が入手できるが
● WiringPiがまだ対応出来ていない
設定方法
nodebrewからインストールはうまくいかなかった。
http://node-arm.herokuapp.com よりダウンロード
wget http://node-arm.herokuapp.com/node_0.10.36_armhf.deb
sudo dpkg -i node_0.10.36_armhf.deb
sudo npm install -g node-gyp
sudo npm install -g wiring-pi
動作確認
$ node -v
v0.12.1
$ npm -v
2.5.1

SPI
● MCP3008の通信方法は、データシートを見て
プログラムします。
● Cのプログラムは以下の通り
● MCP3008.c（./MCP3008）というプログラムを呼び
出してもOK
int MCP3008Read( int channel ){
int spireturn,data;
spidata[0]= 1;
spidata[1]= ( 0x80 | channel << 4 ) ;
spidata[2]= 0;
spireturn = wiringPiSPIDataRW( 0, spidata , SPIBUFFSIZE );
data = ((spidata[1]&3) << 8) + spidata[2];
return(data);
}

電圧
● MCP3008
● チャンネル0 サーミスタ
● チャンネル1〜3 空き
● チャンネル4 ヒータ上側の熱電対の電圧 x 100倍
● チャンネル5 ヒータ下側の熱電対の電圧 x 100倍
● チャンネル6 予備の熱電対の電圧 x 100倍
● チャンネル7 空き

チョコバナナマッシュルーム

世界の野望のために
●
ピザ窯を開発して
●
パーティして
●
発展途上国貧困層のかまど問題へ
フィードバック
●
燃料問題・健康問題・砂漠化を解決

世界の野望のために
● OSS懇親会を
●
ピザパーティーで
●
席巻しよう！！

展示しよう
みせびら
かそう
セミナー
しようファンディング
しよう
発表しよう
自慢しよう
PRしよう
実演しよう
販売しよう
キッズ、ファミリー、ベビーまで誰でも楽しめる!
ものづくりのテクニックやスタートアップを知りたい人にも見逃せない！
ものづくり革命やイノベーションの情報共有、交流、最先端の今を知る場所として開催します。
オープンハードカンファレンス全国で開催する、ものづくりの文化祭。自由に作った工作、ガジェット、製品、サービスを・・
ワークショップ
しよう
わいわい
やろう

中村中学校；
高等学校
　　　　清澄公園　　　　　　　　　　　　　
デニ
ーズ
東京メトロ半蔵門線
都営大江戸線
A3出口
会場
新館LADY
清洲橋通
http://oshwc.project2108.com
オープンハードカンファレンス 2016 Tokyo/Winter
2016年2月11日
10:00-17:00 入場無料
18:00-20:00 (懇親会・一般￥2000・学生￥1000・中学生以下無料）
中村中学校・高等学校にて開催！(清澄白河駅2分)
セミナー
展示
ワークショップ
ファミリー企画
・セキュリティを知ろう！
・人工知能
・自分の回路をつくろう
・監視カメラ、ミシン、機械学習
・お天気カルタ、レゴブロック
・音楽、ロボット、・・・・・
・Scratchでかんたんプログラム
・電子工作体験しよう
・雪の結晶の下敷きをつくろう
・キッズが自分で考えて発表
・体験コーナー
・キッズスペース
ベビーWelcome!
・ベビーカーOK
・おむつ替え対応
・ミルク用お湯の対応
オープンハードって何？　わからなくても「もの」に関係していれば展示、発表、ワークショップ、販売してみませんか。
展示やセミナー登壇募集中！　個人、学校、非営利団体などは出展無料！
懇親会
・自分でピザを作って石窯で
焼き食べまくるピザパーティ！
・アンカンファレンス
9月4日

俺たちの戦いはこれからだ！
●
次回作にご期待ください！

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