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$30 自作自動ブラインドオープナー (2024)

概要

  • 市販品を使わず 手持ち部品で自作した 自動ブラインドオープナー の事例を紹介
  • 低コスト (約30ドル)かつ 静音動作 を重視した設計
  • トルク検知 による閉開制御や ESP8266連携 などの工夫を実施
  • 磁気エンコーダー方式 の課題や、振動対策についても解説
  • DIYやホームオートメーション の参考事例として提案

$30で作る自作ブラインド自動開閉装置の構成と工夫

概要・目的

  • 手持ちの部品3Dプリント を活用し、短期間で自動ブラインド開閉装置を自作すること
  • 静音性スロー動作 を重視し、朝の自然な光の取り込みを実現すること
  • コストを抑えつつ、既存のホームオートメーションシステム(Home Assistant等)に統合すること

構成部品・コスト

  • 12Vギアモーター (5V駆動、静音・低消費電流):約15ドル
  • 磁気角度エンコーダー :約2ドル
  • リレー(ダブルスロー)×2 :4ドル未満
  • ESP8266 :5ドル程度
  • USB電源・ケーブル、配線材 :手持ち品・コストほぼゼロ
  • シリコーン製モーターマウント :流用部品(Philips水フロッサーから回収)
  • 3Dプリント部品 (モーター/エンコーダーマウント、壁取付金具、マグネットカフ等):自作・コスト微小
  • 外装カバー :一時的に箱で代用

主な設計・配線ポイント

  • マグネットカフ でモーター全体の微小回転を検出し、 トルク推定 や閉開検知に利用すること
  • リレー2個 で正転・逆転制御を実現し、両リレー同時ONでも安全設計を確保すること
  • エンコーダー配線 をはんだ付けし、振動による接触不良を防止すること
  • シリコーンチューブ 等でブラインド棒とモーターシャフトを接続、振動絶縁と静音化を両立すること
  • ESP8266の5V/3.3Vピン から電源を分配し、USB給電で完結すること

動作と制御

  • 開閉に約8分 かけてゆっくり動作し、 静音性 を最大化すること
  • トルク検知 でブラインドの閉めすぎを防ぎ、開閉完了を自動判定すること
  • タイミング制御 で中間開度も再現可能とすること
  • ホームオートメーションネットワーク から開度指令や手動開閉操作を受け付けること
    • 例:日没時に自動で閉じ、指定時刻に自動で開く運用

課題・改善点

  • 磁気エンコーダー方式 は、モーターのねじれやマグネットのズレで信号が不安定になる課題あり
    • トルク検知 自体は有効だが、より安定したトルクセンサー方式の検討が望ましいこと
  • 接続チューブの強度不足マグネットの取り付け精度 など、機械的な改善余地あり
  • リレー作動音 は箱である程度低減できるが、さらなる静音化の工夫が可能

DIY・技術的なポイント

  • トルク検知 を主要なフィードバック機構とし、 安全停止中間位置制御 を実現すること
  • 3Dプリント によるカスタム部品設計・即時試作の有効活用
  • 既存ホームオートメーションとの連携 による利便性向上
  • 市販品不要・低コスト での実現例として、他のDIYプロジェクトへの応用提案

まとめ

  • 短期間・低コスト で静音な自動ブラインド開閉装置を自作した事例を提示
  • トルク検知 による制御・3Dプリント部品の活用・ESP8266連携など、実用的な工夫を多数紹介
  • 磁気エンコーダーの課題 や今後の改善案も含め、DIY・ホームオートメーション分野での参考事例として提案

Hackerたちの意見

モーターの電流を測るのがトルクを判断するのにいい方法なんじゃないかな?専門家じゃないけど、結構小さなシャントで電圧を感知できそうだよね。

ゲートアームやアクセスコントロールシステムで働いていたときは、そうやってやってたよ。電流を監視して、スパイクが発生したらアームをバックさせてた。何かにぶつかった可能性が高いからね。

モーター電流は、重いギア付きモーターを使うときのトルクの代理値としては使えるけど、一般的には満足できないかな。もしできるなら、出力トルクを直接測る方がずっといいよ。ここでは本質的にシリーズ弾性機構を使ってトルクを感知してるんだ。詳しく言うと、電流感知は実装のしやすさの面では「良い」けど、たくさんのモータードライバーにはすでに電流感知が組み込まれているか、簡単に追加できるからね。あるアプリケーションではそれで十分だけど、電流から「実際の数字」のトルクを推定するのは、ギア付きモーターの特性を把握するのにかなりの労力がかかることがあるよ。

ブラインドやオープナーに関して、子供の安全を考慮するポイントは何かな?(普通のミニブラインドに警告ステッカーやデザイン変更を見た記憶があるんだけど。変更の一つは、複数の引き紐が別々で緩くなっていることだったと思う。まとめて固定されているとか、単一のループ状の紐じゃなくてね。でも、それだけが安全設計の決定じゃないと思うけど。)

原則的には「壁から引き剥がせない」と「自分で首を吊れない」ってことが大事だと思う。自動オープナーを使うと、「絡まったり、機構に指を失ったりしない」と「感電しない」ってのも加わるね。うちのブラインドオープナーはかなり徹底的に作ったけど、幼児には安全だよ。紐の下端を天井に固定して、紐にぶら下がるプーリーを取り付けて、1kgの重りをぶら下げて、壊れたリンクタップバルブのソレノイドを使って、重りが落ちて紐を引っ張るピンを引くようにしたんだ。ブラインドが開いていても、全体が彼女の手の届かないところにあるし、投稿者の実装とは逆の効果で、ブラインドは約半秒で静かに開くから、私は目覚めがびっくりするのが好きで、妻はアルマゲドンの中でも寝てるくらいだから。リセットは手動だけど、それは問題ないし、閉じるのはオプションで簡単な作業だよ。

子供が外で遊んでいるときに、セックス中や着替え中に自動ブラインドが寝室を開けることの安全性についてはどう考える?「私たちは今、服を着ていない」っていうロックアウトモードはあるの?それとも、ブラインドはまるで映画のカーテンが開くように、裏庭や駐車場の観察者に寝室を優雅に見せるだけなの?

UL 325がそれについてカバーしていて、登録すればULのウェブサイトで読むことができるよ(印刷や保存はできないけど)。思っているより危険だよ、実際の恐ろしい話はステージカーテンに関するものだから。ハッカーニュースへの PSA: 安全性はプロセスの産物であって、機能じゃないし、基準は血で書かれているんだ。どんなにスキルがあっても、賢くても、善意があっても、推測だけではたどり着けないよ。

[フラグ付き]

ちなみに、寝室の自動ブラインドは100%間違いなく便利だよ。素晴らしいし、アラーム時計よりも精神的負担がゼロ(週に一度、開閉の時間を設定したら、あとは考えなくていいし、週末は手動でもいいよ)。実際、ホームオートメーションの多くは逆に面倒になることもある。便利なライトスイッチをアプリに変える?それは100%ひどいアイデアで、実際に不便になるから、そういうのは自動化しない方がいいよ。でも、寝室のブラインドは?絶対やった方がいい!初期設定後は認知負荷ゼロで、そんなに高くないのに生活が良くなるライフハックの一つだよ。

あなたは私がそんなに早く起きたいと思っていると仮定していますね。全く逆です。子供たちがほんの少しの光でも目を覚ますので、部屋を完全に真っ暗にする方法を探しています。デイケアが始まる前に起きちゃうんです。でも、便利さのためにやっぱり欲しいです。問題は、カーテンの周りにケーブルがぶらぶらしているのは嫌だし、バッテリーの選択肢も限られていることです。

私のブラインドは全くアラーム時計として機能しません。目の上に枕を置いて寝ているので、どんな光でも私を起こすことはできません。

私はHome Assistantを設定して、アプリをスマホに入れています。でも、自動化しているのはスタンドアロンのバッテリー駆動のタイマーだけで、モーターで普通のスイッチをオンオフするものです。ポーチのライトに使っているので、私が家にいなくても、注意を払わなくてもオンオフできます。ハロウィンの時だけオーバーライドして、季節に合わせて調整するだけです。

実際、たくさんのホームオートメーションが物事を悪化させることがあります。便利なライトスイッチをアプリに置き換える? 100%最悪のアイデアで、実際に不便になります、そんなの自動化しない方がいいです。適切なホームオートメーションの鍵は、すでに存在する「普通」の機能を壊さず、それを自動化で補強することです。接続がないと機能しないスマートスイッチはスマートではありません。スマートバルブの新しい導入もお勧めしません、なぜなら「普通」のバルブ-スイッチ機能を壊すからです。同じ理由でスマートプラグもお勧めしません。バルブについても同じことです。手動でオンオフできないバルブを想像してみてください。恐ろしいです。

やってみて!初期設定さえ終われば、認知的負荷ゼロで生活が良くなる、そんなライフハック。実際やりたいんだけど、どこから始めればいいの?解決策をどう選ぶの?古いブラインドがあって、光が漏れまくるから、交換したいんだけど。唯一の条件は、ブラインドがインターネットに接続しないことかな。

いくつかの照明自動化を設定してるんだけど(帰宅時にライトがつくとか、夜にライトが暗くなるとか)、ホームオートメーションがそんなに悪化するって考えには同意できないな。手動オーバーライドボタンがあるスマートデバイスを見つけるのはそんなに手間じゃないし。照明に関しては、IKEAのやつはスマート設定に関係なく電源を切った後に自動で点灯するようにプログラムされてるから、オートメーションが失敗しても物理的なスイッチはちゃんと機能するよ。そうやって切り替えるとZigbeeネットワークがちょっと乱れるけど、Zigbeeコントローラーが壊れても機能を失うわけじゃないし。ブラインドに関しては、戦略的に設置しないとね。ベッドから出たりシャワーから出たりして、スマートブラインドが勝手に開いて近所の人を驚かせるなんてことにはなりたくないでしょ。

ちなみに、寝室の自動ブラインドは100%間違いなくメリットがあるよ。ただ、問題は、10年以内に必ず壊れるような小型のプラスチックギアや安っぽい電子機器を使ってないものを見つけることかな。ほとんどのやつには手動バックアップすらないし。

実際、ホームオートメーションが物事を悪化させることが多いんだよね。便利なライトスイッチをアプリに置き換える?それは100%ひどいアイデアで、逆に不便になるから、そういうのは自動化しない方がいいよ。でも、これは何も自動化してないし、結局手動でコントロールしてるだけ。私のオフィスのライトは自動化されてて、時間帯や部屋の占有状況、ドアの開閉に応じていろいろなことをするんだ。昼間はクールに、暗くなったら暖かくなるようにサーカディアンリズムに従ってる。寝る時間が近づくと、特定の家電をオフにしたり、ライトの動作を変えたりするコマンドを一つ実行するんだ。それには、ドアが開いたときにベッドの下の赤いライトだけが点灯するようにして、相手を起こさずにベッドに行けるようにしたり、他の部屋では水を飲みに行くときに快適に移動できるように非常に低いレベルの「ナイトライト」だけを点灯させたりしてる。すべては手動でスイッチやアプリのコマンドでオーバーライドできるし、各動作は一定期間自動制御をオフにするから、自分で設定したときに干渉しないんだ。これがホームオートメーションで、Alexaに叫んでリビングのライトをつけることじゃないよ。

これが今までのホームオートメーションの中で最高だってことを伝えたい。スマートライトや、適当に組み合わせたスマート加湿器、スマートファン(アウトレットスイッチ付きのボルナドDCファン)、吸気ポンプ、空気質モニタリングが大好き。でも、スマートブラインドほど生活の質に影響を与えるものはないよ。睡眠スケジュールをしっかり保つためのベストで唯一の方法だと思う。スマート電球 - 一番明るいのを4つ買ったけど - 曇りの日の窓には敵わないね。

あなたのホームオートメーションのスタックについてもっと聞かせてもらえますか?私もこれに挑戦したいと思ってるんです。

自動ブラインドは温度管理にも良い効果があるよ。夏には、南向きのブラインドを自動で閉じるように設定しておけば、家を出るときに太陽を遮ることができる。

この記事に載っているブラインドは、光がたくさん漏れる普通のビニールタイプのブラインドです。窓に段ボールのように厚いブラインドが見つかればいいのにと思います。毎日開けられるものがいいです。今のところ、ブラインドは諦めて、目の上にシャツをかけて寝ています。窓を永久に覆うことも考えましたが、そのアイデアはあまり好きではありません。

そうだね、窓がたくさんあって、一気に開けたり閉めたりしたいなら特にいいよ。ルートロンのブラインドは、家にした最初の改善で、ちょっと高かったけど、やる価値があったよ。

実際の太陽光で目覚めるっていうのは、雲を通してでも、人工的な明るさでは絶対に再現できない何かがあるよね。脳がその違いを知ってるみたい。

自然光とLEDの違いや、その生物学的影響を再現する方法には、ちゃんとした科学があるんだよね。SADライトは太陽光を再現しようとしてるけど、一般的に現代のLED、特に「暖かい」やつは重要な波長が欠けてて、太陽や空の光とは違うプロファイルになってる。今は本物の太陽光に近いLEDも出てきてるけど、やっぱり高いんだよね(でも、もっと窓を増やすよりは高くないかも)。驚いたのは、偽物の窓や天窓が意外と少ないこと。そういう製品や会社は存在するけど、ニッチな市場で、値段も高め(「価格については営業チームにお問い合わせください」レベル)で、普通のDIYや家庭の消費者向けにはあまり用意されてないみたい。私たちが本当に必要なのは、モニターやテレビの会社がこの目的のために低解像度で高ルーメンのスクリーンを量産することだと思う。ソニーが「パッシブ」スクリーン(「ザ・フレーム」)を作ったけど、これは実際には静止画像を表示するためのマットなテレビで、壁に電子機器を埋め込んで目立たないようにしてるんだよね。でも、まだ贅沢なニッチ市場だね。

でも、スマートブラインドの生活の質への影響は他にないよね << 私は睡眠に関していろいろ問題があって、ちょっと反論したいな…毎日新鮮な空気と日差しの中を brisk walk する方がずっと効果的だよ。

あなたのハックしたスマート除湿器について、もっと詳しい情報があれば教えてほしいな?

スマート除湿器を持ってる可能性はある?

うちのブラインドにはこれが全部付いてて、めっちゃいいよ。セールの時には一つ50〜60ドルで買えることもある。ソーラーパネルが付いてて、充電される仕組みになってる。HomeKitと連携させるハブも追加できるよ。 https://us.switch-bot.com/products/switchbot-blind-tilt

こういうのがイタリアの重厚な内蔵シャッターに既にあるか知ってる人いる?窓の上にバリアを形成して、内部から平らな布を使って操作するタイプのやつ。

東南アジアで見たことがあるから、あなたが言ってることはわかると思う。今のストッパーを取り替えるのが難しいから(モーターで動かすのが大変)、電動で作動できるものに置き換えるのが課題だね。

ドイツにもあるよ。昔は手動の「平らな布のロール」を使ってたけど、家中のローラーを電動にアップグレードしたんだ(布のロールだけを電動スイッチにアップグレードするのが可能かはわからないけど)。電動制御のローラーを持っていれば、各スイッチの後ろに「Shelly Plus 2PM」デバイスを設置することで、好きな自動化を通じて制御できるよ。Shellyをホームアシスタントに接続して、日没後に一定の分数で全てのローラーを下げるトリガーを設定してる。朝には一定の時間に全部上がるようになってるよ。もちろん、手動でトリガーすることもできる。ChatGPTを使えば、HA用に非常に複雑なYAMLを生成できるから、生活を楽にしたいなら、想像力が唯一の制限だよ。

はい、あなたが探しているキーワードは「タッペラレッラ・モトリザータ」です。

「メインモーターとヒーティングコイルに供給するリレーを二重にしたので、アンペア数に余裕ができた」...それはそういう風には機能しません。リレーの一つが最初に閉じることになり、その接点が全ての負荷を受けることになります。同様に、もう一つのセットが接続を切る際の全てのドラマを背負うことになります(モーターの場合は誘導性の逆起電力もあります)。正しい方法は、リレーのモーター定格を調べて、それに応じてサイズを決めることです。「ああ、これらの2つのリレーを二重にすればいいや」なんてバカなことをしないでください。もちろん、彼はメインからロジックに抵抗を使うというミスもしています。メインとロジックは決して近づけてはいけません。PCB上で物理的に隔離されているべきです。自分が何をしているかわからないなら、メインや家電、HVAC、家庭用水道に手を出さないでください。この人は全く何もわかっていないし、冬の日に帰ったら家の中が100度になっていて、1階が水浸しになっているでしょう(彼が水漏れセンサーを接続していないのに気づいていますか?)。ホーム保険は、最良の状況でもずる賢くて、面倒で、難しいものです。彼らがあなたの食器洗い機がガムとダクトテープの寄せ集めで動いていて、それが洪水の原因だとわかった瞬間、支払いを拒否するだけでなく、その場で保険をキャンセルします。そうすると、住宅ローンのある家でホーム保険がない喜びを味わうことになります。編集: なんてこった、この部分を見逃していました: 「数年の揺れでプッシュオンジャンパーケーブルが緩くなったか、酸化して自己絶縁しているようでした。」これが火事の始まりですよ、みんな。

メイン電源や家電、HVAC、家庭の水道に手を出すなら、ちゃんと知識があるときだけにしとけよ。この人、全然わかってないじゃん。ちょっとやりすぎじゃない?みんなが家のメンテナンスや改善のハックを学ぶにはどうすればいいの?あなたの専門知識が必要なの?資格のあるインストーラーに頼む方がいいと思ってるの?家や車の作業にはリスクがつきものだし、間違いを犯すことも学びの大事な部分だよ(しかもお金がかかることもあるし)。完璧なスイス時計みたいになるのは良い妥協じゃないよ。知識を共有してくれるのは素晴らしいことだね。良いフィードバックを得るのは難しいから。

彼は適切にメインの分離を維持してるみたいだけど、彼が認めた一つの組み立てミスを除いて(それは明らかに致命的ではないし、彼の配線の色の選択は致命的なエラーを避けるために良さそう)。彼が使ってるリレーボード(見覚えがある)はメイン電圧に対応してるし、パワー的にもその作業にはまあまあ大丈夫(商業製品には選ばないけど、彼のシナリオにはおそらく大丈夫)。リレーをダブルにするのは、持続的な高電流による過熱が主な懸念だから、火事の原因になる。サージのリスクは通常、リレーが溶接されるだけで、火事が起きるわけじゃない(彼はスペックを大きく超えてるわけじゃないし)、ほとんどの場合、リレーは閉じたまま溶接されるから、片方のリレーで動いて過電流になるリスクにはならないし、むしろマザーボードが壊れたときのように明らかに悪い動作をすることになる(その時はオフにして修正するだけ)。彼は、使用していないときは全体がメインから隔離されていると言ってるから、その点では商業製品よりも安全だよ、家を離れているときや寝ているときに動かさなければね。再度言うけど、商業デザインとしては実行可能じゃないけど、適切な監視があれば狂ってるわけでもない。漏れセンサーについてどうやって知ったのか気になったから、ちょっと検索したら、あなたが文句を言うために適当に作り上げてるだけだってわかったよ。そのモデルには濁度センサーがあって(おそらくあなたが気づいたNCワイヤーはそれだと思う)、漏れセンサーはないよ。ああ、彼の水が濁ってるかもしれない!それに、給水バルブはフロートスイッチ(機械内部)と直列に配線されてるから、オーバーフロー防止のために二重でカバーされてる。洪水になる可能性は非常に低いと思う。彼が言ってる不安定な接続は3ボルトのやつで、これも火事のリスクはないよ。商業デバイスでも同じような低電圧接点が不安定になることはよくあるし(例えば、サーモスタットのフェイスプレート接点など)、大惨事には至らない。彼が使ってる高電圧・高電流の接続はOEMハーネスに接続されてるから、OEMマザーボードと同じコネクタだよ。だから、またしても、あなたは文句を言うために適当に作り上げてるだけのように見える。十分に情報を得ていない人にメイン電源をいじることを勧めたくはないけど、ちょっとした研究と注意を持てば学べない魔法の領域でもないよ(アメリカの方がイギリスより簡単だし...)。彼のガジェットは何年も動いてたみたいで、ここ10年で買った商業用家電よりも良いと思うけど... でも、彼のデバイスが問題でなくても、家の保険の問題で賭けをしてるのは同意するよ...

ローラーシェードについては、Ryse SmartShade [0] + そのWiFiハブ + Home Assistantで成功しました。設定は全然簡単ではありませんでしたが、10窓あるので、最終的にはやってよかったです。YAML(または[1]のTypeScript)で自動化を書くことができ、ブラインドはSiriや好きな音声アシスタントで操作できます。 [0]: https://www.helloryse.com/products/rysesmartshade [1]: https://docs.digital-alchemy.app/

もっとちゃんとしたものが欲しいなら、これをおすすめするよ。https://www.thingiverse.com/thing:2071225 サーボ付きの3Dプリントギアボックスで、シャフトに直列に設置できる。ケーブルを正しく配線すれば、ブラインドの外からは見えないよ。俺はesphomeとhome assistantでコントロールしてて、何年も安定してる。

これがあなたのモデルなら、最初の写真を取り付けた状態の写真にしてもらえない?どうやって動くのかイメージしづらいんだ。

音の隔離はどう?OPのいいところは、モーターを壁やブラインドから柔らかい部分で隔離して、モーターのブーン音を増幅させないようにしてるところだね。

こういう「アイデアを見て、作る」マインドセット、ちょっと羨ましいな。見せびらかすためじゃなくて、毎朝静かに助けてくれる小さなツールを作る感じ。モーター、シリコンチューブ、古い磁気エンコーダーがあれば、日の出にカーテンを開ける装置に変わる。すごく生き生きしてる。自分の日常のために何か作りたくなるな。