30ドルの自作自動ブラインドオープナー

 (sifter.org)
1 ポイント 投稿者 GN⁺ 2025-05-19 | 1件のコメント | WhatsAppで共有
  • ブラインドを自動で開閉するシンプルで安価な装置を、手元の余り部品と3Dプリンターで週末に製作
  • この装置は、非常にゆっくり（しかもほぼ無音で）ブラインドを開けることに重点を置いている
  • 主な構成要素として、シリコン製モーターマウントと3Dプリンター出力部品、そしてシンプルなリレー回路を使用
  • トルク測定のために磁気角度エンコーダーを活用したが、信号特性の都合でおすすめはしない
  • 家庭内自動化システムと簡単に統合でき、ユーザーはスマートフォンなどで制御可能

プロジェクト概要

  • 本プロジェクトは、低コストで家のブラインドを自動で開閉できる自作ソリューションを作った経験を共有するもの
  • もともと手元に残っていた部品と3Dプリンターだけを活用しており、誰でも気軽に試せるアイデア
  • 完成品の複製用ではないが、着想を得られる事例として価値がある

設計目的と特徴

  • このオープナーの本質的な目標は、非常にゆっくり（しかも静かに）朝にブラインドを開けること
    • 住んでいる地域では日の出があまりに早いため、それを調整したかった
  • ブラインドを完全に開くまで約8分かかる
  • 時間調整（途中で止めるなど）により、さらにゆっくり動くようプログラム可能

ハードウェア構成

  • シリコン製モーターマウントは、以前分解したPhillipsのウォーターフロッサーから回収した部品で、サイズがちょうどよかったため使用
    • この部品だけを個別に入手するのはやや難しい（価格計算には含めず）
  • 残りの部品はすべてfreecadで素早く設計し、3Dプリントしたため費用はほとんどかからない
  • マグネットカフはマグネットのはまりが緩く、最初は2回3Dプリントしたが、他は一発で成功
  • ソフトウェアを含めた総製作時間は1日半ほど
    • 家庭内自動化システムとの連携も数分で可能

部品ごとの説明

  • マグネットカフおよびキャップ
    • モーター後部にマグネットを取り付け、直接は回転しないがシリコンマウント内でわずかに動き、トルク推定と停止検出に使う
  • モーターとエンコーダーマウント
    • エンコーダー配線は振動で外れるおそれがあるためはんだ付けした
  • 2つのダブルスローリレー
    • モーター両端にそれぞれ接続し、回転方向の切り替えに使用
    • リレーが両方同時にオンになっても、両側のモーター端子が5Vにつながるため安全
  • 壁ブラケット
    • モーターマウントとかみ合うよう設計した構造物
  • 電子部品保護用の仮箱
    • 見た目のための暫定対応

価格と主要部品リスト

  • モーター（ギアボックス込み）: 約$15
  • 磁気角度エンコーダー: 約$2
  • リレー2個: 4ドル未満
  • ESP8266: 約$5
  • USB電源アダプターとケーブル: 予備を活用（費用計上なし）
  • 配線とフェルール: ごく小さな費用

組み立て時の問題と対応

  • モーターとブラインド棒の接続は、外科用チューブやシリコンテープなどで仕上げた
    • 振動はしっかり遮断できるが、力がやや足りず何層か巻いて補強した
  • モーターがマウント内でさまざまな方向にねじれると、マグネットがエンコーダー中心からずれて信号が不安定になる
  • 信号が悪くても、おおまかなトルク把握は可能だったため、ブラインドを適切な強さで締めたり停止させたりできた
    • 開放時は単純に8分動かした後、ほぼ中間位置で止める方式で制御

動作例と改善点

  • 磁石エンコーダー方式は推奨しない（信号品質と一貫性の問題）
  • しかしトルクフィードバックの仕組み自体は非常に有効
    • 過大なトルク時にはいつでも停止できる
    • 位置検出は時間制御で、全開閉はトルク基準で十分実装可能
  • より良いトルク測定方法についてアイデアがあれば歓迎

騒音と使用上の特徴

  • シリコンマウントのおかげでモーター振動は完全に遮断され、全体としてほぼ無音
    • 箱のおかげでリレーのClick音だけがかすかに聞こえる
  • ブラインド自体のきしみ音だけが残り、雨音より静か
  • 動作中だと気づける唯一の手がかりはブラインドの音

制御と自動化

  • **HA（ホームオートメーション）**システムから「何％開く」という命令を送って制御可能
    • スマートフォンのパネルに開閉ボタンも追加
  • 普段は日没時に自動で閉じ、希望する日の出時刻に自動で開くよう設定

結論

  • 短い週末のあいだに作ったプロジェクトとしては期待以上に成功した
  • 写真撮影と記録作業のほうに、より多くの時間がかかった

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1件のコメント

 
GN⁺ 2025-05-19
Hacker News のコメント
  • 家で使える最高のホームオートメーションはスマートブラインドだと思う。スマート照明、自作で改造したスマート加湿器、スマートファン、吸気ポンプ、空気質モニタリングもあるけれど、スマートブラインドほど生活の質に影響するものはない。睡眠リズムを安定させるのに、スマートブラインドに勝るものはない。明るいスマート電球4つよりも、曇りの日の窓1面のほうがずっと効果的だ
    • 自動ブラインドは温度調節にも大いに役立つ。夏に南向きの窓のブラインドを外出時に自動で閉めるようにすると、日差しをしっかり遮れる
    • 窓が多い家で複数のブラインドを同時に開閉するのに特に便利だ。うちで最初に導入した改善がLutronのブラインドで、かなり高価だったのに選択をまったく迷わなかった
    • この記事で紹介されているブラインドはよくあるビニール製ブラインドで、光が漏れすぎる。段ボールのように窓を完全に遮光できて、なおかつ毎日開け閉めできる厚手のブラインドを探したかった。結局ブラインドは諦めて、寝るときは目の上にシャツをかぶせるようになった。窓を完全に塞ぐことも考えたが、あまり気が進まない
    • 自分のホームオートメーション構成についてもっと聞きたいなら話せる。自分も手作りで構築を考えた経験がある
  • 自分の部屋に自動ブラインドを付けたのは完全に当然の選択だった。とても便利で、目覚まし時計より役に立つ。1週間分のブラインドの開閉時間を一度設定すれば、その後はまったく気にしなくていい、負担のない生活の変化だ。週末は望むなら手動でもできるし、多くのホームオートメーションはむしろ不便を増やすこともある。不便ではないスイッチをアプリに置き換えるのは無意味だ。その一方で、寝室のブラインドは絶対にやるべき生活改善のコツだ。値段も思ったほど高くなく、一度設置してしまえば認知負荷ゼロの改善になる
    • ホームオートメーションの要点は、既存の「普通の」機能をなくさず、自動化で補強することだ。インターネット接続がないと動かないスマートスイッチは賢くない。スマート電球も従来の電球-スイッチ機能を壊すので勧めない。スマートプラグやバルブも同じ理由でいまひとつだ。手動操作できない機器はひどいと思う
    • 自分もスマートブラインドを導入したい。何から始めればいいのか、どのソリューションを選べばいいのか分からない。ブラインドがインターネットに接続されないことだけが唯一の必須条件だ
    • Home Assistantとスマホアプリを使っているが、自動化した唯一のスイッチは、乾電池式タイマー付きのスタンドアロン機器で、モーターが普通のスイッチをオンオフするものだ。玄関灯に使っていて、家にいなくても自動で消えたり点いたりする。ハロウィンや季節の変わり目のときだけ手動操作が必要だ
    • うちのブラインドは目覚まし時計代わりにはまったくならない。自分は枕で目を覆って寝るので、どれだけ明るくても起きない
    • 自分は早起きをしたいわけではない。むしろ部屋を完全に遮光する方法を探している。子どもたちがわずかな光でも入ると早く起きすぎてしまう。便利さのためにブラインドは欲しいが、カーテン周りにケーブルが絡むのは嫌だし、バッテリーの選択肢も限られている
  • アイデアが浮かんだらすぐ作って実装するマインドセットがうらやましい。見せびらかしたいのではなく、毎朝静かに役立つ小さな道具を作る趣味という感じだ。モーター、シリコンチューブ、古い磁気エンコーダーなどを組み合わせて、日の出に合わせて自動でカーテンを開ける機器ができている。活力に満ちた感じがする。自分も暮らしのために何か作りたくなる
  • もっと粗雑でないものが欲しいなら、これを勧める https://www.thingiverse.com/thing:2071225 3Dプリントしたギアボックスにサーボが軸と一直線に配置されている。ケーブルをうまく設計すれば、ブラインドの外からは見えない。自分はesphomeとHome Assistantで制御していて、何年も非常に安定して使えている
    • 遮音性がどうなのか気になる。元記事の例では、モーターと壁、ブラインドを柔らかい部材で分離して、モーターの振動音が増幅しないよう配慮していた点が気に入っていた
    • もしこれがあなたの自作モデルなら、設置した状態の写真を最初の画像に載せてほしい。どう動くのかがあまりイメージできない
  • ブラインドと自動オープナーを使うときに、どんな子どもの安全面に気を付けるべきか気になる。ミニブラインドで見た警告ステッカーや設計変更は覚えている（たとえば複数のひもを分離して危険を減らすなど）。それでもそれだけではない気がする
    • UL 325が関連規格で、ULのWebサイトに登録すれば読める。特に舞台カーテンでは深刻な事故例がある。安全は機能ではなく、プロセスの産物だ。規格は痛ましい事故の後に作られる。どれだけ腕が良くて創造的でも、推測だけで安全に到達することはできない
    • 核心は2つで、「子どもがブラインドを壁から引き離したり自分の体の上に倒したりできないこと」と「首にひもが絡んで危険にならないこと」だ。自動オープナーを使うなら、さらに「機械に指を挟んだりひもが絡んだりしないこと」「感電の危険がないこと」が加わる。自分は家のブラインドオープナーを極端に安全に作った。ひもの下端を天井に固定し、ひもに滑車を付け、1kgのおもりを吊るし、故障したLinktapバルブから外したソレノイドでピンを引き抜いて、おもりがひもを引くようにした。すべての装置は娘の手が届かない位置に設置してあり、その一方でブラインドは0.5秒で素早く開いて朝に確実に目が覚める。閉めるのは手動だが不便ではない
    • スマートブラインドが不適切なタイミングで部屋を開けてしまう場合の安全性も考えるべきだ。たとえば着替え中や夫婦でいるとき、子どもたちが外で遊んでいるときなどだ。「今はだめ」のようなロックモードが必要ではないかと思う。そうでないと、不注意で部屋が映画のように外へ丸見えになるかもしれない
  • 自分はすべてのブラインドにSwitchBot Blind Tiltを取り付けて使っている。セールをうまく狙えば1台50〜60ドルで買える。充電し続けてくれるソーラーパネル付きだ。ハブを追加すればHomeKit連携もできる https://us.switch-bot.com/products/switchbot-blind-tilt
  • モーター電流の測定でトルクをもっと適切に求められないかと思う。専門家ではないが、小さなシャント抵抗で電圧を検出する方式がよさそうに見える
    • モーター電流は、特に減速比の大きいモーターでは、トルク測定のおおまかな指標にはなり得るが、満足できる水準ではない。ここで実装されているように、出力トルクを直接測るほうがずっとよい。シリーズ弾性メカニズム方式が代表的だ。電流センシングも実装が容易なのでよく使われるが、正確なトルク値に変換するには、減速モーターでは補正が多く必要になる
    • 昔、ゲートアームや入退場管理システムでもこの方法を使っていた。電流が急増したら何かにぶつかったと判断して、自動的にアームを後ろに戻すよう設計していた
  • ローラーブラインドなら、Ryse SmartShadeとWiFiハブ、Home Assistantの組み合わせでうまく使えた 設置作業は簡単ではなく、10個の窓に適用したが、最終的には満足している YAML（またはTypeScript）で自動化ルーチンを自分で書けるし、Siriなどの音声アシスタントでもブラインドを操作できる 製品サイト ドキュメントサイト
  • イタリアでよく見る、室内から平たい布ロールで開閉するタイプの厚手のビルトインシャッター向けに、似たような製品がすでにあるのか気になる
    • ドイツにもこのシャッターはある。自分も以前、家じゅうの手動シャッターを電動ローラーにアップグレードした（単に布を交換して電動化するだけでは無理そうだ）。電動ローラーにアップグレードすれば、各スイッチの裏にShelly Plus 2PMを付けてHome Assistantと連携できる。日没後しばらくしたら全シャッターが下がり、朝の決まった時間に上がる。もちろん手動操作もできる。ChatGPTを使えば複雑なYAMLコードを出力させることもできる。限界は想像力だけだ
    • 東南アジアのどこかでもこの種のシャッターを見たことがあるので、言っているものは分かる気がする。今使っているストッパーを電動のものに置き換えるのが最大の課題だと思う
    • tapparella motorizzata で検索すればいい
  • うちの家は南側にキッチン、ダイニング、リビングがあり、窓が11枚ある。民生用の電動ロールシェードを使っているが、本当に満足している。日差しがたくさん入る部屋や景色のよい部屋で、ボタンひとつで窓を開け閉めできるだけでも生活の質が大きく向上する