学習マトリックスに戻る
M1

デバイス接続とスマート制御

Home Assistant と ESPHome を使い、ローカルネットワーク内でマルチプロトコルデバイスを統一接続し、エネルギー消費の監視と自動制御を実現します。

商業ビル、老朽化施設、ホテル・集合住宅、工場の補助作業場では、空調・照明・防犯などの各設備が個別に稼働し、管理者は複数の管理画面を行き来する必要があり、データも連携していません。回路ごとの計測がないため全体の電気料金しか把握できず、無駄な電力消費や空転時間帯を特定できません。従来の BA システムは閉鎖型プロトコルを採用しているため、設備の追加や更新がメーカーに縛られ、改修費用も期間もかさみます。

協業のご相談
SenseCAP Indicator 4インチ RGB タッチスクリーン
難易度
初級
所要時間
L1 1 日 / L2 2〜3 日 / L3 3〜5 日
最短形式
1日（体験講座 · L1）
授業形態
3層：体験 / 実践 / 納品
コアプロトコル
Modbus RTU / MQTT / Wi-Fi / Zigbee
方向
ソリューション
こんな方におすすめ
ソリューションコンサルタントと営業 · 実習講師と教育研究チーム · 職業院校と応用型本科の教員・学生 · 企業運用保守とスマート化改造エンジニア
受講の前提
なし

典型的な応用シーン

  • 商業ビルとオフィスパークのスマート化増分改造
  • 老朽施設の電気・環境モニタリングの既存設備活用アップグレード
  • ホテル、アパート、公共空間の統一環境制御とエネルギー消費監査
  • 工場補助作業場の温湿度監視と電力回路計測
  • パーク配電回路のエネルギー消費項目別計測と異常アラート

3段階の深さと、それぞれの到達点

  1. L1 デモレベル 1 日間

    プラットフォーム入門と基本デバイス接続

    各ブランドの機器の状態を一つの画面で確認する

    • Home Assistant の基本アーキテクチャとコア概念（エンティティ、サービス、状態、自動化）を理解
    • ESPHomeファームウェア設定とXIAO ESP32-C6センサー接続フローを習得する
    • Lovelaceダッシュボードでカードを設定し、状態モニタリングができる
  2. L2 コンサルタントレベル 3 日間

    産業用バス接続とシーン連携

    Modbusの電力メーターと変換器を接続し、エネルギーダッシュボードと機器間連動を作る

    • Modbus RTU の配線、デバッグ、YAML レジスタ設定を習得
    • 完全なエネルギー消費計測とモニタリングダッシュボードを独立して構築する
    • 多条件自動化オーケストレーションと異常アラート設定を習得する
  3. L3 設計レベル 5 日間

    ビジネス統合とシステム運用保守

    外部システムと連携し、バックアップと運用を整える。データは現場に残す

    • HA と外部管理システム間のデータ連携手法（REST API / MQTT / Webhook）を習得
    • Node-RED を用いて複雑な業務フローを設計・構築可能
    • 保守可能なシステムを独立して納品し、災害バックアップを実施する能力を備える

修了後にできること

  • マルチプロトコルデバイスの統一接続と管理
  • 回路レベルのエネルギー消費計測とモニタリングダッシュボード構築
  • YAML と Node-RED を用いたデバイス間自動連携オーケストレーション
  • サードパーティシステム API / MQTT 連携
  • システムバックアップと災害復旧

機器とツールチェーン

本講座の中心となる教学設備は、「統一管理ハブ + マルチプロトコル接続」を軸に構築されています。

  • GW reComputer R1125 / R1225 産業用IoTゲートウェイ · HA中枢ホスト
  • MCU XIAO ESP32-C6 Wi-Fi 6 + BLE 5 マイクロコントローラー · センサー/アクチュエーターノード
  • RS485 XIAO RS485 拡張ボード 産業用バスブリッジ · Modbus RTU
  • METER DDSU666 スマート電力量計 単相レール取付式 · 回路レベルエネルギー消費計測
  • SENSOR XY-MD02 温湿度トランスミッター 産業グレード · Modbus RTU 環境センシング
機器6点の写真付きリスト
  • reComputer R1125 / R1225 産業用IoTゲートウェイ

    reComputer R1125 / R1225 産業用IoTゲートウェイ

    現場中枢ホスト、Home Assistantプラットフォームとエネルギーダッシュボードを実行

    国内版は R1125、海外 LoRa 版は R1225。ローカルのエッジハブとしてマルチプロトコル機器を統合し、エネルギー監視と自動連携を稼働させます。

  • XIAO ESP32-C6 開発ボード

    XIAO ESP32-C6 開発ボード

    デュアルバンドWi-Fi 6 + BLE 5マイクロコントローラーメインコントローラー

    それぞれLEDストリップ制御ノード、RS485通信ノード、予備ノードとして使用します。ESPHomeファームウェア設定によりセンサー収集とアクチュエーター制御を実現し、OTA管理に対応します。

  • XIAO RS485 拡張ボード

    XIAO RS485 拡張ボード

    XIAO開発ボードに産業用RS485インターフェースを拡張

    温湿度トランスミッターや電力メーターと接続し、Modbus RTU レジスタ読み取りに対応。マイコンボードと産業用バスをつなぐブリッジ機器です。

  • XIAO W5500 イーサネット開発キット

    XIAO W5500 イーサネット開発キット（PoE Bluetoothプロキシゲートウェイ）

    配線不要のBluetoothゲートウェイ、BLEデバイスのブロードキャストを受信してプラットフォームに接続

    PoE 給電対応の有線 LAN 接続 Bluetooth プロキシゲートウェイ。温湿度計などの BLE ビーコンデータを収集し、有線ネットワーク経由で Home Assistant へ送信して通信距離の課題を解消します。

  • SenseCAP Indicator 4インチ RGB タッチスクリーン

    SenseCAP Indicator 4インチ RGB タッチスクリーン

    デスクトップタッチコントロールセンター、環境パラメータ表示とデバイスクイックコントロール

    4インチRGBタッチディスプレイで、ローカルHMIとして環境パラメータとデバイス状態をリアルタイム表示し、ショートカット制御エントリーを提供します。外部ディスプレイが不要な軽量デプロイシーンに適しています。

  • 60GHz ミリ波人体存在・転倒検出モジュール

    60GHz ミリ波人体存在・転倒検出モジュール

    人体微動感知と転倒監視、アラーム自動化との連携

    60GHz ミリ波レーダーモジュール（MR60FDA2）。カメラを使わず人体の存在、微動、転倒を検知し、ESPHome 経由で HA に接続して在室連動やアラートを実行します。

また、DDSU666単相DINレール対応スマートメーター、XY-MD02工業用温湿度トランスミッター、ディスプレイ、統合電源ボックス、産業用ルーターなどの実習用周辺機器が付属します。

ESPHomeで設備をつなぎ、Node-REDで業務を編む

ESPHome + HA OSでファームウェア書き込みと統合接続を済ませ、Node-REDでシステム横断の業務オーケストレーションへ——単一プラットフォームの連動から業務統合へ。

  1. ESPHome + HA OS

    ファームウェア設定 + 統一プラットフォーム · YAML駆動

    1. デバイスファームウェア書き込み
    2. マルチプロトコル接続
    3. ダッシュボードと基本自動化

  2. Node-RED + API/MQTT

    可視化フローオーケストレーション · サードパーティシステム連携

    1. REST API/MQTT 連携
    2. 複雑なビジネスフローオーケストレーション
    3. バックアップと災害復旧

重要な転換点 · プラットフォーム内自動化からシステム横断ビジネスオーケストレーションへ HA 内蔵の自動化はシンプルな単一プラットフォーム連携を担い、Node-RED はシステム横断・条件分岐・定期ポーリングなどの柔軟なフロー構築を可能にして現場の業務手順に直结させます。

別途 EMQX / Mosquitto MQTT Broker（複数ノードの非同期メッセージ中継）および HACS（コミュニティ統合・UI テーマ拡張）が必要です。

シラバスと開講形態

教育ユニットは全13個。まず開講形態を示し、シラバス全体は下で展開できます。

  • 体験講座

    最終プロジェクトなし

    1日 · 6〜8時間 · L1 デモレベル · プラットフォーム接続とセンサーノードに焦点

  • 実践講座

    最終プロジェクトあり

    2〜3日 · 14〜20時間 · L1+L2 · 産業用バス接続 + エネルギーダッシュボード + 自動化連携

  • 納品講座

    最終プロジェクトあり

    3〜5日 · 24〜35時間 · L1+L2+L3 · システム横断統合と災害復旧を含む完全網羅

DDSU666電力量計の配線はAC 220V強電回路に関わるため、入力線と負荷配線は必ず講師または有資格電気工事士が実施し、受講生はRS485通信側のみ操作します。受講生が強電端子を自ら抜き差しすることを厳禁します。

RS485バス配線ではA/B線の順序と終端抵抗の整合に注意してください。バス長が10メートルを超える場合は末端に120Ω終端抵抗を追加することを推奨します。そうしないと通信パケットロスやレジスタ読み取り失敗が発生する可能性があります。

体験講座には産業用バスの内容は含まれません。体験講座の受講生が独立してModbusデバイス接続を完了できると顧客に約束しないでください——それは実践講座の納品基準です。

授業の一例 · 01

授業前準備と環境事前チェック

ハードウェアラックの清点、ネットワーク環境設定、ゲートウェイファームウェアのプリセット、教材の配布

—

全13ユニットのシラバスと形態別の日程を表示
13つの教学モジュールの各排課形態におけるカバー深度
モジュール / 成果物体験1日実践2〜3日納品3〜5日
01授業前準備と環境事前チェックハードウェアラックの清点、ネットワーク環境設定、ゲートウェイファームウェアのプリセット、教材の配布—完全完全完全
02HAプラットフォームアーキテクチャとコアコンセプトエンティティ、サービス、状態、自動化、および Lovelace ダッシュボードの基本設定Home Assistant OS完全完全完全
03コンシューマー向けスマートハードウェア接続標準的な Wi-Fi / Zigbee スマートプラグおよび照明機器の接続手順、状態同期と手動操作Home Assistant完全完全完全
04XIAO ESP32 + ESPHomeセンサーノードESPHome で温湿度取得設定を作成し、オンラインでファームウェアをビルド・書き込みして HA の自動検出とエンティティ紐付けを完了ESPHome完全完全完全
05HA Energy ダッシュボードの基礎エネルギーダッシュボードの設定構造とデータフローを理解し、エネルギー消費監視の基本フレームワークを把握するHA Energy簡略完全完全
06Modbus RTU プロトコルと RS485 配線RS485差動バス配線規範、ボーレート/データビット/パリティ/スレーブアドレス設定、レジスタタイプとデータ解析ESPHome Modbusなし完全完全
07産業用センサーと電力量計の接続XIAO RS485 拡張ボードで XY-MD02 温湿度計を読み取り、DDSU666 電力量計と接続して電圧・電流・電力・積算電力量を取得ESPHome + RS485なし完全完全
08エネルギー監視ダッシュボード構築HA Energy モジュールで電力量計の積算値エンティティを紐付け、リアルタイム電力推移と時間帯別消費統計を生成HA Energyなし完全完全
09シーン自動化ポリシー設定多条件連携ルール：温度超過でファン起動、照度がしきい値を下回ると照明点灯、非稼働時間の異常消費電力アラームHA Automation / YAMLなし完全完全
10サードパーティシステム API / MQTT 連携HA REST API と WebSocket 認証（長期アクセストークン）、EMQX Broker 経由の MQTT 送受信、Webhook 外部トリガーの実装REST API / MQTTなしなし完全
11Node-RED 業務ロジック構築Node-RED アドオンを導入・設定し、分岐処理、定期ポーリング、外部システムへのデータ中継フローを構築Node-REDなしなし完全
12システムバックアップと災害復旧自動バックアップポリシー設定（ローカルバックアップとネットワークマウント）、災害復旧フローの検証とシステム移行演習HA Backupなし簡略完全
13ソリューションレビューと納品総括各グループのプロジェクトソリューション演習と設定レビュー、現場バスの安定性とネットワークトポロジーの振り返り、納品ドキュメントと設定のアーカイブ—簡略完全完全

● 完全◐ 簡略— なし●＋ 完全版より深い

体験講座（taster）はL1のプラットフォーム接続とセンサーノードに焦点を当て、産業用バスとビジネス統合は含みません；実践講座（workshop）はL1+L2の完全な産業用バスとエネルギーダッシュボードをカバーします；納品講座（bootcamp）はL1+L2+L3を完全網羅します。

  • 体験講座

    • Day 1 午前モジュール 01 + 02 + 03

      環境事前チェック → HAアーキテクチャ概念 → コンシューマー向けデバイス接続

    • Day 1 午後モジュール 04 + 05 + 13(簡易版)

      XIAOセンサーノード → エネルギーダッシュボード入門 → 総括レビュー

    産業用バスとビジネス統合は含みません。

  • 実践講座

    • Day 1モジュール 01–05

      環境事前チェック → HAアーキテクチャ → コンシューマー向け接続 → XIAOノード → エネルギーダッシュボード入門

    • Day 2モジュール 06–09

      Modbusプロトコル配線 → 産業用センサー・電力量計接続 → エネルギーダッシュボード構築 → 自動化ポリシー設定

    • Day 3（任意）モジュール 12(簡易版) + 13

      システムバックアップ基礎 → ソリューションレビューと納品総括

    実践講座では、Modbusデバイス/電力量計接続を1つ、リアルタイムエネルギーダッシュボードを1つ、少なくとも2セットの自動化連携ルールを納品します。受講生の基礎要件：YAML設定ファイルが読めること。

  • 納品講座

    • Day 1–2モジュール 01–09

      L1+L2 完全内容（プラットフォーム接続 + 産業用バス + エネルギーダッシュボード + 自動化）

    • Day 3モジュール 10

      サードパーティシステム API/MQTT 連携実習

    • Day 4モジュール 11

      Node-RED 複雑なビジネスフロー開発

    • Day 5モジュール 12 + 13

      システムバックアップと災害復旧演習 → ソリューションレビューと納品アーカイブ

    納品講座の目標は、保守可能なシステムを独立して納品する能力を備えることです。受講生の基礎要件：YAML/Node-REDとネットワーク基礎があり、L1〜L2の能力に習熟していること。

体験講座は1日で完結し、産業用配線は不要で、「機器がつながり、データが見える」ところまでを扱います。展示会、技術オープンデー、お客様との初回接点に向いています。

実践講座のDay 3は任意の弾力的な日です：受講生の基礎が良好な場合は2日に圧縮可能（Day 2午後にバックアップとレビューを統合）；より多くの自動化チューニング時間が必要な場合は3日間を使い切ります。

修了時に得られるもの

以下はフルバージョン（納品講座）の納品物です；実践講座は上位4項目を納品；体験講座は第1、2項目の簡易版を納品します。

  1. 01

    システムデプロイトポロジーとネットワーク設定説明書

    現場ローカルネットワークトポロジー図、IPアドレス割り当て表、VLAN/隔離ポリシー、ゲートウェイとルーターの設定パラメータを含みます。

  2. 02

    接続デバイス一覧および Modbus レジスタマッピング表

    すべての接続デバイスの型番、スレーブアドレス（Slave ID）、レジスタアドレス、データタイプ、スケーリング係数を含みます。

  3. 03

    エネルギーダッシュボードおよび自動化 YAML / Node-RED フロー設定ファイル

    HA Energy設定、Lovelaceダッシュボードカード設定、自動化ルールYAML及びNode-REDフローJSONを含みます（L3）。

  4. 04

    システムバックアップ復旧と日常運用保守ガイド

    自動バックアップポリシー設定、災害復旧手順、システム移行フロー、日常巡回点検チェックリストを含みます。

  5. 05

    XIAO センサーノード ESPHome ファームウェア設定プロジェクト

    各ノードのYAML設定ファイル、ファームウェアコンパイルとOTAアップグレード操作記録を含みます。

  6. 06

    システム横断 API/MQTT 連携検証記録

    REST API呼び出しサンプル、MQTTトピック計画、Webhook設定と連携テスト結果を含みます（L3）。

修了後に再現できるオープンソースプロジェクト

これらのプロジェクトは講座と同じハードウェアと手法を使っており、授業で得た知見もプロジェクトへ反映しています。

  • マルチプロトコル産業用ゲートウェイ

    OPC UA、Modbus、BACnet/IP、MQTT の機器を一つのポイントモデルにまとめ、単一の MQTT インターフェースから読み取り・制御します。

  • 空調自動制御

    空調コントローラのポイントと電力量計を一つのポイントモデルにまとめ、履歴データから設定値を予測します。書き込みは読み戻しで確認できて初めて有効とし、現場と食い違えば自動でロールバックして警報を出します。

標準化された手法で複数ブランド・複数プロトコルの既存機器を統合

M1 は単なるスマートホーム機器の設定練習ではなく、ビルや工場設備で散在するマルチベンダー機器の分断を解消し、ローカルで一元管理する実務力を養います。配線からプロトコル変換、ダッシュボード構築まで一貫した技術手順を網羅しており、指導目標に応じて柔軟に調整できます。

  • 拡張ポイント 01

    現場の条件に合わせる

    ユニット09の自動化ルールは自由にカスタマイズ可能です。サーバー室の温度管理、低温倉庫、工場の環境監視など受講者の現場に合わせた実習課題に置き換え、実際の閾値に基づいた自動制御ポリシーの作成を指導できます。

  • 拡張ポイント 02

    手持ちの計器を接続する

    実習用テストベンチでは、ユニット06の後に提携企業や学校が保有する既存のRS485/Modbus機器を接続可能です。学習者は実機を直接相手にレジスタマッピングと通信デバッグを体験できます。

  • 拡張ポイント 03

    実践知の融合

    強電・弱電の分離、バス配線トポロジー、パケットロス解析など、講師が現場で培った実践的な注意点を共有することで、受講生が実際の施工で直面するトラブルを未然に防げます。

能力範囲とコンプライアンス

一方向の状態監視のみを行い、逆方向の制御は実行しません。

適用範囲

  • 異ブランドデバイスの状態集約と統一監視ダッシュボード
  • 回路レベルのエネルギー消費計測と時間帯別エネルギー消費統計
  • 環境パラメータ（温湿度、照度、人体存在）の監視としきい値アラーム
  • 非安全クリティカルシステムの自動化連携（照明、ファン、コンセントなどの低圧アクチュエーター）
  • サードパーティシステムデータ連携（REST API / MQTT / Webhook 一方向データ透過伝送）

不適用範囲

  • 消防、エレベーター制御、高圧配電などの安全クリティカルなライフシステムへの介入を厳禁します
  • 高圧強電回路の直接的な開閉制御と安全制動システムへの拡張を厳禁します
  • 法定の消防システムとエレベーター安全保護システムを代替しません
  • 特定シーンにおける具体的な節電率を保証しません（省エネ効果は現場のデバイス、使用習慣、気候条件に影響されます）
  • 長期間の常駐代行運用保守サービスは含みません
  • 制御実習は低圧 DC アクチュエータ（LED テープ、5V / 12V リレー等）に限定され、本システム経由で AC 220V 以上の強電負荷を直接制御することは固く禁じられています

M1を時間割に組み込む

お見積りはクラス形態と規模に応じます。受講人数と希望する深さをメールでお知らせいただければ、3営業日以内にご提案をお送りします。

協業のご相談 学習体系を見る