ラズパイに長押しでシャットダウンをするボタンを付けてみた

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ラズパイのシャットダウン

ラズパイは Linux OS の為、いきなり電源をオフにすることは出来ない。

ssh で接続するかキーボードとモニターを接続して shutdown コマンドで OS を終了させる必要がある。

しかし IoT用に製造現場に設置したラズパイは必ずしもきちんと shutdown をして貰える訳ではない。

ラズパイに Shutdown 用のボタンを追加したのでその時の事を備忘録として記事にしておく。

ボタンについて

機能

• ボタンをうっかり触ってしまった時に Shutdown されない様に “長押し” した時だけ Shutdown する様にした
• LED ライト付きのボタンを選択した
• プログラム起動中はボタンの LED ライトを点灯、長押しで Shutdown した時に消灯するようにした

型番

オムロンの押ボタンスイッチ（型番＝A165L-JRM-5D-1）を購入した。

型番の意味は以下の通り。

配線図

NCは使用してない。

実質a接点のボタンとして使用している。

試した環境

今回、以下の環境でテストした。

プログラム

以下のプログラムを .local/shutdown_test に保存した。

ソースコード

shutdown_button.py

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Sat Jun  5 08:24:26 2021

・ボタン長押しでシャットダウン
・プログラム稼働中はLED点灯、シャットダウン時に消灯

@author: Souichirou Kikuchi
"""

import os
import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

PIN_BUTTON_LED = 4 # ボタンのLED
PIN_BUTTON_SD = 22 # シャットダウンボタン

def shut_down(channel): # ボタン長押しでシャットダウン
    if channel == PIN_BUTTON_SD:
        sw = 0
        for _ in range(15):
            sleep(0.2) # 0.2秒 × 15回 = 3秒
            sw = GPIO.input(channel)
            if sw == 0: # 15回中１回でもLOWがあればシャットダウンしない
                break
        if sw == 1:
            GPIO.output(PIN_BUTTON_LED, GPIO.LOW) # ボタンのLED消灯
            os.system('sudo shutdown -h now') # シャットダウン

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(PIN_BUTTON_LED, GPIO.OUT)
GPIO.setup(PIN_BUTTON_SD, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)
GPIO.add_event_detect(PIN_BUTTON_SD, GPIO.RISING, callback=shut_down, bouncetime=200)

if __name__ == "__main__":
    try:
        print('ShutDown Test Program Start') # プログラム開始
        GPIO.output(PIN_BUTTON_LED, GPIO.HIGH) # ボタンのLED点灯
        while True:
            sleep(0.001)
    except:
        pass
    finally:
        GPIO.cleanup()
        print('ShutDown Test Program End') # プログラム終了

補足説明

プログラム中にコメントを入れているが少しだけ補足しておく。

GPIO.setup(PIN_BUTTON_SD, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)

はボタンの NO から接続された GPIO22 なのだが pull_down抵抗を指定している。

pull_down抵抗については以前の記事を参照して欲しい。

また、

GPIO.add_event_detect(PIN_BUTTON_SD, GPIO.RISING, callback=shut_down, bouncetime=200)

では、同じく GPIO22 の電圧がLOWからHIGHに上がった（RISING）した際にshuto_down関数を呼ぶ指定を行っている。

電圧は一直線に上昇しないので何度も shut_down関数を呼ばれないようにbouncetime=200 で次回呼ばれるまで200ミリ秒の間隔を空けている。

詳細は以前の記事を参照して欲しい。

実行結果

以下のコマンドでプログラムを実行する。

cd ~/.local/shutdown_test
python shutdown_button.py

LEDが点灯するので長押し（約3秒）するとシャットダウンする事が確認できた。

終わりに

以上で今回のボタンによるシャットダウンの記事は終了とする。

尚、そもそも何故ラズパイ（Linux）をいきなりシャットダウン出来ないのかというと、 OS 動作中にはSDカードに様々な OS で使用するファイルの書き込みを行っている。

ファイルの書き込み中にいきなり電源オフをしてしまうとそれらのファイルが破損してしまうことがあり、次回の OS の起動時に影響を与えて起動できない可能性が出てくる。

この為の対策として今回は「シャットダウンボタンをつける」という方法を記事にしたが、その他には

1. ファイルシステムをRead Only（読み込み専用）にする
2. リレー回路で OS シャットダウンまで猶予を与える

等の方法もある様なのでそのうち試してみたいと思っている。

この記事が何処かで誰かの役に立つことを願っている。

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