スマート ライト、セキュリティ カメラ、センサー、スピーカーは、個別のアプリとしてではなく、連携して動作することでより快適に使用できます。 Raspberry Pi スマート ホーム ハブを使用すると、すべてを 1 か所にまとめて、携帯電話、ブラウザ、または音声アシスタントから制御できます。
このガイドでは、Home Assistant OS、Zigbee、Z-Wave ドングル、ローカル オートメーションなどの最新ツールを使用して、Raspberry Pi で独自のスマート ホーム ハブを構築する方法を学びます。ハードウェアをセットアップし、ソフトウェアをインストールし、デバイスを追加し、長期間にわたって高速性と信頼性を維持できるようにシステムを保護します。
シンプルな照明とサーモスタットのセットアップを希望する場合でも、完全なRaspberry Pi ホーム オートメーション ハブを希望する場合でも、同じ基本的な手順に従います。必要なのは、基本的なハードウェア、少しの忍耐、そしていじくり回す意欲だけです。
スマート ホーム ハブとは何ですか?
スマート ホーム ハブは、家の頭脳として機能します。自動化システム。ネットワーク上に配置され、スマート デバイスと通信し、すべての同期を保つため、照明、センサー、ロック、スイッチがトリガーやシーンに反応します。
ブランドごとに個別のアプリを開く代わりに、デバイスをハブに接続し、1 つのダッシュボードから制御します。その後、ワンタップで照明を消し、ドアをロックし、モーションセンサーを作動させる「おやすみ」シーンなどのルーチンを構築できます。
Raspberry Pi 上でローカルに実行されるハブを使用すると、クラウドではなく自宅でオートメーションを維持できます。この設定により、プライバシーが向上し、遅延が軽減され、インターネット接続が切断された場合でも重要なアクションが機能し続けます。
Raspberry Pi をハブとして使用する理由
Raspberry Pi は、完全な自動化スタックを実行するのに十分な電力を提供しながら小型、静か、エネルギー効率に優れているため、DIY スマート ホーム ハブのコアとして完璧に機能します。
最新の Raspberry Pi 4 および 5 ボードはホーム アシスタントを処理します。フル PC よりもはるかに少ない電力を使用しながら、データベース、ダッシュボード、アドオンを快適に利用できます。多くのエネルギーを消費することなく 24 時間年中無休で稼働します。これは、Raspberry Pi 4 を搭載したスマート ホーム ハブが常にオンになっている場合に重要です。
また、大きな柔軟性も得られます。専用のホーム アシスタント OS イメージ、Docker ベースのセットアップ、またはより高度なホーム アシスタント Raspberry Pi コンテナ スタックを他のサービスと一緒に実行できます。ニーズが拡大した場合は、ストレージを拡張したり、USB ドングルを追加したり、同じ構成をより大きなサーバーに移動したりすることもできます。
始める前に必要なもの
Raspberry Pi スマート ホーム ハブを構築する前に、基本的なハードウェアをいくつか集めてください。適切なパーツを選択すると、パフォーマンスが向上し、後で問題が軽減されます。
必要なハードウェア
Raspberry Pi 4 (2 GB 以上) または Raspberry Pi 5 MicroSD カード少なくとも 32 GB のストレージと優れた耐久性を備えた 
Raspberry Pi モデル用の公式電源 
最も安定した接続のためのイーサネット ケーブル、またはケーブル接続が難しい場合は Wi-Fi システム イメージをフラッシュするための SD カード リーダーを搭載したコンピューター
オプションですが強く推奨
Zigbee USB ドングル (低電力センサー、電球、スイッチ用) Z-Wave USB ドングル (多くのスマート ロックや古いホーム オートメーション機器用) microSD カードよりも優れたパフォーマンスと信頼性が必要な場合 USB SSD 適切な冷却機能を備えた小型ケース (特に Raspberry Pi 4 または 5 用)
すべてをローカルでプライベートに保つ予定の場合は、有線イーサネット接続により、交通渋滞や Wi-Fi の混雑時でも、ローカル スマート ホーム ハブ の応答性と信頼性が維持されます。
ハブ用のソフトウェアの選択
Raspberry Pi ホーム オートメーション ハブを構築する場合、いくつかのオプションがありますが、ほとんどのユーザーはホーム アシスタント OS から始める必要があります。 Raspberry Pi 上で専用アプライアンスとして実行され、コア システム、アドオン、バックアップが 1 つのパッケージに含まれています。
Home Assistant OS (ほとんどのユーザーに最適)
Home Assistant OS は Raspberry Pi 上で直接実行され、システムを管理します。強力なダッシュボード、何千もの統合、Zigbee2MQTT やバックアップなどのアドオン、そして非常に活発なコミュニティからの頻繁なアップデートが利用できます。
最も速く簡単な方法が必要な場合は、Raspberry Pi Home Assistant OS を使用すると「家電のような」感覚が得られます。 Linux のメンテナンスではなく、デバイスと自動化に重点を置きます。
Home Assistant Container (高度なセットアップ用)
Home Assistant Container は、Raspberry Pi OS または別の Linux ディストリビューション上の Docker 内で Home Assistant Core を実行します。 Docker を自分でインストールして管理することで、より詳細な制御が可能になり、同じ Pi 上で他のアプリを実行できるようになります。
このセットアップは、すでに Docker を使用している場合、カスタム データベースなどの追加サービスが必要な場合、またはより汎用的なサーバーが必要な場合に適しています。より多くのコマンドライン作業と手動アップデートが必要なため、パワー ユーザーに適しています。
検討すべきその他のプラットフォーム
openHAB、Node-RED、Homebridge などの代替手段、または Prota OS などの古いオプションを使用して、Raspberry Pi をハブに変えることもできます。多くの人は、Node-RED と Home Assistant を組み合わせて視覚的な自動化フローを実現したり、Homebridge を使用してより多くのデバイスを Apple Home に取り込んだりしています。
この記事の執筆時点でも、Home Assistant は、特にローカル制御とプライバシーを重視する場合、Raspberry Pi 上の DIY スマート ホーム ハブとして最も柔軟で積極的に開発されている選択肢です。
Raspberry Pi の準備方法
Home Assistant OS をインストールする前に、Raspberry Pi ハードウェアをセットアップし、オペレーティング システム イメージをフラッシュします。この部分は、残りのビルドの基礎を築きます。
ホーム アシスタント OS を microSD カードにフラッシュします
Raspberry Pi Imager をコンピュータにダウンロードしてインストールします。 microSD カードをコンピュータの SD カード リーダーに挿入します。 オペレーティング システムを選択するオプションを選択し、「ホーム アシスタントとホーム オートメーション」セクションからホーム アシスタント OS を選択します。 Raspberry Pi モデルを選択し、ストレージ ターゲットとして microSD カードを選択して、フラッシュ プロセスを開始します。 イメージャがイメージの書き込みと検証を完了するまで待ってから、カードを安全に取り出します。
Raspberry Pi の組み立てと接続
Raspberry Pi をケースに置き、ヒートシンクやファンがあれば取り付けます。 フラッシュされた microSD カードを Raspberry Pi の microSD スロットに挿入します。 初日から使用する予定がある場合は、Zigbee および Z-Wave USB ドングルを接続します。 Raspberry Pi からルーターに Ethernet ケーブルを接続するか、後で Wi-Fi を設定する場合は Wi-Fi ネットワークの詳細が準備されていることを確認してください。 電源を接続して Raspberry Pi を起動し、Home Assistant OS を初めて起動します。
最初の起動時にシステムを数分間待ちます。 Web インターフェイスにアクセスする前に、ファイル システムを拡張し、必要なコンポーネントをダウンロードします。
ホーム アシスタントの初期セットアップ
Raspberry Pi の起動が完了したら、同じネットワーク上のブラウザからホーム アシスタントに接続します。ここで、ホーム アシスタント Raspberry Pi のインストールが実際のハブのように見え始めます。
同じネットワークに接続されているコンピュータまたは携帯電話で、ブラウザを開いて http://homeassistant.local:8123 にアクセスします (アドレスが解決されない場合は、Raspberry Pi の IP アドレスを使用します)。 強力な一意のパスワードを使用して Home Assistant アカウントを作成します。 時刻と日の出/日の入りに基づく自動化が正しく機能するように、自宅の名前、場所、タイムゾーンを設定します。 スマート TV やスピーカーなど、自動的に検出されたデバイスを確認し、すぐに追加するデバイスを選択します。 オンボーディング フローを完了してから、メイン ダッシュボードを調べてインターフェイスに慣れます。
この時点で、すでに基本的なスマート ホーム ハブの構築セットアップが実行されています。次に、Zigbee や Z-Wave などのプロトコルを追加して、より多くの種類のスマート デバイスを導入できるようにします。
Zigbee、Z-Wave、Matter デバイスの追加
ほとんどの人は、DIY スマート ホーム ハブが多くのブランドやデバイスをサポートすることを望んでいます。 Zigbee および Z-Wave ドングルを使用すると、Raspberry Pi は多くの電球、センサー、プラグ、ロックと同じ言語を話すことができます。
Zigbee USB ドングルをセットアップする
ホーム アシスタントがすぐに認識しない場合は、Zigbee USB ドングルを Raspberry Pi に接続し、デバイスを再起動します。 ホーム アシスタントで [設定] > [デバイスとサービス] を開き、検出された Zigbee 統合を探すか、必要に応じて Zigbee2MQTT をアドオンとして追加します。 ドングルに正しいシリアル ポートを選択し、セットアップ ウィザードを完了します。 Zigbee デバイスをペアリング モードにし、Zigbee 統合を使用して新しいデバイスを検索します。 デバイスの名前を変更して部屋に割り当て、ダッシュボードの適切な場所に表示されるようにします。
Z-Wave USB ドングルをセットアップする
Z-Wave ドングルを挿入し、[設定] > [デバイスとサービス] を再度開きます。 ハードウェアに推奨される Z-Wave 統合を追加し、適切なシリアル デバイス パスを選択します。 Z-Wave デバイスがインクルージョン モードにあるときに、統合のコントロールを使用して新しいノードを追加します。 ロック、スイッチ、センサーなどのエンティティがホーム アシスタントに表示されることを確認します。 ダッシュボードを整理整頓できるように部屋やエリアに整理します。
新しい Matter デバイスまたは Thread デバイスを使用している場合は、これらのデバイスを Home Assistant に公開する互換性のあるボーダー ルーターまたは専用ハブを追加できます。これにより、1 つのブランドに依存することなく、Raspberry Pi スマート ホーム ハブのマルチプロトコル サポートが得られます。
デバイスの接続と整理
最初のデバイスを接続した後は、わかりやすい方法でデバイスに名前を付け、グループ化する必要があります。レイアウトをきれいにしておくと、後でシーンやオートメーションを追加するときに時間を節約できます。
各デバイスに「リビング ルーム ランプ」や「玄関ドア ロック」などの明確な名前を付けます。 デバイスを部屋とフロアに割り当てると、ダッシュボードですばやくフィルタリングできるようになります。 重複したパワーセンサーなど、使用する予定のないエンティティを削除または無効にします。 デフォルトのダッシュボードを使用するか、セキュリティや気候制御などの特定のタスク用のカスタム ダッシュボードを作成します。 ホーム アシスタント インターフェイスから照明のオン/オフやサーモスタット設定の変更などの基本的な操作をテストします。
システムが成長するにつれて、Raspberry Pi ホーム オートメーション ハブは、すべてを一目で確認し、デバイスが相互にどのように反応するかを決定する場所になります。
オートメーションとシーンの作成
オートメーションを使用すると、アプリを開かなくても、時間、動き、その他のトリガーに家が反応できるようになります。シーンは、照明を暗くしたり、映画の夜にブラインドを閉めたりするなど、一連の状態を多くのデバイスに一度に適用します。
ホーム アシスタントで [設定] > [オートメーションとシーン] を開き、新しいオートメーションを作成します。 時間、日の出/日の入り、動き検出、ボタンの押下などのトリガーを選択します。 夜間や誰も家にいないときなど、特定の状況でのみ自動化を実行する場合は、条件を追加します。 ライトの点灯、サーモスタットの調整、携帯電話への通知の送信などのアクションを設定します。 自動化を手動でテストし、数日間単独で実行させ、必要に応じて調整します。
日常に合わせたシーンを作成することもできます。たとえば、「おやすみ」シーンでは、ほとんどの照明を消したり、寝室のランプを温かみのある薄暗いレベルに設定したり、屋外のドアをロックしたりできます。
スマート ホーム ハブを制御する方法
Raspberry Pi スマート ホーム ハブがスムーズに動作したら、それを制御する方法がいくつかあります。ご家庭に最適なものを選択し、同時に複数の方法を使用できます。
ウェブ ダッシュボード: ホーム ネットワーク上の任意のブラウザを使用して、ホーム アシスタント インターフェイスを開いて、デバイス、シーン、オートメーションを管理します。 モバイル アプリ: ホーム アシスタント アプリを Android または iOS にインストールすると、家を制御したり、通知を受信したり、位置情報やバッテリーなどの電話センサーをトリガーとして使用したりできます。 音声アシスタント: Alexa や Google アシスタントなどのサポートされているアシスタントをリンクすると、音声コマンドでデバイスやシーンを制御できるようになります。 壁パネル: 古いタブレットを、家の交通量の多いエリアに主要なダッシュボードを表示する固定コントロール パネルとして再利用します。 手動制御: 物理的なスイッチ、リモコン、ボタンを利用できるようにしておくと、アプリを使用したくない人でもスマート ホームが機能します。
セキュリティとメンテナンスのベスト プラクティス
Raspberry Pi スマート ホーム ハブは多くのデバイスに接続し、場合によってはリモート アクセス サービスに接続するため、他の重要なネットワーク システムと同様に扱う必要があります。
ホーム アシスタント、ルーター、および公開されているサービスのデフォルトのパスワードをすべて変更します。 ホーム アシスタント ユーザー アカウントで 2 要素認証を有効にします。 ホーム アシスタント OS、統合、アドオンを常に最新の状態に保ち、セキュリティ修正や新機能を入手してください。 強力な Wi-Fi 暗号化を使用し、ハブをインターネットに直接公開しないようにします。可能な限りポートを開く代わりに、安全なリモート アクセス ソリューションを使用してください。 ホーム アシスタントの設定を外部ストレージまたは信頼できるクラウド サービスに定期的にバックアップするようにスケジュールを設定します。
早い段階でセキュリティに少し時間を費やしておくと、ローカル スマート ホーム ハブの安全性と安定性が維持され、何か問題が発生した場合の回復が容易になります。
一般的な問題のトラブルシューティング
綿密に計画された Raspberry Pi スマート ホーム ハブのセットアップでも、時折問題が発生する可能性があります。デバイスが応答しなくなったり、パフォーマンスが低下したりした場合は、より詳細なデバッグに入る前に、いくつかの基本事項を確認してください。
Raspberry Pi に電力が供給されていること、ネットワーク接続が機能していること、および CPU 温度が適切であることを確認してください。 Home Assistant を再起動し、必要に応じて Raspberry Pi を再起動して、一時的な不具合を解消します。 Zigbee および Z-Wave ドングルが引き続きホーム アシスタントに表示され、別のシリアル パスに移動していないことを確認します。 ワイヤレスセンサーとボタンのバッテリーレベルを確認します。バッテリーが低下すると、奇妙な動作が発生します。 ホーム アシスタントのログで最近のエラー メッセージを確認し、何か見覚えのないものがある場合はコミュニティ フォーラムを検索してください。
経験を積むにつれて、Raspberry Pi スマート ホーム ハブが良い日と悪い日にどのように動作するかを理解できるようになり、問題の発見と修正がはるかに簡単になります。
結論
これで、シンプルな Raspberry Pi が、照明、センサー、ロックなどを 1 か所から実行する強力なRaspberry Pi スマート ホーム ハブに変わりました。ハードウェアをセットアップし、ホーム アシスタントをインストールし、デバイスを追加し、自動化を構築し、賢明なセキュリティ手法を使用してシステムを強化します。
ハブはローカルで実行されるため、クラウド サービスに依存するのではなく、制御、プライバシー、信頼性を自分の手で維持できます。拡張したい場合は、新しいデバイス、プロトコル、ダッシュボードを追加したり、最初から開始せずにセットアップをより強力なハードウェアに移行したりすることもできます。
ラズベリー パイを使用して独自のスマート ホーム ハブを構築する方法を理解したので、実験を続けることができます。部屋を追加し、新しい統合を試し、自動化を改良して、家が単に接続されているだけでなく、本当にスマートに感じられるまで進めてください。
