家にリモコン、いくつありますか?
IoTセンサーとリモコン制御プログラミングで、手軽に自作のスマートホーム!

寝室のエアコンの自動運転がいまいちで、寒かったり暑かったりして起きてしまう問題。 IchigoJamと赤外線LED、sakura.ioを使って、家のエアコンをスマホ制御できるようにして一歩前進。 IchigoJamのプログラムはとってもシンプル!

10 N=IOT.IN() 20 IF N=0 GOTO 10 30 ?N:F=FILE():R=10:LRUN N,200

LRUNを使っているので、このプログラムを保存してから、実行。 sakura.ioからデータ受信する IOT.IN() で信号を受け取り、エアコン停止のファイル1、28℃設定ONのファイル2、29℃設定ONのファイル3を呼び出します。(リモコン制御部分のプログラムは後述)

次はスマホ側、sakura.ioの連携サービスとしてWebSocketを設定し、スマホからの操作用のプログラムはJavaScriptで操作用アプリを作ります。 HTML/CSS/JavaScriptの基本スキルと、サンプルプログラムがあればカスタマイズし放題です。

IchigoRemocon IoT src on GitHub

高精度温湿度計SHT-31を使った、家のIoT温湿度計と合わせ、あとは快適に眠っていられる、ちょうどいいしきい値を決めるのみ。

温度が下がりすぎて寒くなって設定を緩めたらどんどん暑くなっていった、夜の記録。

IchigoJamで、赤外線を見よう!
ご家庭のほとんどのリモコンは赤外線リモコン。赤色より少し低い周波数の光を使って信号をリモコンから本体へと届けています。 目には見えませんが、赤外線受光モジュール(センサーの一種)を使って観測しましょう。

赤外線リモコン受信モジュール GP1UXC41QS (秋月電子で50円)を、IchigoJamにつなぎます。 データシートを見ると、丸い部分を手前にして、左から、信号出力のVout、GND、VCCの順。それぞれIchigoJamのIN1、GND、VCCに接続し、早速実験プログラム! (電源電圧VCCは2.7V〜5.5Vとあるので、5Vを使ってもOKです)

1 ?IN(1);:CONT

ずらっと1が並びますが、赤外線受光モジュールに向けて、リモコンボタンを押すと、0001010 などと、反応します。これが信号で、ボタンごと、機種ごとに違うものが送られています。

いろいろなリモコンで試してみましょう。

どんなリモコン信号を受けたら動かすだけなら、これでOKですが、信号の内容によって動きを変えたい場合は、もうひと工夫必要です。

リモコンの原理とマシン語活用
リモコンは赤外線を1秒間に3.8万回、38kHzの点滅を基本として、太陽光などに含まれる赤外線と区別しています。 その点滅があるときがON、無い時がOFFとし、ON時間とOFF時間を交互に計測し、一定時間OFFが続いたら一連の信号が終了、その一連の信号を見て判断すればOKと原理はシンプルですが、IchigoJam BASICでは速度が間に合いません。

そこでマシン語!以前作った、リモコン送受信コードを流用して、プログラム領域にデータを格納し、LRUNを使ったファイル連携で簡単に使えるようにしました。

1 'IR-REMOCON 100 INPUT"0:SEND 1:RECV ",N 110 IF N=0 N=USR(#D00,0):GOTO 100 120 L=USR(#D00,1) 130 ?"LEN:";L 140 FOR I=0 TO L-1 150 IF I%64=0 ?:?"POKE#";HEX$(#E00+I); 170 ?",";PEEK(#E00+I); 180 NEXT:? 190 GOTO 100 200 L=USR(#D00):LRUN F,R POKE#D00,112,181,114,182,14,34,18,2,138,24,0,40,53,208,80,35,27,3,1,51,27,3,1,36,164,4,2,38,54,2,2,62,0,33,0,240,37,248,1,49,33,66,28,209,29,104,0,45,247,209,228,8,0,32,0,33,0,240,26,248,1,49 POKE#D3E,33,66,17,209,29,104,0,45,247,208,17,84,1,48,0,33,0,240,15,248,73,28,33,66,6,209,29,104,0,45,247,209,17,84,1,48,176,66,231,209,0,33,17,84,1,48,98,182,112,189,156,37,173,0,1,61,253,209 POKE#D78,112,71,80,35,27,2,1,51,27,4,4,51,1,36,0,38,17,92,73,0,0,41,234,208,28,96,0,240,22,248,30,96,0,240,19,248,1,57,247,209,1,48,17,92,73,0,0,41,221,208,0,0,0,0,0,240,8,248,0,0,0,0,0,240,4,248 POKE#DBA,1,57,245,209,1,48,226,231,154,37,1,61,253,209,112,71

プログラムを入力し、実行すると 0:SEND 1:RECV と、送信するか受信するか聞いてきます。 まずは1、エンターで受信。リモコン信号を受光モジュールに当てると、#D00に記録した内容が表示されます。

0または単にエンターで、赤外線を発信します。OUT1とGNDに赤外線LEDを付け、本体に向けてやってみましょう!無事制御できましたか!?

1行目に何の信号か分かるように名前をつけて、保存しておきましょう(EEPROMを使えば追加で最大128種類保存可能)。 あとは、好きなようにプログラムを作るだけです。

USBシリアルでPCと接続している場合、受診時に表示されるPOKE文を保存しておき、上記プログラムと合わせて書き込むことでもリモコン信号を復元できます。

ちょっと詳しい解説編
1KBのプログラム領域、こんな風に使っています。
#C00-#CFF 256byte BASIC(溢れてないよう ?FREE() が768以下にならないよう注意!)
#D00-#DFF 256byte マシン語(赤外線送受信)
#E00-#FFF 512byte 赤外線データ

マシン語のasm15ソースコードはこちら。以前作成したものを、#E00から最大512byte使って保存するように変更し、#D00から書き込んで使います。(エアコンの信号で440byte、収まります!)

' IN1 - 赤外線受光モジュール / OUT1 - 赤外線LED PUSH {LR,R4,R5,R6} CPSID '割り込み禁止 R2=#E 'PROGの後半 #E00 R2=R2<<8 R2=R1+R2 R0-0 IF 0 GOTO @SEND R3=#50 ' IN1 の address PIO0_10 R3=R3<<(24-(10+2)) R3+=1 R3=R3<<(10+2) ' PIO0_10 R4=1 R4=R4<<18 '初回信号オーバーフロー判定 R6=2 'R6=512-2 R6=R6<<8 R6-=2 R1=0 @BACK0 GOSUB @WAIT2526 R1+=1 R1&R4 IF !0 GOTO @END R5=[R3]L R5-0 IF !0 GOTO @BACK0 R4=R4>>(18-15) 'オーバーフロー判定変更 R0=0 '配列書き込み位置 @LOOP R1=0 @BACK1 GOSUB @WAIT2526 R1+=1 R1&R4 IF !0 GOTO @END R5=[R3]L R5-0 IF 0 GOTO @BACK1 [R2+R0]=R1 R0+=1 ' 1byteずつ R1=0 @BACK2 GOSUB @WAIT2526 R1=R1+1 R1&R4 IF !0 GOTO @END R5=[R3+0]L R5-0 IF !0 GOTO @BACK2 [R2+R0]=R1 R0+=1 ' 1byteずつ R0-R6 IF !0 GOTO @LOOP @END R1=0 [R2+R0]=R1 R0+=1 CPSIE ' 割り込み許可 POP {PC,R4,R5,R6} @WAIT2526 R5=156 ' 1cycle '(48000/38*2=2526 - overhead 14cycle - 6) / 4 = 626 (=156*4) R5=R5<<2 R5-=1 ' 1 cycle IF !0 GOTO -1 ' 分岐するとき3cycle しないとき1 - 4*loop-2 RET ' 3cycle @SEND R3=#50 ' OUT1 の address PIO1_0 R3=R3<<8 R3+=1 R3=R3<<16 R3+=`00000100 'PIO1_0 R4=1 'PIOオン用 R6=0 'PIOオフ用 'R2 データが格納されたアドレス 'R0 == 0 @ON R1=[R2+R0] R1=R1<<1 ' 2倍する R1-0 IF 0 GOTO @END @ON_LOOP [R3]L=R4 GOSUB @WAIT631 [R3]L=R6 GOSUB @WAIT631 R1-=1 IF !0 GOTO @ON_LOOP R0+=1 @OFF R1=[R2+R0] R1=R1<<1 ' 2倍する R1-0 IF 0 GOTO @END @OFF_LOOP NOP NOP GOSUB @WAIT631 NOP NOP GOSUB @WAIT631 R1-=1 IF !0 GOTO @OFF_LOOP R0+=1 GOTO @ON @WAIT631 'use R5 R5=154 ' 1cycle '(48000/38/2=631 - overhead 5cycle (+10/2) - 5) / 4 = 154 R5-=1 ' 1 cycle IF !0 GOTO -1 ' 分岐するとき3cycle しないとき1 - 4*loop-2 = 618 RET ' 3cycle

受信:ONになっている時間、OFFになっている時間を交互に数えて、メモリに書き出す
送信:メモリを読み、38kHzで点滅するONとただ待つだけのOFFを長さ分だけ繰り返す
(参考、はじめてのマシン語 - IchigoJamではじめるArmマシン語その1

まとめ
プログラミング、言語はいろいろ違っても基本はシンプルです。
大人も子供も学生も、まずは楽しく改造して、ひとつひとつやれること増やしていきましょう!


PCで動く、IchigoJam ap を使って、楽しんでくれたドランクドラゴンのみなさん!


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教え方、または、ゆっくり復習したい方は、こちらの動画をどうぞ!

総合2コマから始める鯖江の小学校プログラミング! 総合的な学習の時間、IT遊具、クラブ活動、地域ICTクラブ、高度IT人材へのベストプラクティススライドPDF

かわくだりゲーム、Hana道場での改造例。

links
- IchigoJamを赤外線リモコンで簡単遠隔操作!スマートホーム実現に向けて、信号の解読にも挑戦しよう!

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