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2017/09/04

Raspberry Pi Raspbian Jessie 2017-07最終版で LIRCを使って学習リモコン、赤外線リモコンを送受信する方法 Raspberry Pi Raspbian Jessie 2017-07最終版で LIRCを使って学習リモコン、赤外線リモコンを送受信する方法

(ラズパイ3 Jessieで赤外線受信センサと IR LEDで赤外線リモコン信号を送受信して家電等の外部機器を制御する方法)

Tags: [Raspberry Pi], [電子工作]





● Raspberry Pi 3 Model Bを遂に購入

 Raspberry Pi3 Model B RPI2 RPI3

 大人気の CPUボードの Raspberry Piに WiFiと Bluetoothが搭載されたモデルが新発売となりました。
 以前から Raspberry Pi 2を買おうかどうか迷っていましたが、Raspberry Pi 3 Model Bの発売を機に購入を決意してラズベリアンになる事にしました。

 ※ ラズパイの OS Raspbianはバージョンが上がる毎に過去の版と OSの内部の作りが変わり、過去に書かれた製作記事(例えば Raspbian Wheezyの時代の記事)がそのままではエラーが出たりして動かない事が有ります。
 ※ 当方のホームページのラズパイ記事は全て Raspberry Pi 3 Model Bと Raspbian Jessieの組み合わせで動作確認をしております。
(ただし、将来的に新しい Raspbian OSが出た場合に、当方の Raspbian Jessieを基にした内容がそのままでは動かない可能性が有ります。)
 ※ 2017/08/16から Raspbian OSは Raspbian Jessieから Raspbian Stretchに変わりました。
 ※ 2019/06/20から Raspbian OSは Raspbian Stretchから Raspbian Busterに変わりました。

Download Raspbian for Raspberry Pi

ちなみに、歴代のバージョンと名称は
Debianコードネーム年月備考(参考)Ubuntuでの該当名称
Debian 11Bullseye2021/08/14~2021/11からラズパイにリリースFocal Fossa 20.04 LTS ?
Debian 10Buster2019/06/20~2019/06からラズパイ4対応Bionic 18.04 LTS
Debian 9Stretch2017/08/16~2018/03からラズパイ3B+対応Xenial 16.04 LTS
Debian 8Jessie2015~2016/02からラズパイ3対応Trusty 14.04 LTS
Debian 7Wheezy2013~2016
Debian 6.0Squeeze2011~2014
Debian GNU/Linux 5.0Lenny2009~2012


※ 2017年 9月追記:
 このページの内容は 2017年 7月版 Raspbian Jessieで動作を確認しています。
 (Raspbian Jessieの最終版で動く様に記載の内容を更新しました。)
$ uname -a
Linux raspberrypi 4.9.35-v7+ #1014 SMP Fri Jun 30 14:47:43 BST 2017 armv7l GNU/Linux

$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Raspbian
Description:    Raspbian GNU/Linux 8.0 (jessie)
Release:        8.0
Codename:       jessie

 Raspbian Jessieの最終バージョン 2017年 7月版は下記からダウンロードできます。
ftp.jaist.ac.jp - Index of /pub/raspberrypi/raspbian/images
 2017-07-05-raspbian-jessie.zip

 2017/08以降の最新版の Raspbian Stretchで LIRCを動かす記事は下記にまとめました。

2017/09/04
Raspberry Pi Raspbian Stretchで LIRC機能を使った学習リモコン、赤外線リモコンを動かす方法
Raspberry Pi Raspbian Stretchで LIRC機能を使った学習リモコン、赤外線リモコンを動かす方法

  ラズパイ Stretchで赤外線リモコンの制御アプリ LIRC 0.9.4cの設定方法、Ir LED


●ラズパイで LIRC 赤外線リモコンの受信と送信(学習リモコン、リモコン機器を制御)

 ※ ラズパイの OS Raspbianはバージョンが上がる毎に過去の版と内部の作りが変わり、過去に書かれた製作記事がそのままでは動かない事が有ります。

ちなみに、歴代のバージョンと名称は
Debian 9 コードネーム Stretch(ラズパイ3対応版)(2017/08 - )
Debian 8 コードネーム Jessie(ラズパイ3対応版)(2015 - )
Debian 7 コードネーム Wheezy (2013 - 2016)
Debian 6.0 コードネーム Squeeze (2011 - 2014)
Debian GNU/Linux 5.0 コードネーム Lenny (2009 - 2012)



● What is LIRC ?

 LIRC is a package that allows you to decode and send infra-red signals of many (but not all) commonly used remote controls.

 LIRC(Linuxの赤外線リモコンは、Linuxの赤外線リモコン)は、オープンソースのスイートです。このキットには、お使いのLinuxシステムは、赤外線信号を送受信する事ができます。

IRSEND - LIRC - Linux Infrared Remote Control

赤外線リモコン受信モジュールOSRB38C9AA(2個入) OSRB38C9AA
5mm赤外線LED OSI5LA5113A (10個入) OSI5LA5113A

・5mm 赤外線LED OSI5LA5113A
 ・順方向電圧(VF):1.35V(標準)(@100mA)
 ・ピーク波長:940nm
 ・放射強度:55mW/sr
 ・半減角:15°

・赤外線リモコン受信モジュールOSRB38C9AA
 ・電源電圧範囲:DC2.7V~DC5.5V
 ・中心周波数:37.9kHz
 ・ピーク感度波長:940nm

 赤外線 LEDの電流制限抵抗は 330Ωで、その場合の LEDの駆動電流は 6mAです。
 OSI5LA5113Aの標準駆動電流は 50mAですが、6mAでもリモコン機器の制御が可能でした。ただし、赤外線LED光の拡散範囲が半減角 15度と狭く、指向性が高いので、10cm程度の至近距離まで近付ける必要が有りました。(角度が合えばもう少し距離を離せるかも。)
 電流制限抵抗を 240Ωにすると LEDの駆動電流は 8mAになります。
 (ラズパイの GPIOの絶対最大定格は 16mAなので注意)

 ※ 赤外線 LEDを 50mAで駆動する場合はトランジスタ等の回路が必要になります。単純に電流制限抵抗を 47Ω(計算値 41mA駆動)にして GPIOに接続すると絶対最大定格の 16mAを超えるのでラズパイを破壊します。電流の計算式 (3.3-1.35)/47=41mA

 ※ 赤外線 LEDの点灯確認方法としてはデジカメの液晶モニタやスマホをカメラモードにして画面を見る方法が有ります。テレビ等のリモコンの送信部分を見てみると良くわかります。(赤外線は可視光線ではないので肉眼での点灯確認はできません。)

・Raspberry Pi3の GPIO端子の LIRC機能を有効化して リモコン送受信をしてみるテスト
Raspberry Pi3の GPIO端子の LIRC機能を有効化して リモコン送受信をしてみるテスト
 赤い線はラズパイの +3.3Vに接続します。
 ※ リモコン送信側の LEDの論理が負論理の場合は invert=onを付ける。
 GPIO17 出力 リモコン送信(負論理)
 GPIO18 入力 リモコン受信
dtoverlay=lirc-rpi
dtparam=gpio_out_pin=17
dtparam=gpio_in_pin=18
dtparam=gpio_in_pull=up
dtparam=invert=on

・Raspberry Pi3の GPIO端子の LIRC機能を有効化して リモコン送受信をしてみるテスト
Raspberry Pi3の GPIO端子の LIRC機能を有効化して リモコン送受信をしてみるテスト
 赤い線はラズパイの +3.3Vに接続します。

・Raspberry Pi3の GPIO端子の LIRC機能を有効化して リモコン送受信をしてみるテスト
Raspberry Pi3の GPIO端子の LIRC機能を有効化して リモコン送受信をしてみるテスト


・Raspberry Pi3の GPIO端子の LIRC機能を有効化して リモコン送受信をしてみるテスト
Raspberry Pi3の GPIO端子の LIRC機能を有効化して リモコン送受信をしてみるテスト
 ※ 330Ωの抵抗が無かったので 1kΩの抵抗を 3本並列に接続している。


● 赤外線 LEDをトランジスタで駆動する場合の実体配線図

・Raspberry Pi3の GPIO端子の LIRC機能を有効化して リモコン送受信をしてみるテスト
Raspberry Pi3の GPIO端子の LIRC機能を有効化して リモコン送受信をしてみるテスト
 赤い線はラズパイの +3.3Vに接続します。
 図中の NPNトランジスタは ECB配列です。(EBC配列の場合はピン配置を読み替えてください。)
 電流制限抵抗に 47Ωを使用して赤外線 LEDを 41mAで駆動しています。電流の計算式 (3.3-1.35)/47=41mA
 ※ リモコン送信側の LEDの論理が正論理の場合は invert=onは不要。
 GPIO17 出力 リモコン送信(正論理)
 GPIO18 入力 リモコン受信
dtoverlay=lirc-rpi
dtparam=gpio_out_pin=17
dtparam=gpio_in_pin=18
dtparam=gpio_in_pull=up



●秋葉原の秋月に行けない場合はこちら


SODIAL(R)10pcs 5mm赤外線IR LED発光ダイオード
ASIN: B00JGFF2SA

SODIAL(R) 10枚8mmLED IR赤外線LEDライト
ASIN: B00SSLSVI6

uxcell IR赤外線LED 5MM 940nm 起動放射 ダイオード ランプ発光 ウォータークリア 20枚
ASIN: B016UFGBGA

uxcell 赤外線リモコン受光モジュール 赤外線受信モジュール 受信距離18M 10 Pcs
ASIN: B016DA2FIK

SODIAL(R)10個受信距離15M赤外線VS838 IRレシーバモジュールブラック
ASIN: B00ZE9UKL6

10pcs VS1838 TL1838 VS1838B赤外線 ヘッド リモコン 受光部 受信機
ASIN: B00FR2UAXI

シリコントランジスター 2SC1815-BL 10個
ASIN: B00J1N1X94

※ NPNトランジスタのピン配列を「エクボ」で覚えているので、ECB配列の 2SC1815をピックアップしています。
※ S8050、SS8050、2N5551はピン配列が EBCなので要注意!

抵抗キット1/4W (20種計500本入り)
ASIN: B00C5WMW7U

○内容
・0Ω, 1.5Ω, 4.7Ω, 10Ω, 47Ω
・100Ω, 220Ω, 330Ω, 470Ω, 680Ω
・1kΩ, 2.2kΩ, 3.3kΩ, 4.7kΩ, 10kΩ
・22kΩ, 47kΩ, 100kΩ, 330kΩ, 1MΩ
これらが25本ずつ入っています。

【PLOVER】 カーボン抵抗 炭素皮膜抵抗 1/4W(0.25W) 許容差±5% オリジナルセット 1Ω~1MΩ 37種類 各20個(合計740個) ユニバーサル基板付き PR-203
ASIN: B00BS49VKC

カーボン抵抗(炭素皮膜抵抗) 1/4W(0.25W) 許容差±5% 37種類 各20個セット
抵抗値: 1Ω, 10Ω, 20Ω, 30Ω, 47Ω, 51Ω, 68Ω, 75Ω, 100Ω, 200Ω, 300Ω, 360Ω, 470Ω, 510Ω, 680Ω, 750Ω, 1kΩ, 4.7kΩ, 5.1kΩ, 6.8kΩ, 7.5kΩ
抵抗値: 10kΩ, 20kΩ, 30kΩ, 47kΩ, 51kΩ, 68kΩ, 75kΩ, 100kΩ, 200kΩ, 300kΩ, 360kΩ, 470kΩ, 510kΩ, 680kΩ, 750kΩ, 1MΩ

OSOYOO(オソヨー)金属皮膜抵抗器 抵抗セット 10Ω~1MΩ 30種類 各20本入り 合計600本
ASIN: B01C855K86

●抵抗値: 10Ω, 22Ω, 47Ω, 100Ω, 150Ω, 200Ω, 220Ω, 270Ω, 330Ω, 470Ω, 510Ω, 680Ω, 1kΩ, 2kΩ, 2.2kΩ, 3.3kΩ, 4.7kΩ, 5.1kΩ, 6.8kΩ, 10kΩ, 20kΩ, 47kΩ, 51kΩ, 68kΩ, 100kΩ, 220kΩ, 300kΩ, 470kΩ, 680kΩ, 1MΩ


●抵抗の種類でカーボン抵抗と金属皮膜抵抗の違いは何?

 抵抗の種類には
 ・カーボン抵抗、炭素皮膜抵抗
 ・金属皮膜抵抗、通称 金ピ、キンピ抵抗
 が有ります。

 違いは抵抗値の誤差です。金属皮膜抵抗の方が製造誤差や温度変動による誤差が小さいです。

 カーボン抵抗は一般電子回路用で、金属皮膜抵抗はオーディオ回路や測定回路等の精度を求められる用途に使用されます。
 もちろん一般電子回路用に金属皮膜抵抗をカーボン抵抗の代わりに使用する事は可能です。 (ただし、部品単価が金属皮膜抵抗の方が一般的には高い。)

 なお、表面実装用のチップ抵抗の作りは全て金属皮膜抵抗です。
 (カーボン抵抗製のチップ抵抗は存在しません。)

●カラーコードの覚え方

 抵抗のカラーコードは下記の語呂合わせで覚えました。
 黒 = 0 黒い礼服 礼と零のもじり
 茶 = 1 茶を一杯
 赤 = 2 赤いニンジン
 橙 = 3 第三の男 第とダイダイ
 黄 = 4 四季の色 季と黄
 緑 = 5 みどりは Go Goと5
 青 = 6 青い六条 青いと葵(あおい)
 紫 = 7 紫 式部 式部と七部のオヤジギャグ
 灰 = 8 ハイヤー 灰やーのダジャレ
 白 = 9 ホワイトクリスマス クと9

 海外での覚え方 How to Remember Electrical Resistor Color Codes
 Bright Boys Rave Over Young Girls But Veto Getting Wed
 Black, Brown, Red, Orange, Yellow, Green, Blue, Violet, Grey, White
 頭文字が順番に対応している。
 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
 B, B, R, O, Y, G, B, V, G, W


● Raspberry Pi3の GPIO端子の LIRC機能を有効化して リモコン送受信をしてみるテスト
 このページの内容は 2017年 7月版 Raspbian Jessieで動作を確認しています。

 おなじみの apt-get update
$ sudo apt-get update

 lirc 0.9.0をインストール
$ sudo apt-get -y install lirc

 cat /etc/lirc/hardware.confで中身を確認
$ cat /etc/lirc/hardware.conf
# /etc/lirc/hardware.conf
#
# Arguments which will be used when launching lircd
LIRCD_ARGS=""

#Don't start lircmd even if there seems to be a good config file
#START_LIRCMD=false

#Don't start irexec, even if a good config file seems to exist.
#START_IREXEC=false

#Try to load appropriate kernel modules
LOAD_MODULES=true

# Run "lircd --driver=help" for a list of supported drivers.
DRIVER="UNCONFIGURED"
# usually /dev/lirc0 is the correct setting for systems using udev
DEVICE=""
MODULES=""

# Default configuration files for your hardware if any
LIRCD_CONF=""
LIRCMD_CONF=""

$ sudo nano /etc/lirc/hardware.conf

 4箇所を下記の様に変更して書き換える
変更前変更後備考
LIRCD_ARGS=""LIRCD_ARGS="--uinput"LIRCD_ARGS="--uinput -listen"だと駄目だった
DRIVER="UNCONFIGURED"DRIVER="default"
DEVICE=""DEVICE="/dev/lirc0"
MODULES=""MODULES="lirc_rpi"

 面倒な場合は下記をコマンドラインで実行。(sedコマンドによるファイルの文字列置換と上書き編集)
cp /etc/lirc/hardware.conf ~/hardware.conf
sed -i -e "s/LIRCD_ARGS=\"\"/LIRCD_ARGS=\"--uinput\"/g" ~/hardware.conf
sed -i -e "s/DRIVER=\"UNCONFIGURED\"/DRIVER=\"default\"/g" ~/hardware.conf
sed -i -e "s/DEVICE=\"\"/DEVICE=\"\/dev\/lirc0\"/g" ~/hardware.conf
sed -i -e "s/MODULES=\"\"/MODULES=\"lirc_rpi\"/g" ~/hardware.conf
cat ~/hardware.conf
sudo mv /etc/lirc/hardware.conf /etc/lirc/hardware.conf.bak
sudo cp ~/hardware.conf /etc/lirc/hardware.conf

 /boot/config.txtに下記の行を追加(invert=onは負論理の場合)
$ sudo nano /boot/config.txt
dtoverlay=lirc-rpi
dtparam=gpio_out_pin=17
dtparam=gpio_in_pin=18
dtparam=gpio_in_pull=up
dtparam=invert=on

GitHub raspberrypi/firmware firmware/boot/overlays/README
 GitHubの CONFIG.TXTの説明。
sudo bash -c "echo \# IR-Remote controller >> /boot/config.txt"
sudo bash -c "echo dtoverlay=lirc-rpi >> /boot/config.txt"
sudo bash -c "echo dtparam=gpio_out_pin=17 >> /boot/config.txt"
sudo bash -c "echo dtparam=gpio_in_pin=18 >> /boot/config.txt"
sudo bash -c "echo dtparam=gpio_in_pull=up >> /boot/config.txt"
# 負論理の場合は下記の dtparam=invert=onも必要
sudo bash -c "echo dtparam=invert=on >> /boot/config.txt"

※ メモ Pifi Digi DAC仕様の場合(赤外線受光モジュールを搭載しています)
・GPIO 26に赤外線受光モジュールを接続
・GPIO 17に Tr経由で赤外線 LEDを接続(正論理)
sudo bash -c "echo  >> /boot/config.txt"
sudo bash -c "echo \# IR-Remote controller >> /boot/config.txt"
sudo bash -c "echo dtoverlay=lirc-rpi >> /boot/config.txt"
sudo bash -c "echo dtparam=gpio_out_pin=17 >> /boot/config.txt"
sudo bash -c "echo dtparam=gpio_in_pin=26 >> /boot/config.txt"
sudo bash -c "echo dtparam=gpio_in_pull=up >> /boot/config.txt"
 一旦、再起動する
$ sudo reboot

 lsで /dev/lirc0の存在を確認
$ ls -l /dev/lirc*
crw-rw---- 1 root video 244, 0 Sep 1 15:41 /dev/lirc0

 lsmodで lircの存在を確認
$ lsmod | grep lirc
lirc_rpi 9032 0
lirc_dev 10583 1 lirc_rpi
rc_core 24377 1 lirc_dev

$ sudo /etc/init.d/lirc stop
[ ok ] Stopping lirc (via systemctl): lirc.service.

 リモコンの動作確認(受信モジュールにリモコンを向けて操作すると受信の様子が画面に出る)
$ mode2 -d /dev/lirc0
pulse 426
space 415
pulse 390
space 450
pulse 389
space 450
pulse 391
space 449
pulse 416
space 424
pulse 416
space 423
pulse 423
 リモコン信号を受信する度に space / pulseが連続して表示される。
 Ctrl + Cで中断します


 リモコンの内容を記憶させる(/etc/lirc/lircd.confの内容を半自動で生成してくれる)
$ irrecord -n -d /dev/lirc0 ~/dvd_player_ir.conf

irrecord: could not open /dev/lirc0
irrecord: default_init(): Device or resource busy
irrecord: could not init hardware (lircd running ? --> close it, check permissions)
 のエラーが出たら
 LIRCサービスを再起動する
$ sudo /etc/init.d/lirc restart
irrecord -  application for recording IR-codes for usage with lirc
Copyright (C) 1998,1999 Christoph Bartelmus(lirc@bartelmus.de)

Press RETURN to continue.
(リターンキーを押す)

Now start pressing buttons on your remote control.

It is very important that you press many different buttons and hold them
down for approximately one second. Each button should generate at least one
dot but in no case more than ten dots of output.
Don't stop pressing buttons until two lines of dots (2x80) have been
generated.

Press RETURN now to start recording.
(リターンキーを押す)
(リモコンのボタンを押したままにする)
................................................................................
................................................................................
Found const length: 107893

Please keep on pressing buttons like described above.
(リモコンのボタンを連打する。押したままにしない)

Please enter the name for the next button (press <ENTER> to finish recording)
(リモコンのボタンの名前を入力する。例:play)
play

Now hold down button "play".
(リモコンの Playボタンを押す)
Got it.
Signal length is 67

Please enter the name for the next button (press <ENTER> to finish recording)
(リモコンのボタンの名前を入力する。例:stop)
stop

Now hold down button "stop".
(リモコンの Stopボタンを押す)
Got it.
Signal length is 67

Please enter the name for the next button (press <ENTER> to finish recording)
(以下同様)
pause

Now hold down button "pause".
(以下同様)
Got it.
Signal length is 67

Please enter the name for the next button (press <ENTER> to finish recording)
(以下同様)
eject

Now hold down button "eject".
(以下同様)
Got it.
Signal length is 67

Please enter the name for the next button (press <ENTER> to finish recording)
(リターンを押すと学習モードを終了する)

Checking for toggle bit mask.
Please press an arbitrary button repeatedly as fast as possible.
Make sure you keep pressing the SAME button and that you DON'T HOLD
the button down!.
If you can't see any dots appear, then wait a bit between button presses.

Press RETURN to continue.
(リターンを押す)
(リモコンのボタンを連打する。押したままにしない)
........................
No toggle bit mask found.
Successfully written config file.

 リモコンのボタン学習の時に下記エラーが出てリモコン学習ができない場合は -fオプションを付ける。
Something went wrong. Please try again. (9 retries left)
Something went wrong. Please try again. (8 retries left)
Something went wrong. Please try again. (7 retries left)

例: -fを付けてリモコン学習コマンド irrecordを実行する。
$ irrecord -n -f -d /dev/lirc0 ~/dvd_player_ir.conf

 生成した dvd_player_ir.confファイルの NAME部分を書き換える
$ sudo nano dvd_player_ir.conf
変更前変更後備考
  name  /home/pi/dvd_player_ir.conf  name  DVD_PLAYER  name DVD PLAYERの様に名称に空白が有ると駄目

 /etc/lirc/lircd.confの中身を確認
$ cat /etc/lirc/lircd.conf
#UNCONFIGURED
#
# To find out how to get a proper configuration file please read:
#
#       /usr/share/doc/lirc/README.Debian

 リモコンの定義ファイルをコピーする(複数の機器が有る場合は追記していく)
$ sudo cp dvd_player_ir.conf /etc/lirc/lircd.conf

 LIRCサービスを再起動する
$ sudo /etc/init.d/lirc restart

 リモコンの定義内容を確認する
$ irsend LIST "" ""
irsend: DVD_PLAYER

$ irsend LIST DVD_PLAYER ""
irsend: 0000000000000001 play
irsend: 0000000000000002 stop
irsend: 0000000000000003 pause
irsend: 0000000000000004 eject

 リモコンの内容を送信する
$ irsend SEND_ONCE DVD_PLAYER play

 リモコン送信の動作確認のデバグ用に連続して送信したい場合(例は 100回送信する)
$ irsend -#100 SEND_ONCE DVD_PLAYER play

 リモコン送信の動作確認のデバグ用に連続して送信したい場合(bashコマンド編)(例は 100回送信する)
$ for i in {0..100}; do irsend SEND_ONCE DVD_PLAYER play; echo $i; done;

 DVDプレイヤーの再生停止動作とテレビのチャンネル変更、音量変更コマンドの動作を確認できました。

※ メモ LG製テレビ -f不要 irrecord -n -d /dev/lirc0 ~/lg_tv_ir.conf


Tags: [Raspberry Pi], [電子工作]

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