快適iPhone生活

○はじめに

前の投稿でも書きましたが、最近、私事ながら引越しました。
それで待ち受けていたのが、富士通ゼネラルのエアコン、2021年式と結構新しいのにWiFiが接続できない代物。

スマートホーム化するにはリモコン解析が必須なのですが、エアコンはリモコンコードからルールを見つけないといけないので、かなり大変です。。

今まで、（既に発売中止になっている）以下のツールで解析を行なっていたのですが・・・
コードが一定しないこともあり、しっかりと取得できているのか不安でした。

特にスタートコードの開始位置から100usecのサンプリングで480byteのデータを取得するので、時間にして480 x 8 x 100usec = 384msec。エアコンのリモコンには短いのでは？と懸念していました。
(普通のライトなどのリモコンコードであれば、384msecで十分なのですが・・)

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○ADIR01Pを購入
そんなわけでネットを探していたら、以下のツールが良さそうだったので購入しました。

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特に私が目を引いたのは、以下の二点です。

• 受信した赤外線信号をそのまま記録、送信する
• 赤外線記録時間：１つの信号につき約3秒

リモコン解析では、受信したデータを何も加工せずに保存してほしいのです。
しかも3秒と長い時間であれば、有難い話です。参考までにメーカのHPはこちらです。

ただし・・残念なことも。。

実は一番知りたい取得したリモコンデータのフォーマットが公開されていないのです。



○ADIR01Pで保存したデータを解析

このツールを使うとどのようなデータが保存されるのか調査します。

一番の近道は、既に知っているリモコンコードを学習させて、どのように保存されるか確認することです。

今回、PanasonicのLEDライトの"全灯"信号を学習させました。

このコードは私の理解（既存のシステム）では、LSB firstで以下のようになっており、

2C 52 09 2C 25

また、Data bitのパルス幅は100usec単位で以下の通りです。

start_h 0x23
start_l 0x12
data0_h 0x4
data0_l 0xd
data1_h 0x4
data1_l 0xd
stop_h 0x4

リモコンフォーマットの技術的な内容はこちらのHPが参考になります。


これをADIR01PとWindowsのGUIツールを使用して以下のように読ませると、



以下のようなデータがキャプチャできます。

0x00,0x86,0x00,0x43,0x00,0x11,0x00,0x11,
0x00,0x12,0x00,0x10,0x00,0x14,0x00,0x31,
0x00,0x13,0x00,0x31,0x00,0x13,0x00,0x0F,
0x00,0x12,0x00,0x33,0x00,0x12,0x00,0x10,
0x00,0x13,0x00,0x0F,0x00,0x14,0x00,0x0F,
0x00,0x14,0x00,0x31,0x00,0x13,0x00,0x0F,
0x00,0x13,0x00,0x10,0x00,0x13,0x00,0x32,
0x00,0x12,0x00,0x0F,0x00,0x14,0x00,0x31,
0x00,0x13,0x00,0x0F,0x00,0x14,0x00,0x31,
0x00,0x13,0x00,0x0F,0x00,0x13,0x00,0x10,
0x00,0x13,0x00,0x31,0x00,0x13,0x00,0x0F,
0x00,0x14,0x00,0x0F,0x00,0x14,0x00,0x0F,
0x00,0x14,0x00,0x0F,0x00,0x14,0x00,0x0F,
0x00,0x13,0x00,0x0F,0x00,0x14,0x00,0x31,
0x00,0x13,0x00,0x31,0x00,0x13,0x00,0x0F,
0x00,0x14,0x00,0x31,0x00,0x13,0x00,0x0F,
0x00,0x13,0x00,0x10,0x00,0x14,0x00,0x30,
0x00,0x13,0x00,0x0F,0x00,0x15,0x00,0x30,
0x00,0x13,0x00,0x0F,0x00,0x14,0x00,0x0F,
0x00,0x13,0x00,0x32,0x00,0x13,0x00,0x0E,
0x00,0x14,0x00,0x0F,0x00,0x15,0x0B,0x10

これを以下のように4byteごとに並べると、数値から最初の2ByteがHIGH信号の時間、最後の2ByteがLOW信号のData bitであることが推測できます。

実際、リモコンコード(2C 52 09...)と照らし合わせるとMSBですが一致することがわかります。

またパルス幅は、data0_h=data0_l=data1_h=0x000F~0x0014、data1_l=0x31~0x33であることから、単位は25usec強であることがわかります。

0x00,0x86, 0x00,0x43, - start bit

0x00,0x11, 0x00,0x11, - 0
0x00,0x12, 0x00,0x10, - 0
0x00,0x14, 0x00,0x31, - 1
0x00,0x13, 0x00,0x31, - 1

0x00,0x13, 0x00,0x0F, - 0
0x00,0x12, 0x00,0x33, - 1
0x00,0x12, 0x00,0x10, - 0
0x00,0x13, 0x00,0x0F, - 0


0x00,0x14, 0x00,0x0F, - 0
0x00,0x14, 0x00,0x31, - 1
0x00,0x13, 0x00,0x0F, - 0
0x00,0x13, 0x00,0x10, - 0

0x00,0x13, 0x00,0x32, - 1
0x00,0x12, 0x00,0x0F, - 0
0x00,0x14, 0x00,0x31, - 1
0x00,0x13, 0x00,0x0F, - 0


0x00,0x14, 0x00,0x31, - 1
0x00,0x13, 0x00,0x0F, - 0
0x00,0x13, 0x00,0x10, - 0
0x00,0x13, 0x00,0x31, - 1

0x00,0x13, 0x00,0x0F, - 0
0x00,0x14, 0x00,0x0F, - 0
0x00,0x14, 0x00,0x0F, - 0
0x00,0x14, 0x00,0x0F, - 0


0x00,0x14, 0x00,0x0F, - 0
0x00,0x13, 0x00,0x0F, - 0
0x00,0x14, 0x00,0x31, - 1
0x00,0x13, 0x00,0x31, - 1

0x00,0x13, 0x00,0x0F, - 0
0x00,0x14, 0x00,0x31, - 1
0x00,0x13, 0x00,0x0F, - 0
0x00,0x13, 0x00,0x10, - 0

というわけで、 ADIR01Pで保存されるデータは、25usec強単位の16bitでData bitのパルス幅を表していると言えます。

これにより、今問題となっているエアコンのリモコンが解析できそうです。

また、このツールの売りだった受信した赤外線信号をそのまま記録という言葉が正しかったこともわかります。



参考までに。

はじめに

これからエアコンのリモコンについて話をしよう。

普通の家電のリモコンは、すごくシンプルな作りになっている。

例えばテレビのリモコンでONというボタンを押したら、1種類の赤外線データしか飛ばないようになっている。
もしかしたら、リモコンによってはON/OFFが同じボタンかもしれない。

それでもやはり同じで、基本的には一つのキーに1種類のデータしか割り当てられていない。

学習リモコンで簡単にキーを割り当てられる。


しかし、エアコンのリモコンは違う。

冷房の電源をONした場合、温度設定が25Cの時と26Cの時では出力されるデータが若干違ってくる。
仮に同じ25Cの時でも、風向きが上と下の時ではやはり異なる。

つまり冷暖房の種類、風量、温度、風向き、その他諸々の設定によって電源ONのデータは何種類も存在する。

この煩わしい問題にXBeeシステムでは冷房ONと各温度設定のコードを用意していて、以下のように2種類のリモコンデータを送っていた。

1.冷房の電源をON (風量・風向きは全て自動に固定)
2.冷房の28C設定 (風量・風向きは全て自動に固定)

温度だけは変えられるけど、それ以外の設定(風向き・風量・その他)は決め打ちであったので、本物のリモコンにはかなわなかった。

基本ソフトウェアなので全ての組み合わせをキャプチャしてテーブル化するというのも一つの手段だが、今回は実際に解析をして本物のリモコンをエミュレーションするようなソフトウェアを作成することにした。

私の家では、2006年の三菱製と2011のシャープ製の2種類のエアコンを使っている

2006年三菱製

ここからは本当に地道な作業なのだが、何パターンもデータを取ってエクセルシートにまとめ、そこから法則性を見つける。



上記のデータから以下のような法則性がわかる。

1) データが必ず0~17の18byteの固定長であること。
2) 最後の17byte目がCheck Sum(0~16byte目の足し算の合計)になっていること。
3) 冷房の電源ON、暖房から冷房、温度切り替えの3種類の動作において、最終設定が同じであればリモコンコードは同じになる。(B,D,E)
4) 電源OFFの時は5 Byte目が変わる。(F)
5) 風速切り替えは9 Byte目の下3bitに割り当てられている(F,G,H,I)
6) 風上下は同じく9 Byte目の上5bitに割り当てられている(J,K)
7) 風左右は8 Byte目の上位4bitに割り当てられている(K,O,P)
8) 温度は7 Byte目に割り当てられておいる。(W,X,Y)

というような具合にルールを見つけ、コツコツとSWを作っていく。
実は、こんな地味な作業をするよりテーブル化した方が早いかもしれない。。

2011年シャープ製



前述した三菱とやはりルールが異なり、ざっと書くとこんな感じだ。

1) 0~12 byteの13byteの固定長。
2) 12byte目の上位4bitが0~12byte(下位4bit)のXORになる。
3) 最終設定が同じでも、OFF->ON、温度切り替え、風量変更、風向き変更など動作によってデータが異なる。(C,D,E,F,G,H)
4) 5 byte目と10byte目が動作に関係してそう。(C,D,E,F,G,H)
5) 温度設定は4byte目に割り当てられている。(J,K)

というような具合になる。

さいごに

そんなこんなでインプリするとこんな感じ。
エアコンのリモコンのメニューに風向きや風量などの設定が追加されて使い勝手がよくなった。

写真のように私のマンションのリビングには給気口がエアコンの下にあり(赤い矢印)、換気扇を回したり、外気を取り入れるのに毎回、手動で開ける必要がありました。

この部分を電動にして、しかもリモコンにしてiPhoneからOn/Offできるようにします。

注・・・ちなみにこういった工事は資格が必要です。

○準備するもの
電動給気口

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リモコン付きスイッチ・・・Panasonicからも類似品は出ているのですが、Off/Onが一つのスイッチになっていて分かれていないので、こちらにしました。

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パイロットランプ・・・上記のスイッチにパイロットランプが付いていないので、今がOnの状態なのか、Offの状態なのか簡単にわかるために今回付けます。

パナソニック FC パイロツトランプ ホワイト WN3031WK 新品価格 ￥346から (2016/8/8 01:05時点)

それ以外に石膏ボードを固定するアンカーやコンセントスイッチを固定する金具であったり、3芯のVVFケーブル、差込形コネクタが必要になりますが、ここでは割愛します。


○作業内容

写真のようにコンセント(赤い矢印)から電気を引っ張り、途中でスイッチを付けて給気口のところまで黄色の線のように配線する作戦です。



なので、先ずはドリルで穴を開けてそこからノコギリで必要なサイズ切っていきます。
壁自体が石膏ボードなので簡単に空きます。

後は、VVFのケーブルを通すと下の写真のような感じになります。



次に今付いている給気口を取り外して・・・



電動の給気口を取り付けます。ケーブルも配線しておきます。



スイッチに接続します。
(コンセント側からの黒ケーブル(非接地)にスイッチを付けて、給気口側のケーブルはパイロットランプ側に接続しています。)



下のコンセントから電源を引っ張ります。(一応、ブレーカーは切っておいてください。)




ただし、給気口側は電源を入れて給気口を開かせ内側からダクトテープを給気口とダクトの隙間が無くなるように貼ります。



実はこの作業が一番怖く、何かの間違いで停電が発生した場合、腕や指が挟まれて惨事につながります。

完成したのがこんな感じ。



以下に動画も貼り付けておきます。

給気口をOn/Offするとこんな感じ。



リモコンをXbeeシステムに登録して、iPhoneからOn/Offするとこんな感じ。
パイロットランプが連動してるのがわかると思います。

最近、PICでリモコン解析器を作成しました。

・・と言っても、こちらに回路図もソースコード一式全て載ってたので、それに従って作成しました。ありがたや。。


ブレッドボードで作るとこんな感じ。。



改造したポイントとしてはPICの1PINからキャプチャしたデータをUARTで9600baudでコンソール出力するようにしました。。
あとで、データをコピペするのが便利なので。。

実際に使うとこんな感じ。。

<


ホントに最小限追加しただけで心苦しいですが・・こちらに置いておきます。。。

とりあえず、今、リモコンできてることをまとめておきます。

1) タブレットからテレビやエアコンなどのリモコン制御。
　（シーリングライトの調光も）
2) SiriporyxでIPad(OS6)からSiri経由でリモコン制御。
3) 人感センサーで部屋に入ったら、シーリングライトが自動的に点灯。
　（光センサーがないので、日の入りから日の出までの時間帯しか効かないようにしてます。）
4) 温湿センサーを使って、設定した温度より室温が低かったり、高かったりするとエアコンが冷房・暖房モードで付きます。




ちなみに、Raspberry Piは今こんな感じで、回路周りを綺麗しないと・・。。。




実はこれから、XBeeでセンサー周りや、他の部屋を制御しようかと思案中です。

久しぶりに・・・タブレットを買ってしまった。。
しかも、iPad AirでもiPad miniでもなく、Tegra Note7。。。

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あと、カバーとシート。
全部込みで3万円也。








普通、iPad miniとか買うかもしれないけど・・

・・・初代NEXUS7を持っているものですから、そろそろUbuntsuとかインストールしてみたいわけです。

だけど、NEXUS7にはリモコンとしての重要な任務があり・・・そこは同じ、7インチのタブレットが必要で、ハードのスペック的にTegra Note7(A15 Quad + 72 Core GPU)というこれまたLinuxマシンにしたら面白そう役に立ちそうなマシンにしたわけです。。

1) 今まで

初代NEXUS7 -> リモコンとして大活躍

2) 今後

初代NEXUS7 -> Ubuntsuインストール準備
Tegra Note7 -> リモコンとして活躍予定


ちなみに、最近、リモコンのメニューはjQuery Moibleで書いてます。こんな感じ↓



テレビのリモコンとかに、7インチディスプレイが合ってます。

○LEDライト

最近、以下のLEDライトを買いました。

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ずっと蛍光灯で頑張って来たのですが・・やっぱり、LEDですよね。

それにしてもホントに良いです。さすが、パナソニック様様。

さて、何が凄いかというと・・

1) 一年落ちなので、比較的安い。
2) 機能も豊富。
3) 調光も含めて、リモコンコードを全部学習できる。

LEDライトが白物家電に入るかどうかわかりませんが、基本、こだわりなければ一年落ちを買うようにしてます。

あと、パナソニックいーよねー。。
日本メーカーの中で、一番信用してます。

デザインはともかく私の知る限り、回路設計の品質には結構厳しい会社で有名です。

安全面を考慮して他のメーカーより部品を多く使うので、割高のイメージがありますが・・LEDなどの10年以上使うような代物を選ぶのには安心できるので、向いていると思います。

ちなみに、ここまで語ってて、どこかのOEMだったら申し訳ないです。
（パナソニックと言えども価格競争には勝てず、最近OEMも出してるみたいなので・・)



○人感センサー

さて、折角、LEDに新調したことだし・・部屋に入ったら、自動的にライトが付くように人感センサーをつけようと思います。

この前、秋月にリモコンの改造の件で買い物に行ったときに、人感センサーが売ってたので、ついつい購入してたわけなんですよ。

Raspberry PiのGPIOでセンサーをモニターして、検出したらリモコンでライトをONにするという単純なものです。

○材料

1) 人感センサー
2) 10kOhm, 15kOhmの抵抗
3) 外部電源(アダプター5V)
4) Raspberry Pi

○回路図


Raspberry PiのGPIOは以下のように5V対応していないので、Raspberry Piを繋げる前に3.3Vかどうかテスターで確認してください。

GPIO voltage levels are 3.3 V and are not 5 V tolerant.

おそらく、元々 Low(=0V)でセンサーに手を近づけるとHigh(=3.3V)になると思います。



写真




○Raspberry PiでGPIOの制御
無事、繋げたところで、GPIOのピンのモニタをしないといけません。

WiringPiというプロジェクトがあるみたいで、GPIO関係のライブラリ提供してくれています。ありがたや。

実は、初めにC言語のライブラリをインストールして割り込み制御でやろうと思って、実際に動かしたりもしたのですが・・・ポーリングでも十分そうなので、Rubyにしました。

インストール方法と使い方は、ここに書いてある通り。

> gem install wiringpi

ちなみにピン番号は、ここに書いてある通り。

P1-11ピンは、0番になります。

コードはこんな感じで、毎秒ピンをチェックしてて、変化したらリモコンを送信します。
ホントはリモコン送信前に、ライトのステータスみたり、時刻確認したりと面倒なのですが・・。

PIN_SENSOR = 0

require 'wiringpi'
io = WiringPi::GPIO.new
io.mode(PIN_SENSOR,INPUT)
loop {
curPin=io.read(PIN_SENSOR)
sleep 1
}


何はともあれ、部屋に入ると自動的にライトが付くようになりました！！
今のところ、誤動作もしてないみたいです。

以前、<リンク:>赤外線学習リモコン PC-OP-RS1 改造でリモコンの効きが良くなったと書きましたが・・・・

正直まだまだでした。。

テレビがついてたら効きが悪くなったり、結構不安定だったのです。。

そこで・・・今回、もっと改造しました。

○改造ポイント

改造ポイントは以下の通り。
1) トランジスタを2SC2021Yに置換え。
2) 5Vの別電源を取る
3) ダイオードを2個使う。



○トランジスタを2SC2021Yに置換え。

まず、ポイントは2SC1815のトランジスタだとMax Ic=150mA電流で限界があります。

ここは、がっちり、2SC2021Yに変えて、Max Ic=800mAに上げます。

でも、これすると今度、電力不足に陥りました。



○5Vの別電源を取る
たしか、PC-OP-RS1の消費電力1Wなので、いくらトランジスタをMax 800mAにしても流れません。
それどころか、不安定になりました。

そこで、その辺に転がってた2.8A/5Vのアダプタをチョキチョキして別電源を追加します。

さて、これで蛍光灯のリモコンはどんな時でもバッチリ効くようになったのですが・・・

エアコンが効かなくなりました。。



○ダイオードを2個い

使ってるダイオードTLN233Fの指向性かもしれないのですが・・
やはりエアコンにもダイオードの向きが大事みたいです。

そんなわけで・・もう一つ同じ回路を追加して、エアコンの方に傾けると、無事動きました。。

参考までに回路図と写真をアップしておきます。

赤色の矢印がアダプタからの電源、黄色の矢印がダイオード二個使い。



回路図・・アダプタから直接引っ張るだけだと電源安定しないかなとか思いましたが、あっさり動いたのでちょっとビックリ。




参考までに

SiriproxyがiOS7で動作しない。。。

残念です。。iOS7に対応するまで、この話題はお休みします。

その変わりと言ってはなんですが、PC-OP-RS1っていうリモコンキットのリモコンの効きを良くしようと思います。

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上記のリモコンキットなのですが、Raspberry PiなどのLinuxサーバーとの組み合わせで色々使えるようになります。

しかし・・・巷でも噂になってますが・・・

リモコンの効きが悪い。。

そんなわけで、良くしようと思います。

1) 分解と回路解析

背面のシールをペロっとめくると、ネジが出て来ますのでそれを外せば良いだけです。



で、基盤を取り出してパターンをスケッチしたり、テスターで測定してみると・・
こんな回路になってました。




2) 改造

一番てっとり早いのは、Rbの抵抗を小さくして赤外LEDの電流を上げれば、
よくなると思うのですが・・折角なので、赤外LEDの方も置き換えます。

今回、Aチャンネルの黄色について、改造します。

1) R3をハンダでとります。
2) D4も取ります。
3) 5V電源(CN5の1pin)・GND(CN5の2pin)、R3のTR2側の端子から線を出して、ブレッドボードで実験的な回路を組みます。



回路図は、こんな感じ。




こんな感じ。
一応、天井のシーリングライトのOn/Offは出来るようになりましが・・。



ただ、今回使ってるトランジスタは2SC1815のMax Ic=150mAで、もうちょっと強力にしたかったので残念です。

あと、テレビの脇に置いているのですが、テレビを付けると効かなくなります。。
おそらく、バックライトによるノイズだと思うので、置く場所も考える必要があるみたいです。

昨日、予約しちゃったよ。iPhone5S。。
早く来ないかな。。

さて、それはさておき、音声でのリモコン制御のセットアップの方法について、続きを書きます。(ちなみにiOS7にはまだ対応してません）


○大まかな手順
1) Raspberry PiにSiriProxyをインストール。
2) Raspberry Piにリモコンツールを接続。
3) Raspberry PiのSiriProxyからリモコン制御できるようにする。


○SiriProxyのインストール
基本、SiriProxyをインストールするのは、結構大変です。

ホントにRuby関係のパッケージが私も良く分からなくて、インストールに物凄く手こずりました。。

でも、世の中には親切で偉い人がいるもんで、あらかじめイメージを用意してくれてます。
素晴らしいです。

それを是非使わせて頂こうという算段をとります。

手順としては、以下のような感じ。

1) SiriProxyの入ったイメージ丸ごとダウンロード、SD Cardに焼く。
2) SD Cardをさして、Raspberry Piを起動、SSL経由でログイン。
3) ネットワーク関係再設定。
4) SiriProxyの設定、テスト。

1) SiriProxyの入ったイメージ丸ごとダウンロード、SD Cardに焼く。

手順はこんな感じ。
1) ここからイメージをダウンロード。
2) このツールを使って、4GBのSDカードに焼く。

2) SD Cardをさして、Raspberry Piを起動、SSL経由でログイン。

1) イメージを焼いたSDカードをRaspberry Piに挿して、電源を入れて起動。
2) Raspberry PiのIPアドレスを確認。
　私はOSXなので、LanScanとかでRaspberry Piの割り当てられてるIP Addressを確認。
3) rootでログイン、パスワードはsiriproxy
> ssh root@192.168.xx.xxx

3) ネットワーク関係再設定。

無事、ログインできたら環境の設定。ここに書いてある通りにするだけなんだけど。。
1) 環境設定
> dpkg-reconfigure tzdata -> Tokyoを選ぶ
> dpkg-reconfigure locales ->
　　en_GB.UTF-8 UTF-8 , ja_JP.EUC-JP EUC-JP, ja_JP.UTF-8 UTF-8を選択。
　　ja_JP.UTF-8 UTF-8をデフォルトで設定。
> apt-get install ttf-kochi-gothic xfonts-intl-japanese xfonts-intl-japanese-big xfonts-kaname
フォントのインストール

2) 静的アドレスに設定
/etc/network/interfacesを編集して、静的アドレスに設定


3) DNSの再振り分け
いくつか方法があるみたいですが・・dnsmasqを使用
　1.インストール
　> apt-get install dnsmasq

　2./etc/dnsmasq.confを編集して以下の行を追加
> address=/guzzoni.apple.com/192.168.###.### <- Raspberry Piの静的アドレス

4) この辺で以下のコマンドを打って再起動
> reboot

4) SiriProxyの設定、テスト。
1) 今度はさっき設定した静的アドレスにrootでログイン、パスワードはsiriproxy
> ssh root@192.168.###.###

2) ca.pemをコピーしてiPhoneにインストール。
a) ca.pemをweb経由でアクセスできるようにコピー。
>copy .siriproxy/ca.pem /var/www/.

b) iPhoneのSafariから192.168.###.###にアクセスして問題なければ、
192.168.###.###/ca.pem　とタイプ。
インストールしますかと聞いてくるので、インストール。

c) iPhoneのDNSを192.168.###.###に変更。
　設定->WiFI->接続されているWiFiをクリックし、DNSの箇所を192.168.###.###に変更。