ラズパイでネット対応 学習リモコンをつくろう！

1. ラズパイでネット対応
学習リモコンをつくろう
！
Kanazawa.IoT勉強会 #2 - 1
2017/09/02 @マルツ金沢西インター

2. 本資料について
• 本資料はオンラインで閲覧可能です。
• https://bit.ly/kziot2
• https://bit.ly/kziot2pdf

3. 主な対象者
• IoTって聞いたことはあるけど触ったことがない人
• ソフトウェアは分かるけどハードウェアはあまりわ
からない人
• ハードウェアはわかるけどクラウドはあまりわから
ない人

4. IoTとは
モノのインターネット（Internet of Things、IoT）は
、様々な「物」がインターネットに接続され、情報交
換することにより相互に制御する仕組みである。
それによる社会の実現も指す。「物のインターネット
」とも呼ぶ。
Wikipediaより

5. モノ？
• モノ = IoTデバイス
• パソコン, スマホ, タブレット, raspberry pi,..
• 家電( TV, デジタルオーディオプレイヤー, HDDプレ
イヤー,..)
• 家の付帯設備 (鍵, インターフォン, 電球,..)
• 電子工作( arduino, BLEデバイス,..)

6. IoTデバイスのI/O
• 状態取得(Observe)
• 環境情報: 温度湿度、気圧、照度、
• モーション情報: 振動、傾斜、移動、
• 位置情報: 存在位置、近接、通過、
• スイッチ状態: 玄関の施錠状態、ドアの開け閉め、
• 状態変更(Control)
• 家電のOn/Off
• 照明制御
• シャッター駆動
• 施錠/解錠

7. 多様多種なIoTデバイスの台頭によっ
て
• ぼくらが「プログラミング」という手段で介入でき
る世界が拡張された。

8. 今日のコンセプト
• 電子工作に対する世間一般のイメージ
• 回路図読めない
• はんだ付けむずかしそう
• 抵抗読めない
• 燃えそう
• 爆発しないの？
今回は「できるだけはんだ付けをしない電子工作」
を目指します。

9. 今回の完成予想図

10. 具体的な登場人物

11. I2Cとは - 1
• ラズパイと液晶ディスプレイの通信はこれ
• I2C（アイ・スクエアド・シー、アイ・アイ・シー
）はフィリップス社で開発されたシリアルバスであ
る。低速な周辺機器をマザーボードへ接続したり、
組み込みシステム、携帯電話などで使われている。
• from https://ja.wikipedia.org/wiki/I2C

12. I2Cとは - 2
• I2C で使われているのは、抵抗でプルアップされた双
方向のオープンコレクタ信号線が2本だけである。2本
の信号線は、シリアルデータ (SDA) とシリアルクロッ
ク (SCL) からなる。 電圧は最高で +5V までで、よく
使われるのは +3.3V だが、他の電圧でも構わない。
• from https://ja.wikipedia.org/wiki/I2C
• つまり2本つなげればOK！

13. GPIOとは - 1
• GPIOは、集積回路やコンピュータボード上の一般
的なピンであり、その動作（入力ピンであるか出力
ピンであるかを含む）は、実行時にユーザによって
制御可能である。GPIOは"General-purpose
input/output”の略で、「汎用入出力」を意味する。
• from https://ja.wikipedia.org/wiki/GPIO

14. GPIOとは - 2
• つまり、ラズパイに入力 & 出力を生やすのに使い
ます

15. LIRCとは
• ラズパイのOS = Linux からリモコンの赤外線ビー
ムを送る・受ける仕組み。
• オープンソースプロダクト。
• Linuxなので他のソフトウェアと組み合わせるのも
簡単・・・Linuxできれば。

16. 部品の確認

17. ラズパイの設定

18. IPアドレスの確認 & 接続
• みなさんディスプレイに接続してラズパイのIPアド
レスを調べてください
• お持ちのパソコンから ssh 接続してください
• macOSな方は ssh pi@<ip-address>

19. プログラムコードを取得してお
く
$ cd
$ sudo apt-get install git
$ mkdir git
$ cd git
$ git clone https://github.com/KanazawaIoT/seminar.git

20. サービスのインストール - 1
$ sudo apt-get install lirc vim
$ sudo vim /boot/config.txt

21. サービスのインストール - 2
• 50行目ぐらいに lirc に関する行が見えるのでそこに
以下を記述(最期はイコールで終わり)
• 17番ピンを入力、18番ピンを出力という意味
dtoverlay=lirc-rpi:gpio_in_pin=17,gpio_out_pin=18
dtoverlay=

22. サービスのインストール - 3
$ reboot

23. lircの確認
$ ls -l /dev/lirc*
crw-rw---- 1 root video 243, 0 May 13 03:48 /dev/lirc0

24. I2Cを有効にする
• ssh で接続
$ sudo raspi-config
• メニューより 5 Interface Options
• 続けて PS I2C

25. 配線 - 受光部

26. ブレッドボードの基本

27. 受光部の作成 - 1

28. 受光部の作成 - 2

29. 受光部動作確認
リモコンを向けてボタンをおすとデータが表示されればOK
pi@raspberrypi:~ $ sudo /etc/init.d/lirc stop
pi@raspberrypi:~ $ mode2 -d /dev/lirc0
pulse 1594962
space 2028
...

30. ビームの学習 - 1
• irrecord コマンドの指示通り進めればOK。(リモコ
ンのボタンを押せ、と指示があるので、押すと . が
増える。それを一定回数繰り返す。続けよと言われ
るので繰り返す。これを終えると、「ボタン名を入
力せよ」となるので例えば「ON」と入力して
ENTER後、リモコンのONボタンを押す。「OFF」
と入力してENTER後、リモコンのOFFボタンを押
す。未入力でENTERを押すと終了。)

31. ビームの学習 - 2
pi@raspberrypi:~ $ irrecord -n -d /dev/lirc0 LIGHT #
LIGHTというファイルができる
pi@raspberrypi:~ $ sudo cp LIGHT /etc/lirc/lircd.conf

32. 配線 - 発信部

33. 発光部の作成 - 1

34. 発光部の作成 - 2

35. 配線 - LCD部

36. LCD部の作成 - 1

37. LCD部の作成 - 2

38. LCD部の確認
$ sudo gem install i2c
$ cd
$ cd git/seminar/remocon/
$ ruby ip.rb

39. ビーム発信
• 下記LIGHT 部分はirrecordコマンドでファイルを作
成したときにつけた名前、OFF、ONはビームの学
習のときに入れたボタン名を指定すること。
$ sudo lircd -d /dev/lirc0
$ irsend SEND_ONCE LIGHT OFF
$ irsend SEND_ONCE LIGHT ON

40. MQTTとは - 1
• MQ Telemetry Transport(Message Queue Telemetry Transport
、略称 MQTT)は、メッセージ指向ミドルウェアのアプリケー
ション層で使用される、TCP/IPによるPub/Sub型データ配信
モデルの軽量なメッセージキュープロトコルである
• 非力なデバイスやネットワークが不安定な場所でも動作しやす
い様にメッセージ通信電文が軽量に設計されている事が特徴。
• from https://ja.wikipedia.org/wiki/MQ_Telemetry_Transport

41. MQTTとは - 2
• ラズパイなどがインターネットから接続を待ち受け
る場合、ルーターの設定やセキュリティの設定など
、とっても難しくなる
• なのでMQTTを用いることで他サーバで機器同士の
待ち合わせ通信を行ったほうがよい
• このサーバ(メッセージブローカ)をAWS IoT でかり
ることができる

42. 証明書の取得
• AWS IoT にログインし、Thingsを登録すると、そ
のThings用の証明書などが一式ダウンロードできる
• 今回は @PharaohKJ が取得したものを配ります(数
日後には使えなくしてしまいます）
• 8ドル/100万メッセージかかります

43. プログラムの作成
• MQTTメッセージブローカとメッセージを送受信。
受信したデータを液晶に表示。余裕があればさらに
そこからビームもだす。
本日は事前に準備してある
プログラムを使用します

44. 前回参加された方
• 最初の手順でコードを配置してから
$ cd git/seminar/remocon/
$ ruby pub.rb

45. 今回の方
$ cd git/seminar/remocon/
$ ruby sub.rb

46. まとめ
• I2Cで液晶表示できた
• ビームを受信、学習できた
• ビームを発信、操作できた
• インターネット側からのメッセージに応じてビーム
を発信できた
• これで家の家電も操作できるはず！

47. • sudo shutdown -P now