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アレクサでライトやエアコンをコントロールしましょう（まだできない）

Last updated at 2020-10-30Posted at 2020-10-28

モチベーション

最近、プロトアウトでIoTに関する授業を受けました。メインはObnizで、いくつかセンサーやアクチュエータを試しました。授業の内容を復習のため、何か面白いことを作ろうと思いました。
みんなさんは眠いのに、ライトのリモコンを見つけられなかったことがありますか。その時、拍手でライトをオンにできると、いいじゃないですか。それで、今回、obnizでリモコンの信号を模倣してライトやエアコンをコントロールする制作を作りたいと思います。

概要

そんな制作を作るために、2つ部分が必要です。1番目はデバイス（エアコンやライト）のコントロールする部分です。
2番目は人間のコマンドを認識する部分です。

リモコンのしくみ

リモコンは赤外線もしくはラジオで動いています。うちのリモコンは赤外線（以下はIRとする）のほうです。
IRリモコン（送信機）は、特定のバイナリコードを表す赤外線のパルスを送信します。これらのバイナリコードは、電源オン/オフや音量アップなどのコマンドに対応しています。 TV、ステレオ、またはその他のデバイスのIRレシーバーは、光のパルスをデバイスのマイクロプロセッサーが理解できるバイナリデータ（1と0）にデコードします。次に、マイクロプロセッサは対応するコマンドを実行します。(ソース)
リモコン側はIR LEDがあって、デバイスのほうはIRレシーバー(IRセンサー)があります。

リモコンの種類ごとに異なる種類のバイナリコードを使用するため、まず、IRレシーバーでリモコンのバイナリコードを検出しないといけません。それから、そのバイナリコードをコピーしてobnizでデバイスに通信します。

人間のインプット

obnizは音センサー（CN07）で回りの音を聞いて、もし音の大きさはある値より大きく場合は拍手と判定します。

ただ、センサーを購入した時、音声センサーが忘れてしまいました。もちろん再購入するのは問題ないですが、家にアマゾンエコーがあるので、「アレクサ、エアコンをつけて」や「アレクサ、僕はねたい」などの音声でコントロールするのはもっと面白いじゃないですね。

だから、やりたいことは少し変更しました。人間のコマンドは拍手でなく、音声です。

必要もの：

obniz
アレクサ（アマゾンエコーもしくはスマートフォン）
AWSアカウント
IR センサー(OSRB38C9AA)
IR LED(OSI5FU5111C)

実装

計画：

IRセンサーでリモコンの信号を受けて信号のバイナリコードを分析する
受けたバイナリコードを記入する（例えば：ライトオン：[1,1,0,....], ライトオフ：[1,0,0,...], エアコンオン:[1,1,1,...]）
obnizをコントロールするアレクサのスキルを作成する
コマンドによってobnizがIRLEDで2番のバイナリコードをデバイスに送る

IRセンサーのバイナリコード

IRセンサーをobnizに接続してみて、バイナリコードを読み込みました。

var sensor = obniz.wired('IRSensor', {vcc:0, gnd:1, output: 2});
sensor.duration = 130;
sensor.start(function (arr) {
  console.log(JSON.stringify(arr));
})

バイナリコードはarrにあります。例えば：

[1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0]

ただ、問題が発生しました。同じボータンを押したのに、結果は毎回違います。バイナリコードをコピーしてIR LEDを送ってみたが、ライトは受けられないみたいです。

赤外線リモコンの種類

赤外線リモコンは、900nm帯の赤外線をキャリアとして利用した無線制御システムで、家電製品には当たり前のように使われています。よく利用される通信フォーマットには主に、NEC/家製協/SONYフォーマットがあり、これら3種類で日本国内の殆どの家電をカバーします（ソース）。その3種類の中、実際の結果に比べて一番近くパータンは家製協(AEHA)フォーマットです。

ただ、そのパータンを適用しても、結果はまだパラパラです。

ノイズ

今回はビット単位で送受信信号を使用しているので、ノイズの影響を受けやすいです。残念ながら、今の状態はどうやってこのノイズを対応するのかわからないです。
今後、解決できると、ぜひ記事をアップデートします。

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アップデート：解決できました

↑の問題はやはりノイズです。実際の環境は完璧ではないので、ノイズ避けられないです。ただ、ライトやエアコンのセンサーはノイズがあっても信号を受けてコマンドを理解できます。
だとすれば、なぜテストした時、受けられないですか？それは間隔の問題です。IR LEDについて具体的に話しましょう。

IR LED

以上の写真はうちのライトリモコンのIR LEDです。活躍範囲は5mぐらいです。

ただ、買ったIR LEDの活躍範囲は10~20㎝ぐらのため、ライトのセンサーに近く持って行かないと動かないです。一つ解決方法はオペアンプ(増幅器。例えば：2n2222)で発動範囲を拡張します。いったん、オペアンプがない状態で進めます。
ObnizとIR Led参考：https://obniz.com/sdk/parts/InfraredLED/README.md

アレクサスキル

##アレクサとObnizと連携

結果

残念のため、最初のステップはまだできていない状態です。
実装するのは難しいですね。

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