ESP32を使って学習リモコンを作る(1) 学習リモコンでどんなことができるの？

赤外線リモコン　スマートリモコン　Smart Remote Controller　Arduino　PlatformIO ESP32

はじめに
概要
外観
学習モード操作
送信モード操作
リンク

はじめに

　家の中にある家電製品はテレビやオーディオ、エアコンなどリモコン制御できるものがあります。普段あまり意識することなしにチャンネルや音量、温度など手元のリモコン送信機を使って簡単に制御できています。家電製品ごとに付属のリモコン送信機があるので一個にまとめたくなります。

　そこでラトックシステム社の赤外線学習リモコンを購入して Google Home のスマートスピーカーと連携させてみました。この構成だと音声入力で赤外線学習リモコンを制御できるのでものすごく便利です。

　しかしながら困ったことにラトックシステム社のスマート家電リモコンが Bose 社のオーディオを制御できない事が判明しました。Bose 社のリモコン送信機の赤外線出力波形とラトック社のスマート家電リモコンに記憶させて赤外線を送信した波形をオシロスコープで観察してみると微妙にタイミングがずれています。Bose 社オーディオ側の赤外線リモコン波形のタイミング偏差許容度がどの程度あるのかは分かりませんが何度学習をやり直しても制御することはできませんでした。

図2　振幅が小さい方が Bose 社リモコン送信機出力波形、
　　振幅を２倍に表示した方が赤外線学習リモコン出力波形

このような背景から赤外線学習リモコンを自分で作ることにしました。

概要

構成
　・本機（赤外線リモコン波形学習、送信機）
　・制御用GUI

　本機は赤外線リモコン送信機の波形を取り込んで記憶する学習機能と、取り込んだ波形に基づいて赤外線を送信する機能を持つハードウエアで構成されています。
　ハードウエアの機能を制御するために専用のアプリを開発してもいいのですが、スマートフォンやPCのハードウエアにインストールしなくてもいいので Web ブラウザを使用することにします。なお Web ブラウザを使用するには Web サーバーが必要になるので ESP32-DevKitC-32E を使って Web サーバーを立てました。

ハードウェア
　・ESP32-DevKitC-32E
Wi-Fi モジュールも実装されていて使い勝手のいい Espressif 社の ESP32-DevKitC-32E を使用します。赤外線受光 IC と赤外 LED など少しの外付け部品を追加するだけで動作します。

ソフトウェア
　・ESP32-DevKitC-32E 用ファームウェア　C++
　・Web ブラウザ用　HTML, JavaScript, CSS

システム構成

　学習させる場合、PCまたはスマートフォンのブラウザ画面に表示されているボタンを操作して本機を「学習モード」に設定してから家電製品の赤外線リモコン送信機の登録したいボタンを押します。
　本機に登録されたボタンを通常の赤外線リモコン送信機として使う場合は、ブラウザに表示されているボタンを操作して「送信モードに」してから登録されたボタンを押します。

外観

　本機は部品点数が少なかったのでブレッドボードを使用して組み立てました。物心ついたころから今日まで60年近くにわたり電子工作といえば必ず半田コテを使っていたものです。今回は初めてブレッドボードを使ってみました。開発に割く時間のほとんどがソフトウェアになってきたこともあり、ハードウェアをブレッドボードで気軽に組めるのはいいですね。（図4）

　ブラウザの画面はスマートフォンにフィットするようにデザインしている（図6）のでPC画面で表示するとこじんまりと見えてしまいます（図5）。サーバーへの接続は HTTPS 通信は使わず HTTP 通信を使っているのでブラウザ画面に警告が表示されます。本機の場合は自宅内のローカルネットワーク内でのみ使用する設計なので問題となりません。