ス マ ー ト リ モ コ ン に よ る ラ ジ コ ン の 制 御
シ ス テ ム 科 学 技 術 学 部 情 報 工 学 科 1 年 中 島 稔 也 １ 年 鈴 木 郁 弥 １ 年 渡 部 全 １ 年 柳 沢 亮 佑 指 導 教 員 シ ス テ ム 科 学 技 術 学 科 情 報 工 学 科 教 授 堂 坂 浩 二 准 教 授 石 井 雅 樹 助 教 伊東嗣 功
1 研 究 の 背 景 と 目 的
今 日 多 く の 一 般 家 庭 に お い て ， ス マ ー ト ス ピ ー カ ー や ス マ ー ト リ モ コ ン を 使 っ て ， 照 明 や エ ア コ ン を 点 け る ， 明 る さ や 温 度 上 げ る と い っ た 操 作 を 行 っ て い る ． 本 研 究 で は ， 比 較 的 操 作 が 簡 単 に 行 え る e-remote mini と シ ン グ ル ボ ー ド コ ン ピ ュ ー タ Raspberry Piを 用 い て 家 電 な ど の 機 器 を ど の よ う に 遠 隔 操 作 し て い る の か ， そ の 原 理 と 仕 組 み を 理 解 す る こ と ， さ ら に ， ス マ ー ト リ モ コ ン と Raspberry Pi を 使 い LED 照 明 と ラ ジ コ ン ヘ リ コ プ タ ー を 制 御 す る シ ス テ ム を 作 成 す る こ と を 目 的 と す る ．LED 照 明 で は 点 灯 ・ 消 灯 ， 明 る さ の 上 げ 下 げ を 行 う シ ス テ ム ， ラ ジ コ ン ヘ リ コ プ タ ー で は 上 昇 さ せ 安 全 に 飛 行 さ せ る シ ス テ ム を 作 成 す る ．
2 遠 隔 操 作 シ ス テ ム の 仕 組 み
本 研 究 で 使 用 し た ハ ー ド ウ ェ ア と ソ フ ト ウ ェ ア に つ い て 述 べ る ． ハ ー ド ウ ェ ア は ，シ ン グ ル ボ ー ド コ ン ピ ュ ー タ Raspberry Pi[1]，e-remote mini，LED 照 明 ， 赤 外 線 操 作 の ラ ジ コ ン ヘ リ コ プ タ ー （ 以 下 ラ ジ コ ン ヘ リ コ プ タ ー ） を 用 い た ． ソ フ ト ウ ェ ア は Raspberry Pi を e-remote mini と 連 携 さ せ る た め の ソ フ ト ウ ェ ア BlackBeanControl[2,3]を 用 い た ．遠 隔 操 作 の プ ロ グ ラ ム は プ ロ グ ラ ム 言 語 Pythonを 使 っ て 開 発 し た ．
第 一 に ，赤 外 線 リ モ コ ン の 入 力 を e-remote mini に 学 習 さ せ る 作 業 を 行 っ た ． ま ず ，e-remote mini に 赤 外 線 リ モ コ ン を 向 け ， 赤 外 線 リ モ コ ン の 学 習 さ せ た い ボ タ ン を 入 力 す る ． そ し て e-remote mini は 照 射 さ れ た 赤 外 線 を 学 習 し 入 力 さ れ た ボ タ ン の 機 能 と 共 に 登 録 さ れ る ． 例 え ば 使 用 し た LED 照 明 で あ れ ば ， e-remote mini に 照 明 を つ け る ボ タ ン の 入 力 の 赤 外 線 と 照 明 を 消 す ボ タ ン の 入
力 の 赤 外 線 を 照 射 す る と ，e-remote minは ，LED照 明 の 電 源 を ON/OFFす る た め の 赤 外 線 を 学 習 す る ．
第 二 に ，Raspberry Piと e-remote mini を 連 携 さ せ る 作 業 を 行 っ た ． ま ず Raspberry Pi に BlackBeanControl を イ ン ス ト ー ル し ，e-remote mini に 登 録 さ れ た 赤 外 線 を Raspberry Pi の BlackBeanControlに も 登 録 す る ．こ れ に よ り 登 録 さ れ た 赤 外 線 信 号 を Raspberry Pi上 か ら 命 令 す る こ と が 出 来 る よ う に し た ． シ ス テ ム の 構 成 を 図 １ に 示 す ．Raspberry Piか らe-remote miniへ 命 令 を 送 り ， 命 令 を 受 け 取 っ た e-remote mini が 赤 外 線 機 器 へ 赤 外 線 を 送 る ．
Raspberry Pi，e-remote mini間 は 無 線（wifi）で 繋 が れ て お り ，e-remote mini，
赤 外 線 機 器 間 は 赤 外 線 で 制 御 し て い る ．
今 回 の 研 究 で は 赤 外 線 機 器 を LED 照 明（ 図 ３ ）と ラ ジ コ ン ヘ リ コ プ タ ー（ 図 ４ ）を 使 用 し た ．そ の 機 器・プ ロ グ ラ ム 間 で の 命 令 送 信 の 手 順 を 図 ２ に 示 す ． LED 照 明 で は ONと OFF や 明 る さ を 下 げ る・上 げ る と い う 命 令 を １ 回 赤 外 線 で 送 る 必 要 が あ り ， ラ ジ コ ン ヘ リ コ プ タ ー で は プ ロ ペ ラ を 回 す と い う 命 令 を 時 間 指 定 し て 送 る 必 要 が あ る ．
図 １.シ ス テ ム の 構 成
無 線 （wifi） で 命 令 を 送 信 Raspberry Pi
BlackBeanControl
命 令 例
LED照 明 を 点 け る
赤 外 線 で 命 令 を 送 信 e-remote mini
赤 外 線 機 器
受 け 取 っ た 命 令 を 受 信
命 令 を 受 信 LED照 明 が 点 く
図 ２. 機 器 ・ プ ロ グ ラ ム 間 で の 命 令 送 信 の 手 順
図 ４.使 用 し た ラ ジ コ ン ヘ リ コ プ タ ー
図 ３.使 用 し た LED照 明
3 研 究 の ま と め ・ 評 価
本 研 究 で は ，シ ン グ ル ボ ー ド コ ン ピ ュ ー タ Raspberry Pi，BlackBeanControl，
e-remote mini，プ ロ グ ラ ミ ン グ 言 語 Python を 利 用 し ，Raspberry Pi 上 で 遠 隔 操 作 す る シ ス テ ム を 作 成 し た ． 原 理 や シ ス テ ム を 理 解 す る た め に ，Raspberry Pi の 基 礎 的 な 機 能 や e-remote mini が ど の よ う に 赤 外 線 を 学 習 し て い る の か を 調 べ 理 解 し た ． 今 回 目 的 ま で 達 成 す る こ と が で き な か っ た が ， 問 題 点 や 課 題 を 発 見 す る こ と が で き た ．
連 続 的 な 信 号 は 一 度 プ ロ グ ラ ム で 設 定 し 送 信
プ ロ ペ ラ を 何 秒 間 回 す な ど
間 欠 的 な 信 号 は 直 接 送 信 LED照 明 の ON/OFF な ど Raspberry Pi
BlackBeanControl
e-remote mini
LED 照 明 ラ ジ コ ン ヘ リ コ プ タ ー
プ ロ グ ラ ム 赤 外 線 で 命 令 を 送 信
シ ス テ ム を 動 作 さ せ た 結 果 ， ま ず 問 題 点 と し て 赤 外 線 を 正 し く 読 み 取 っ て く れ な い こ と が あ る こ と が 分 か っ た ． 原 因 と し て は ， 赤 外 線 読 み 取 り の と き に 他 の 赤 外 線 を 読 み 取 っ て し ま う 場 合 ， 赤 外 線 の 照 射 時 間 が 短 す ぎ て 正 し く 読 み 取 れ て い な い 場 合 が 考 え ら れ る ． 特 に ， ラ ジ コ ン ヘ リ コ プ タ ー の 赤 外 線 を 読 み 取 ら せ る 際 ， プ ロ ペ ラ の 回 転 速 度 に よ っ て 赤 外 線 は 変 化 す る の だ が ， 赤 外 線 が 変 化 す る た び に 正 し く 読 み 取 る こ と が で き て お ら ず ， ヘ リ コ プ タ ー が 上 昇 す る よ う に 制 御 す る こ と が で き な か っ た ．LED照 明 で は ON・OFF，明 る さ の 上 げ 下 げ の 出 力 は う ま く で き て い た の で ， ラ ジ コ ン ヘ リ コ プ タ ー の プ ロ ペ ラ の 回 転 速 度 を 一 定 値 ご と に 上 げ る ・ 下 げ る こ と が で き れ ば ， プ ロ ペ ラ の 回 転 速 度 は 正 し く 遠 隔 操 作 で き る と 考 え る が ， そ こ か ら 壁 や 天 井 に ぶ つ か ら な い よ う に 操 作 す る に は ま た 別 に 解 決 策 が 必 要 と 考 え る ．
本 研 究 を さ ら に 発 展 さ せ て い く と す る と ， 問 題 点 を 解 決 す る 他 に 遠 隔 操 作 の 命 令 を 声 で 操 作 す る こ と が 出 来 る と 考 え ら れ る ． そ の 場 合 汎 用 大 語 彙 連 続 音 声 認 識 エ ン ジ ン Juliusを 利 用 し て 開 発 し て い く こ と が 考 え ら れ る ．
4 参 考 文 献
[1] 金 丸 隆 志 ，カ ラ ー 図 解 最 新 Raspberry Piで 学 ぶ 電 子 工 作 ，講 談 社 ，2016．
[2] BlackBeanControl, https://github.com/davorf/BlackBeanControl，参 考 日 時2018 年 7 月 20 日 13：00．
[3] ス マ ー ト リ モ コ ン eremote mini を Raspberry Pi か ら 使 う,
https://s.webry.info/sp/vogel.at.webry.info/201805/article_9.html , 参 考 日 時 2018 年 7 月 20 日 13：00.
