LIRCなしでRaspberry PiにIRリモコンを接続 - Python UARTアプローチ

IRリモコンをRaspberry Piに統合する際、LIRCを使わずUARTシリアルインターフェースに直接アクセスすれば簡単かつ軽量です。ハードウェアセットアップからPythonデコードまで、最小限のコードでリモコン信号を確実に取得する全プロセスを解説します。

なぜLIRCをスキップするのか？

LIRCはIRデバイスの汎用フレームワークを提供しますが、シンプルなプロジェクトにはオーバースペックで、レイテンシや互換性問題を招くことも。内蔵UARTピン（TX/RX）と低速シリアルプロトコルを使えば、デバッグしやすい軽量で決定論的なソリューションが実現できます。

ハードウェア概要

• IRセンサー: HX1838（または任意の5V IRレシーバー）でシリアルデータ出力
• Raspberry Pi GPIO: センサー出力をGPIO 15（RX）に接続。センサーのVCCを5V、GNDをグランドピンに
• UARTピン設定: ttyAMA0のデフォルトコンソールを無効化し、UARTをセンサー入力専用に

ステップ1 - Raspberry PiをUART用に準備

1. カーネルコマンドラインをバックアップ：

sudo cp /boot/cmdline.txt /boot/cmdline_bp.txt

2. ttyAMA0パラメータを削除（例：console=ttyAMA0,115200、kgdboc=ttyAMA0,115200）/boot/cmdline.txtから：

sudo nano /boot/cmdline.txt

結果は以下のように：

dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p6 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

3. ttyAMA0ログインプロンプトをマスク /etc/inittabで：

sudo nano /etc/inittab

以下をコメントアウト：

#X:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

ステップ2 - pySerialインストール

UART通信用のPythonシリアルライブラリserialモジュールを提供するpySerialをインストール：

sudo apt-get install python-serial

インストール後、スクリプトでインポート可能：

import serial

ステップ3 - IRセンサー配線

• センサーの出力ピンをGPIO 15（RX）に接続
• センサーに5Vとグランドを供給
• センサーは出力のみなので、TX（GPIO 14）はこのプロジェクトでは未使用

ステップ4 - IRバイトを読み取る基本Pythonスクリプト

HX1838は2400bpsでシリアルストリームを送信。以下のスニペットはキー1回押下あたり12〜16バイトを読み取り、ASCIIコードを表示します。

import serial
ser = serial.Serial('/dev/ttyAMA0')
ser.baudrate = 2400
for _ in range(15):  # 最大15バイト取得
    byte = ser.read(1)
    print(ord(byte))

試行錯誤の結果、2400bpsが最も確実でした。低速ほど空中伝送でのビットエラー確率が下がるためと考えられます。

ステップ5 - Samsungリモコンキーのデコード

Samsung TVリモコンで検証したところ、キー1回押下で12〜16バイトが得られました：

• バイト0-5: ヘッダー - 全キー共通
• バイト6-11: ペイロード - 押下ボタンを一意に特定
• バイト12: テール（このリモコン固有）

キーをマッピングするため、バイト6-11の重み付け和を計算：

keyidentity = (byte[6] + 2*byte[7] + 3*byte[8] + 4*byte[9] + 5*byte[10] + 6*byte[11])

最も堅牢な手法ではありませんが、各ボタンで一意の値が得られ比較が容易です。必要ならハッシュやXORに置き換えて衝突耐性を高められます。

完全例: ir_serial3samsung.py

以下は効率化されたスクリプトで：

• 24バイト（2フレーム分）読み取りシリアルバッファをフラッシュ
• 最初の12バイトのみでキーをデコード
• 計算されたkeyidentityを即時表示

import serial
ser = serial.Serial('/dev/ttyAMA0', 2400)
while True:
    # 24バイト読み取りでバッファクリア
    raw = ser.read(24)
    # 最初の12バイトが1キー分に対応
    key_bytes = raw[:12]
    key_id = sum((i+1)*b for i, b in enumerate(key_bytes[6:12]))
    print(f'Key ID: {key_id}')

スクリプト実行後、Samsungリモコンのボタンを押すと一意のKey IDが表示されます。これらのIDをルックアップテーブルに格納し、アプリケーションのアクションにマッピングしてください。

結論

UARTとシンプルなPythonスクリプトでIRリモコン信号を取得すれば、LIRC不要でレイテンシ削減、デコードロジックの完全制御が可能。コードが最小限かつ透明なためデバッグも容易です。シリアルデータを出力するあらゆるIRリモコンにこのパターンを応用でき、Raspberry Piプロジェクトの汎用的なソリューションになります。

詳細な手順は元記事を参照：How to Use and Emulate…