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学習リモコン GBC ONLY !!
GB-REM.ZIP (37KB)
REPROT WARE !!!
GBC が持つ赤外線機能を利用した学習リモコンです。
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学習リモコンの使い方
起動画面になります。実際にリモコン信号を再生する場合は指カーソルを画面上のそれぞれのボタンに持っていきＧＢＣのＡボタンをクリックします。受け手側の角度にも寄りますが、信号の到達距離は２〜３ｍ程度になります。日本の家屋ならほぼ問題にならない距離です。Ｂボタンをクリックすることでエンコードしたデータを再生することが出来ます。
信号の学習を行います。覚えさせたいボタンに指カーソルを移動してＡボタンをクリックします。ＧＢＣ上部に付いている赤外線の窓に向かって信号を送ります。
学習した信号の内容を表示します。生データを表示します。「Send to PC」ボタンをＡボタンでクリックすることにより ９６００ｂｐｓ パリティ無し ストップビット１のフォーマットでＰＣへＩｒの生データをカンマ区切りの形式で転送することが可能です。Ｂボタンでは GB-fREMe のＣのソースリストを同様にＰＣへ出力します。
生データをエンコード（１種の圧縮）した状態のデータを表示します。これもＤＵＭＰと同様にＡボタンでデータ、Ｂボタンで GB-fREMe のソースリストを出力します。こちらはエンコードした形での出力になります。
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レポート
データの吸出しはＧＢＣのＩｒポートとＩｒＤＡ（Ｉｒタワー）の窓を対向させて行います。
ビルド20000318から学習したデータを赤外線ポートから出力できる様になりました。この機能のおかげでレポートの作成が数段楽になります。対応ポートはＩｒＤＡポートかＬＥＧＯのマインドストームスのＩｒタワーです。シリアルＣＯＭにＩｒタワーをＷｉｎｄｏｗｓのターミナルソフトを立ち上げます。ＩｒタワーではＰＣのキーを何か押した後にＩｒ窓（ＩｒＤＡあるいはＩｒタワー）に向かって「ＤＵＭＰ」中の「Send to PC」ボタンに指カーソルを合わせてＡボタンを押します。ＩｒＤＡ にするかＩｒタワーを使うかはビルド時にソースリスト中で設定します。
ＤＵＭＰの内容を下記のＥＸＣＥＬシートにコピーしてメールしてください。 ＥＸＣＥＬなどのスプレッドシートプログラム（表計算プログラム）はＴＡＢで区切りのが一般的ですが、ＴＡＢ区切りですと通信ソフトでうまく受信できないと言う問題が出ました。そこでカンマでの区切りをＫ．Ｉ．氏が提案され実装されることになりました。（素晴らしい…提案と実装が同時に行われる。）「データ -> 区切り位置」でカンマを設定します。これにより２回目以降からＥＸＣＥＬを終了するまでこの設定で使えるようになります。
レポート例（生データ）
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動作原理
- GBC の Irポート
ＧＢＣのＩｒポートは極めて原始的でＩｒの受光素子が入力ポートに、発光素子が出力ポートにそれぞれ接続されています。つまり、Ｉｒの信号の受信は入力ポートの状態（ステータス）を見ることになります。一方、出力はそれぞれのパルスの０／１に応じて出力ポートを０／１にするかどうかで決まります。ここまでが予備知識となります。では実際に信号を受信するにはどうすれば良いかを考えてみます。この入力ポートを一定間隔で監視することになります。（これをサンプリングと言う）。また、出力の場合はこの一定間隔（先ほどのサンプリングですね。）で記録した信号の有無を再現することになります。
- サンプリングレートの決め方
サンプリングとは基本的に信号の有無を調べることになります。つまり、サンプリングレートを細かくすればするほど精度の高いデータが取れるわけですが、その分多くの記憶容量（ＲＡＭ）が必要になってきます。よっていくらでも高く出来るわけではありません。どこかで精度と記憶容量のバランスを取らなければいけなくなってきます。これを「トレードオフ」とか「落し所（オトシドコロ）」とか言います。（「アチラを立てればコチラが立たず」のバランスを取るわけですね。）また、ある信号をサンプリングするときは変化する信号の２倍以上の周波数（速さ）でサンプリングしなければいけない事が分かっています。（これを「サンプリング定理」と言う。）一般的なリモコンの場合はＰｕｌｓｅＰｏｓｉｔｉｏｎＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ（以下、ＰＰＭ）と言う方法で定義されています。このときの０／１はそれぞれ、０．５６ｍｓ／１．１２５ｍｓ，０．５６ｍｓ／２．２５ｍｓになっています。まず、サンプリング定理で照らし合わせると０．５６ｍｓが最小単位ですから０．２８ｍｓ以上の速度でサンプリングしなければいけないことになります。ただ、あくまでもこれは必要最小限の速度です。一般にはもう少し早くサンプリングしなければなりません。また、ここでもう一つ考慮しなければいけない問題が出てきます。ＣＰＵの処理速度です。これ以上は言わなくても分かるかと思いますが、ＣＰＵの処理速度以上のサンプリング速度は絶対に不可能です。以上の点を考慮して（落し所として…）０．１ｍｓにします。（この辺の具体的な決め方が技術者としてのセンスであると考えます。）
- 実際のサンプリング
サンプリングレートまで決まりましたので後は実際にデータを取ることを考えてみましょう。一つのリモコンの動作の大きさはパルスの長さの合計で決まってきます。今回の例で考えると７５ｍｓ程度までの大きさになります。まず、単純に考えると７５ｍｓ／０．１ｍｓ＝７５０となります。０／１をそれぞれ１バイトに格納すると１動作あたり７５０バイト必要になります。ＧＢのＲＡＭ容量が８ＫＢ（８１９２バイト）であることを考えるとこれでは１０個程度のキーしか格納できなくなります。これはあまりうまいやり方とは言えません。
- データの格納方法
基本的に受信データは０／１で構成されているのでそこに着目します。例えば図中のリーダーコード部をサンプリングすることを想定します。今回の例ではリーダーコード部は１３．５ｍｓ（９ｍｓ＋４．５ｍｓ）になります。０．１ｍｓでベタにサンプリングした場合は１３．５ｍｓ／０．１ｍｓ＝１３５（バイト）になります。記憶イメージとしては１１１１１１…１１（９０バイト）０００００…００（４５バイト）と言った感じでしょうか？さて、これを見て気付くかもしれませんね。必ず１から始まるのであれば（）の中の文字に着目すれば良いことに…つまり９０バイト、４５バイトがそれぞれのデータになります。これで１３５バイトが２バイトになりました。劇的にデータが減ったことになります。もっと一般的な言葉に置きかえると「変化が発生したときにその状態が何サンプリング続いたかを記録すれば良い。」と言う言い方が出来ると思います。つまり、Ｈ−９０，Ｌ−９０同様にカスタムコードを見るとＨ−５，Ｌ−５，Ｈ−５，Ｌ−１５…と言えます。つまり変化分の数とその状態がいつまで続くかの表記になると考えることが出来ます。変化分を数えると６７バイトになります。
＃１バイトは２５５になります。つまり、０．１ｍｓのサンプリングレートで考えると２５．５ｍｓまで表すことが出来ます。一つの変化量はこの値を超えないのでここからも０．１ｍｓが妥当な値であることがわかります。
- GBC の Irポート
- データのエンコード
さらにもう一段、解析を進めてみます。今回の例のカスタムコードは機器毎に設定されますので機器が決まれば固定になります。そうなるとリモコンの動作で変化するのはデータコードのみになります。（最後のデータコードは動作をあらわすデータバイトの「１の補数」の関係なので計算で求めることが出来る。）つまり、データコードを除いた部分の信号は全て機器が同じであれば共通になるはずです。リモコンの信号は基本的にはシリアルの信号です。今回の例では４バイトまでにすることができるはずです。そして実際に変化するのはその内の１バイトだけと言うことです。リーダーコード部やリモコンの識別バイト（ヘッダ部）を入れても１０バイトも有れば再現できることになります。ＰＰＭのビット列を読むことからエンコードは始まります。ＰＰＭではＬの部分の長さでビットが０／１か判断します。カスタムコードを例に取り、以上の約束事を当てはめてみると０１１００１１１となります。さらにもう一つ、ここではＨ−５，Ｌ−５が０、Ｈ−５，Ｌ−１５が１と固定していますが、実際の信号のサンプリングなので±１程度の誤差はつきものです。この辺を考慮してみます。
- すぐに出来たみたいだけど…
この様にまとめて書くとすぐに出来たように感じられますが、実際にはかなりの紆余曲折がありました。特に最後のエンコードの部分はなかなか実装するチャンスに恵まれませんでしたが、とりあえず色々考えている内に何とかできました。当初は織田が考え、ＴｅａｍＫＮＯｘのトップコーダーであるＮ．Ｕ．氏が最適化を行いました。最初のルーチンと最適化されたルーチンを示しますので参考にしてください。