Raspberry Pi: Infrarot Empfänger und Fernbedienung einrichten

Die Steuerung des Raspberry mittels Infrarot durch eine Infrarot-Fernbedienung oder einen anderen Infrarot-Sender ist für viele Anwendungen sehr nützlich. Besonders wer den Raspberry Pi als Mediacenter mit beispielsweise OpenELEC (Kodi) verwendet, kann dieses mit einem Infrarot Empfänger ausrüsten und komfortabel mit einer Fernbedienung steuern. Aber auch die Steuerung von anderen eigenen Projekten bis hin zur reinen Datenübertragung ist möglich. Im Folgenden wird gezeigt, wie man am Raspberry Pi mit Hilfe der Software LIRC einen Infrarot Empfänger ansteuern und eine Fernbedienung, für beispielsweise ein Mediacenter-System wie OpenELEC, einrichten kann. In diesem Beitrag wird die Einrichtung eines Infrarot Empfängers unter OpenELEC und Raspbian fokusiert.

Raspberry Pi: Infrarot Empfänger TSOP4838 installieren

Der Infrarot Empfänger TSOP4838 ist ein gängiger und zuverlässiger IR-Receiver. Der TSOP4838 benötigt keinen Sichtkontakt mit der Fernbedienung und empfängt Signale sehr genau. Dadurch kann der Raspberry Pi Infrarot Empfänger hinter dem Fernseher oder einer anderen Ecke verschwinden. Weiterhin ist der Empfänger wenig störanfällig und unempfindlich gegenüber Tageslicht. Neben dem Raspberry Pi selbst benötigt man lediglich ein paar GPIO-Kabel. Als Fernbedienung kann man auf die Fernbedienung eines Fernseher, eine Universalfernbedienung oder beispielsweise die Xbox One Fernbedienung zurückgreifen.

• Infrarot Empfänger TSOP4838
• GPIO-Jumper-Kabel
• Fernbedienung (universell o.ä.) oder Xbox One Fernbedienung

Schaltungsaufbau

Der Infrarot Empfänger TSOP4838 verfügt insgesamt über 3 Pins. Dabei wird zur Spannungsversorgung des TSOP4838 Pin 3 mit den 3,3 Volt des Raspberry Pi und Pin 2 mit einer Masse (GND) verbunden. Pin 1 bildet den Datenpin und wir standardmäßig an Pin 12 (GPIO 18) des Raspberry Pi angeschlossen. Ist dieser Pin bei euch bereits belegt, kann auch ein anderer genutzt werden. Der genutzte Pin kann softwareseitig ausgewählt werden.

Insgesamt ergibt sich der folgende Aufbau, um am Raspberry Pi den Infrarot Empfänger TSOP4838 anzuschließen.

• Pin 1 (Daten) an GPIO18 (Pin 12)
• Pin 2 (Masse) an Masse (Pin 6)
• Pin 3 (VCC) an 3,3 Volt (Pin 1)

Lirc installieren

Um den Raspberry Pi Infrarot Empfänger softwareseitig auszulesen und Signale weiterverarbeiten zu können, nutzen wir das Programm Lirc (Linux Infrared Remote Control). Das Programm Lirc läuft als Daemon und dekodiert die Infrarot Signale welche durch den Infrarot Treiber empfangen werden. Die dekodierten Signale werden anschließend von Lirc über ein Socket bereitgestellt. Zum installieren von Lirc und der notwendigen Bibliothek unter Raspbian wird folgender Befehl genutzt. OpenELEC bringt Lirc standardmäßig mit.

sudo apt-get install lirc

Damit wir Lirc am Raspberry Pi verwenden können, muss das entsprechende Kernel-Modul noch aktiviert werden. Dafür ist der Entrag dtoverlay=lirc-rpi in der config.txt notwendig. Die config.txt liegt auf der Boot-Partition, welche zunächst noch gemountet werden muss, damit wir auf diese zugreifen können. Anschließend können wir die Konfigurationsdatei bearbeiten.

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Lirc unter Raspbian oder einer vergleichbaren Distribution
mount -o remount,rw /boot
nano /boot/config.txt

Lirc unter OpenELEC
sudo mount -o remount,rw /flash
sudo nano /flash/config.txt

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Am Ende der Datei fügen wir die folgende Zeile ein. Damit wird das Lirc-Modul unter Verwendung der Standard-Pins GPIO 18 für den Empfänger und GPIO 17 für den Sender (hier nicht relevant) beim Systemstart geladen.

dtoverlay=lirc-rpi

Möchte man andere GPIO-Pins nutzen, kann die Zeile folgendermaßen erweitert werden. Die Angabe gpio_out_pin=17 ist für einen Infrarot-Sender bestimmt und folglich für diese Anleitung nicht relevant. Mit der Angabe gpio_in_pin=18 kann ein individueller GPIO-Pin für den Raspberry Pi Infrarot Empfänger festgelegt werden.

dtoverlay=lirc-rpi,gpio_out_pin=17,gpio_in_pin=18

Nachdem diese Zeile eingetragen wurde, kann die config.txt mit der Tastenkombination Strg+X, Y und Enter gespeichert und geschlossen werden. Mit diesem Eintrag wird das Lirc-Modul nun beim Systemstart autmatisch geladen. Damit die Einstellungen aktiv werden starten wir den Raspberry Pi neu.

reboot

Alternativ kann das Kernel-Modul auch mitteld modprobe geladen werden. Dieses ist dann aber nur bis zum nächsten Neustart geladen.

modprobe lirc_rpi

Lirc anpassen (Raspbian)

Nachdem Lirc installiert wurde, passen wir die Konfigurationsdatei mit dem Editor nano an. Für OpenELEC (Kodi) ist dieser Schritt nicht notwendig.

nano /etc/lirc/hardware.conf

Den Inhalt der Datei passen wir so an, dass die folgenden Zeilen resultieren. Anschließend kann die Datei gespeichert und geschlossen werden.

# /etc/lirc/hardware.conf
#
# Arguments which will be used when launching lircd
LIRCD_ARGS="--uinput"</code>

# Don't start lircmd even if there seems to be a good config file
# START_LIRCMD=false

# Don't start irexec, even if a good config file seems to exist.
# START_IREXEC=false

# Try to load appropriate kernel modules
LOAD_MODULES=true

# Run "lircd --driver=help" for a list of supported drivers.
DRIVER="default"
# usually /dev/lirc0 is the correct setting for systems using udev
DEVICE="/dev/lirc0"
MODULES="lirc_rpi"

# Default configuration files for your hardware if any
LIRCD_CONF=""
LIRCMD_CONF=""

Damit die Einstellungen wirksam werden, wird der Raspberry Pi erneut neu gestartet.

sudo reboot

Lirc testen

Um zu Prüfen, ob Lirc richtig konfiguriert ist und funktioniert, beenden wir den Lirc Daemon und schauen mittels mode2, ob wir Signale empfangen. Das Tool mode2 gibt dabei die Pulselänge der Infrarot-Signale aus.

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Raspbian
sudo /etc/init.d/lirc stop
mode2 -d /dev/lirc0

OpenELEC

killall lircd
mode2 -d /dev/lirc0

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Drücken wir nun einige Tasten auf der Fernbedienung sollte eine Ausgabe dieser Art ersichtlich werden.

pulse 536
space 1270
pulse 532
space 672
pulse 528
space 672
pulse 532
space 1269
pulse 529
space 671
...

Raspberry Pi Fernbedienung einrichten

Die im vorherigen Test empfangenen Infrarot-Signale sind in dieser Form schwer zu unterscheiden und dementsprechend schlecht zu verarbeiten. In diesem Zusammenhang ist es mit Lirc möglich Tasten aufzuzeichnen und zu jeder Taste einen Key zu hinterlegen. Dazu muss der Lirc Daemon, insofern dieser wieder aktiv ist, wieder gestoppt werden.

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Raspbian
sudo /etc/init.d/lirc stop

OpenELEC

killall lircd

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Das Aufzeichnen von Tasten erfolgt mit dem Tool irrecord. Die zu vergebenden Keys sind durch das Programm vorgegeben. Die verfügbaren Keys können wir zunächst mit folgendem Befehl abfragen. Es ist ratsam diesen Befehl einmal auszuführen damit die Liste der Keys im Terminal steht und man somit durch hochscrollen im Terminal immer wieder nachschauen kann.

irrecord --list-namespace

Anschließend starten wir das Aufzeichnen unserer Tasten der Fernbedienung und dem Vergeben von einem Key je Taste. Dies machen wir ebenfalls mit dem Tool irrecord. Nachdem wir den Aufzeichnungsassistenten durchlaufen haben, erhalten wir eine Konfigurationsdatei – in diesem Fall lautet diese lircd.conf. Ein anderer Name für die Konfigurationsdatei ist auch möglich. Damit wir diese dann aber auch verwenden können muss diese in lircd.conf umbenannt werden. Verschiedene Konfigurationen zu erstellen bietet sich aber an, um verschiedene Fernbedienungen zu testen.

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Raspbian
irrecord -d /dev/lirc0 ~/lircd.conf

OpenELEC

irrecord /storage/.config/lircd.conf

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Beim Start des Programms fahren wir zunächst mit der Eingabe von 2 mal Enter fort, bis die eigentliche Aufzeichnung beginnt. Anschließend definieren wir den ersten Key, welchen wir aufzeichen wollen. Im Anschluss drücken wir die entsprechende Taste auf der Fernbedienung, solange bis das Tool das Signal erkannt und aufgezeichnet hat. Beispielsweise gebe ich den Key “KEY_0” an und drücke die Taste “0”. Wichtig ist, dass man nur die vordefinierten Keys verwendet. Nachdem die erste Taste angelegt ist fragt das Tool immer nach der nächsten im gleichen Muster. Sind alle gewünschten Tasten konfiguriert kann die Aufzeichnung beendet werden. Dazu fährt man einfach mit Enter ohne eine Eingabe fort.

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Lirc unter OpenELEC (Kodi)

Richtet man Lirc und damit die Konfigurationsdatei unter OpenELEC (Kodi) ein, sollte die lircd.conf im Configfiles-Ordner abgelegt sein. Damit Lirc mit der neuen Konfigurationsdatei arbeitet, starten wir den Raspberry Pi neu.

Lirc unter Raspbian oder einer vergleichbaren Distribution

Nutzt man Lirc nicht auf einer Multimedia-Center Distribution, sondern auf Raspbian mit dem Standardbenutzer pi, dann ist die erstellte bzw. aufgezeichnete Lirc-Konfiguration zunächst im Home-Verzeichnis des Nutzers pi (wenn man nicht voher in ein anderes Verzeichnis gewechselt hat) abgelegt. Im Falle von Raspbian muss die lircd.conf noch nach /etc/lirc/ kopiert werden. Dabei überschreiben wir die Standardkonfigurationsdatei von Lirc. Diese ist in der Regel leer.

sudo cp lircd.conf /etc/lirc/lircd.conf

Anschließend starten wir Lirc neu, damit die Konfigurationsdatei eingelesen wird.

sudo /etc/init.d/lirc restart

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Lirc Konfiguration testen

Um die aufgezeichnete Raspberry Pi Infrarot Lirc Konfiguration zu testen, nutzen wir das Tool irw.

irw

Drückt man jetzt einige Tasten auf der Fernbedienung, werden anstatt der kryptischen Infrarot Signale die dazu definierten Keys ausgegeben. Mit der Tastenkombination Strg+C kann irw wieder beendet werden. Damit ist Lirc eingerichtet und jede Taste hat einen Namen zugeordnet.

Lirc mit Kodi verbinden

Mittels Lirc haben wir jetzt eine Fernbedienung eingerichtet, sodass jede Taste einen Namen zugeordnet hat. Dennoch kann Kodi damit noch nicht arbeiten. Mit der Datei Lircmap.xml werden die Tasten-Keys von Lirc mit den Steuerfunktionen von Kodi verbunden und aufeinander gemappt.

Die Datei Lircmap.xml muss neu erstellt werden und im Ordner Userdata von Kodi abgelegt werden. Legen wir keine Lircmap.xml an, greift Kodi auf seine globale Lircmap zurück. Grundsätzlich sollten dabei Standardtasten von Haus aus funktionieren. Jedoch bringt ja jede Fernbedienung einige Tasten, insbesondere Sondertasten, mit die Kodi somit einer falschen Konfiguration zuordnet. Dadurch kann es zu anderen Bedienaktionen kommen, als man erwartet.

Um die eigene Lircmap unter Kodi auf dem Raspberry Pi abzulegen, können wir mit dem Explorer im Netzwerk zum OpenELEC-System navigieren und die Lircmap im Ordner Userdata ablegen. Ist OpenELEC nicht im Netzwerk sichtbar, kann auch unter Verwendung der IP-Adresse von Kodi die Ordnerstruktur aufgerufen werden. Dazu gibt man einfach die IP-Adresse von Kodi in der Form \\192.168.178.100\ in den Dateiexplorer ein.

Zum Erstellen dir Lircmap kann grundlegend jeder Editor deiner Wahl genutzt werden. Ich empfehle Notepad++ oder Atom. Die Lircmap mit einigen Grundfunktionen kann beispielsweise wie folgt aussehen. Damit ist jetzt Lirc mit Kodi verbunden und kann genutzt werden.