Ардуино: инфракрасный пульт и приемник

sensor_ir_vs1838_Инфракрасный пульт дистанционного управления — один из самых простых способов взаимодействия с электронными приборами. Так, практически в каждом доме есть несколько таких устройств: телевизор, музыкальный центр, видеоплеер, кондиционер. Но самое интересное применение инфракрасного пульта — дистанционное правление роботом. Собственно, на этом уроке мы попытаемся реализовать такой способ управления с помощью популярного контроллера Ардуино Уно.

1. ИК-пульт

Что нужно для того, чтобы научить робота слушаться инфракрасного (ИК) пульта? Во-первых, нам потребуется сам пульт. Можно использовать обычный пульт от телевизора, а можно приобрести миниатюрный пульт от автомагнитолы. Именно такие пульты часто используются для управления роботами.

misc_ctrl

На таком пульте есть 10 цифровых кнопок и 11 кнопок для манипуляции с музыкой: громкость, перемотка, play, stop, и т.д. Для наших целей более чем достаточно.

2. ИК-датчик

Во-вторых, для приема сигнала с пульта нам потребуется специальный ИК-датчик. Вообще, мы можем детектировать инфракрасное излучение обычным фотодиодом/фототранзистором, но в отличие от него, наш ИК-датчик воспринимает инфракрасный сигнал только на частоте 38 кГц (иногда 40кГц). Именно такое свойство позволяет датчику игнорировать много посторонних световых шумов от ламп освещения и солнца.

Для этого урока воспользуемся популярным ИК-датчиком VS1838B, который обладает следующими характеристиками:

  • несущая частота: 38 кГц;
  • напряжение питания: 2,7 — 5,5 В;
  • потребляемый ток: 50 мкА.

Можно использовать и другие датчики, например: TSOP4838, TSOP1736, SFH506.

3. Подключение

Датчик имеет три вывода (три ноги). Если посмотреть на датчик со стороны приёмника ИК сигнала, как показано на рисунке,

  • то слева будет — выход на контроллер,
  • по центру — отрицательный контакт питания (земля),
  • и справа — положительный контакт питания (2.7 — 5.5В).

Принципиальная схема подключения

ardu-ir_схема

Внешний вид макета

ardu-ir_bb

4. Программа

Подключив ИК-датчик будем писать программу для Ардуино Уно. Для этого воспользуемся стандартной библиотекой IRremote, которая предназначена как раз для упрощения работы с приёмом и передачей ИК сигналов. С помощью этой библиотеки будем принимать команды с пульта, и для начала, просто выводить их в окно монитора последовательного порта. Эта программа нам пригодится для того, чтобы понять какой код дает каждая кнопка.

#include "IRremote.h"

IRrecv irrecv(2); // указываем вывод, к которому подключен приемник

decode_results results;

void setup() {
  Serial.begin(9600); // выставляем скорость COM порта
  irrecv.enableIRIn(); // запускаем прием
}

void loop() {
  if ( irrecv.decode( &results )) { // если данные пришли
    Serial.println( results.value, HEX ); // печатаем данные
    irrecv.resume(); // принимаем следующую команду
  }
}

Загружаем программу на Ардуино. После этого, пробуем получать команды с пульта. Открываем монитор последовательного порта (Ctrl+Shift+M), берём в руки пульт, и направляем его на датчик. Нажимая разные кнопочки, наблюдаем в окне монитора соответствующие этим кнопкам коды.

ir-sensor

Проблема с загрузкой программы

В некоторых случаях, при попытке загрузить программу в контроллер, может появиться ошибка:

TDK2 was not declared In his scope

Чтобы ее исправить, достаточно удалить два файла из папки библиотеки. Заходим в проводник. Переходим в папку, где установлено приложение Arduino IDE (скорее всего это «C:\Program Files (x86)\Arduino»). Затем в папку с библиотекой:

…\Arduino\libraries\RobotIRremote

, и удаляем файлы: IRremoteTools.cpp и IRremoteTools.h. Затем, перезапускаем Arduino IDE, и снова пробуем загрузить программу на контроллер.

5. Управляем светодиодом с помощью ИК-пульта

Теперь, когда мы знаем, какие коды соответствуют кнопкам пульта, пробуем запрограммировать контроллер на зажигание и гашение светодиода при нажатии на кнопки громкости. Для этого нам потребуется коды (могут отличаться, в зависимости от пульта):

  • FFA857 — увеличение громкости;
  • FFE01F — уменьшение громкости.

В качестве светодиода, используем встроенный светодиод на выводе №13, так что схема подключения останется прежней. Итак, программа:

#include "IRremote.h"

IRrecv irrecv(2); // указываем вывод, к которому подключен приемник

decode_results results;

void setup() {
  irrecv.enableIRIn(); // запускаем прием
}

void loop() {
  if ( irrecv.decode( &results )) { // если данные пришли
    switch ( results.value ) {
    case 0xFFA857:
        digitalWrite( 13, HIGH );
        break;
    case 0xFFE01F:
        digitalWrite( 13, LOW );
        break;
    }    
    irrecv.resume(); // принимаем следующую команду
  }
}

Загружаем на Ардуино и тестируем. Жмем vol+ — светодиод зажигается. Жмем vol- — гаснет. Теперь, зная как это все работает, можно вместо светодиода управлять двигателями робота, или другими самодельными микроэлектронными устройствами!


Изменено:

Ардуино: инфракрасный пульт и приемник: 11 комментариев

  1. Во-первых спасибо за пример!
    но он не работал у меня(

    пришлось его доделать=)

    #include «IRremote.h»

    IRrecv irrecv(2); // указываем вывод, к которому подключен приемник

    decode_results results;
    int Relay = 4;

    void setup()
    {
    pinMode(Relay, OUTPUT);
    irrecv.enableIRIn(); // запускаем прием
    }
    void loop() {
    if ( irrecv.decode( &results )) { // если данные пришли
    switch ( results.value ) {
    case 0x40BF807F:
    digitalWrite( Relay, HIGH );
    break;
    case 0x40BF40BF:
    digitalWrite( Relay, LOW );
    break;
    }
    irrecv.resume(); // принимаем следующую команду
    }
    }

  2. Большое спасибо за познавательный урок, я бы хотел попросить вас усложнить задачку и сделать при помощи ШИМ плавное вкл/откл светодиода. Спасибо!

    • Дополнить программу кодом в данном месте (для увеличения яркости)
      case 0xFFA857:
      // например
      int val = 0;
      val += 50; // значение может быть любым
      // или val++; для более плавного перехода
      if (val > 255) val = 255
      analogWrite( 13, val );
      break;

  3. Подключил как в гайде, но все равно не работает( Имею в виду что монитор не показывает что я нажал пультом) но это не такой пульт как в этом гайде. В чем может быть проблема?

    • Скетч залился успешно, без ошибок? Причины могут быть разные. Например, пульт дает сигнал на частоте 40КГц, а приемник скорее всего 38КГц.

      • Я пробовал и таким же пультом и пультом от телевизора все работает. Посмотри все ли у тебя подключено правильно.

  4. А почему на схеме и на внешнем виде макета отличается подключение выводов? На схеме у вас (слева направо) идёт земля выход вход, а на макете земля вход выход.

    Я просмотрел уже несколько сайтов по подключению этого приёмника — везде подключают по разному, у одних левый вывод это выход, у других земля. Чепуха какая-то.

    • Спасибо за замечание! Оказалось, что в редакторе схем fritzing ИК-датчик отображается неверно. Заменили на правильный вариант. Теперь всё как надо. Если не заработает, ищите проблему в другом.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>