Ардуино: инфракрасный пульт и приемник

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.

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.

Инфракрасный пульт

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.

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.

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

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.

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!

Несмотря на то, что инфракрасные пульты всё еще сильно распространены, этот способ передачи данных сильно проигрывается более современным подходам. Для управления устройствами удобнее использовать bluetooth или wi-fi совместно с протоколом mqtt.

9+

Изменено:

Ардуино: инфракрасный пульт и приемник: 60 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
    }
    }

    19+
      • у меня тоже не заработал скетч . вот скетч который у меня
        заработал.

        #include // подключаем библиотеку для IR приемника

        IRrecv irrecv(6); // указываем пин, к которому подключен IR приемник
        decode_results results;

        void setup() // процедура setup
        {
        irrecv.enableIRIn(); // запускаем прием инфракрасного сигнала

        pinMode(11, OUTPUT); // пин 13 будет выходом (англ. «output»)
        pinMode(12, OUTPUT); // пин 12 будет выходом (англ. «output»)
        pinMode(A0, INPUT); // пин A0 будет входом (англ. «intput»)

        Serial.begin(9600); // подключаем монитор порта
        }

        void loop() // процедура loop
        {
        if (irrecv.decode(&results)) // если данные пришли выполняем команды
        {
        Serial.println(results.value); // отправляем полученные данные на порт

        // включаем и выключаем светодиоды, в зависимости от полученного сигнала

        if (results.value == 12535991) {
        digitalWrite(11, HIGH);
        }
        if (results.value == 12574751 ) {
        digitalWrite(11, LOW);
        }
        if (results.value == 16718055) {
        digitalWrite(12, HIGH);
        }
        if (results.value == 16724175) {
        digitalWrite(12, LOW);
        }
        irrecv.resume(); // принимаем следующий сигнал на ИК приемнике
        }
        }

        0
  2. Большое спасибо за познавательный урок, я бы хотел попросить вас усложнить задачку и сделать при помощи ШИМ плавное вкл/откл светодиода. Спасибо!

    4+
    • 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;

      5+
          • Нужно подключать к выходам с ШИМ (PWM)

            3+
      • У вас ошибка в коде. При таком алгоритме значение val всегда будет 50, так как постоянно при нажатии на кнопку пульта у вас будет переопределяться переменная val. Во избежание этого следует добавить слово «static» к типу данных val.

        6+
  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?

    2+
    • Скетч залился успешно, без ошибок? Причины могут быть разные. Например, пульт дает сигнал на частоте 40КГц, а приемник скорее всего 38КГц.

      2+
      • Я пробовал и таким же пультом и пультом от телевизора все работает. Посмотри все ли у тебя подключено правильно.

        3+
    • Как сделать так что бы ик приемник получал один и тот же сигнал, у меня он принимает с одной кнопки разные коды

      2+
  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.

    2+
    • 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.

      2+
  5. Я пишу скетч на управление сервой с помощью ик приёмника и вылетает ошибка:
    ‘results’ was not declared in this scope

    Скетч:
    #include
    #include
    #include

    Servo MyServo;

    IRrecv irrecv(2);

    void setup() {
    Serial.begin(9600);
    irrecv.enableIRIn(); // запускаем прием
    MyServo.attach(4);

    }

    void loop() {
    if ( irrecv.decode( &results )) {
    switch ( results.value ) {
    case 0xFFA25D:
    MyServo.write(0);
    break;
    case 0xFF629D:
    MyServo.write(90); //поворот на 90 градусов
    break;
    }
    irrecv.resume(); // принимаем следующую команду
    }

    1+
  6. Спасибо за пример! Заработал с первого раза. Очень доходчиво и просто. Спасибо.

    1+
  7. Добрый день!

    Использовал скетчи из этой темы для того, что бы сделать лазертаг мишень: принимает ИК сигнал выстрела, загорается и гаснет, но вот какие вопросы:
    1. Как только программа загружается в Ардуино — диод горит сразу.
    2. Что надо сделать, что бы принял сигнал — моргнул 500 мсек — погас?

    #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
    pinMode(3, OUTPUT);
    }

    void loop() {
    if ( irrecv.decode( &results )) { // если данные пришли
    switch ( results.value ) {
    case 0x2FD58A7:
    digitalWrite ( 3, HIGH );
    delay (10);
    case 0x2FDD827:
    digitalWrite ( 3, LOW);
    delay (100);
    }
    Serial.println( results.value, HEX ); // печатаем данные
    irrecv.resume(); // принимаем следующую команду
    }

    }

    1+
  8. Автору респект.
    Alexandr, отдельная благодарность.
    Светодиод горел на авторском скетче вполнакала,
    с Вашей поправкой все заработало отлично.

    1+
  9. Добрый день.
    Не подскажете, в чем может быть проблема?
    #include «IRremote.h»
    void setup() {}
    void loop(){}
    Не компилируется:
    IRremote.h: No such file or directory

    Спасибо.

    1+
  10. Использую код из ваших примеров, но среда упорно пишет «Ошибка компиляции для платы Arduino/Genuino Uno». Никаких подробностей не указано больше. В чем проблема может быть?

    0
    • Бывает такое при подключении платы с уже запущенным приложением Arduino IDE. Закрой ИДЕшку, извлеки провод, с помощью которого прошиваешь плату, запусти ИДЕ, подключи плату(ардуинку). PROFIT

      0
      • Можно сделать проще: зайти в программу, Инструменты, Порт и выбираем

        1+
  11. Добрый день? возможно ли подключить к uno серво шилд и wi-fi шилд? если нет, то какой вариант возможен?

    0
  12. извините,но в вашем коде какая то фигня… Вставте ваш код в word и вы поймёте.

    0
  13. собрал все по схеме светодиодом моргать получается а когда вместо светодиода цепляю реле неработает

    0
    • Скорее всего тока не хватает для управления реле.
      Какое реле подключаете?

      1+
  14. Доброго времени суток!
    Господа, я новичок в освоении Ардуино, Но!
    Получаю команды с пульта всегда в двух числах, исходя из этого
    хотел бы спросить профессионалов — Почему 2 цифры?
    Как я понял одна из них и есть код сигнала, а вторая преселектор (т.е доп сигнал, для считывания нажатия комбинации кнопок в момент времени),.
    Так, как в моем случае, мне нужна быстрая реакция на нажатие, я включил их в обработку
    Пример ниже…

    Текст Кода

    #include «IRremote.h»

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

    decode_results results;

    void setup() {
    pinMode(13,OUTPUT);
    pinMode(12,OUTPUT);
    Serial.begin(9600); // выставляем скорость COM порта
    irrecv.enableIRIn(); // запускаем прием
    }

    void loop() {
    if ( irrecv.decode( &results )) { // если данные пришли
    Serial.println( results.value ); // печатаем данные

    if (results.value ==32||results.value==2080)
    {
    digitalWrite( 13, HIGH );
    }
    if (results.value ==33||results.value==2081)
    {
    digitalWrite( 13, LOW );
    }
    if (results.value ==17||results.value==2065)
    {
    digitalWrite( 12, HIGH );
    }
    if (results.value ==16||results.value==2064)
    {
    digitalWrite( 12, LOW );
    }
    irrecv.resume(); // принимаем следующую команду
    }
    }

    0
    • Какая ошибка? case неверный? Допишите перед вашим значением кода 0x Например case 0xCE1972FD

      1+
  15. Почему приёмник иногда пишет в консоль разные коды на одну и ту же кнопку? Как эти коды можно контролировать в понятный для Android вид чтобы создать программный пульт?

    1+
    • ТЫ НА ПУЛЬТЕ НАЖИМАЕШЬ РАЗНЫЕ КНОПКИ ПРОСТО СМОТРИ НА ПУЛЬТ И НАЖИМАЙ НОГТЕМ НА ОДНУ КНОПКУ НЕ УДЕРЖИВАЯ ПРИМЕРНО МЕНЬШЕ СЕКУНДЫ!

      2+
  16. ГДЕ ВЫ ПОКАЗАЛИ КАК ПОДКЛЮЧАТЬ ИК ДАТЧИК ТАМ НЕ ПРАВИЛЬНО МОЖНО БЫЛО ПОДКЛЮЧИТЬ НА 3 ВОЛЬТА А МОТОР НА 5 ИЛИ НА СЕМЬ ВОЛЬТ МЕНЬШЕ ПЯТИ ВОЛЬТ МОТОРУ НЕ ХВАТАЕТ МОЩНОСТИ!

    1+
  17. Если использовать в одном скрипте + tone для пищалки, то вылетает ошибка
    >>
    Arduino: 1.8.8 (Windows XP), Плата:»Arduino/Genuino Uno»
    Tone.cpp.o (symbol from plugin): In function `timer0_pin_port’:
    (.text+0x0): multiple definition of `__vector_7′
    libraries\IRremote\IRremote.cpp.o (symbol from plugin):(.text+0x0): first defined here
    collect2.exe: error: ld returned 1 exit status
    exit status 1
    Ошибка компиляции для платы Arduino/Genuino Uno.
    <<
    Куда копать?

    1+
    • Функция tone () использует таймер 2, который по умолчанию IRremote также использует при использовании чипа ATmega2560.
      В файле IRremoteInt.h вы можете определить, какой таймер использовать. Или скачайте библиотеку TonePlayer

      1+
  18. копировал, поменял на сигнал для своего пульта, закинул, выдает
    Arduino: 1.8.9 Hourly Build 2019/03/18 11:33 (Windows 10), Плата: «Arduino BT, ATmega328P»

    Скетч використовує 6502 байтів (22%) місця зберігання для програм. Межа 28672 байтів.
    Глобальні змінні використовують 236 байтів (11%) динамічної пам’яті, залишаючи 1812 байтів для локальних змінних. Межа 2048 байтів.
    avrdude: stk500_getsync() attempt 1 of 10: not in sync: resp=0x78
    avrdude: stk500_getsync() attempt 2 of 10: not in sync: resp=0x86
    avrdude: stk500_getsync() attempt 3 of 10: not in sync: resp=0x60
    avrdude: stk500_getsync() attempt 4 of 10: not in sync: resp=0x66
    avrdude: stk500_getsync() attempt 5 of 10: not in sync: resp=0x86
    avrdude: stk500_getsync() attempt 6 of 10: not in sync: resp=0x78
    avrdude: stk500_getsync() attempt 7 of 10: not in sync: resp=0x06
    avrdude: stk500_getsync() attempt 8 of 10: not in sync: resp=0x18
    avrdude: stk500_getsync() attempt 9 of 10: not in sync: resp=0x60
    avrdude: stk500_getsync() attempt 10 of 10: not in sync: resp=0xe6
    Сталася помилка при вивантаженні скетча

    Цей звіт міститиме більше інформації, якщо
    в меню Файл -> Налаштування увімкнути опцію
    «Показати докладний звіт при компіляції».

    0
    • Судя по ошибке, Arduino IDE не может залить скетч на плату по каким-то причинам. При этом скетч скомпилирован, к программе уже претензий нет. Проверьте кабель, подключение. Может загрузчик слетел с ардуины, такое тоже бывает.

      1+
  19. Добрый день! Кто знает: как сделать так, чтобы светодиод горел столько, сколько жмешь кнопку на пульте? Зараннее спасибо!

    0
  20. Ошибка компиляции — нет предустановленной библиотеки IRremote.h
    А жаль…

    0

Добавить комментарий

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

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.