如何制作基于Arduino的IR接收器？

在本文中，英銳恩單片機(jī)開發(fā)工程師分享了一個(gè)使用紅外遙控器控制繼電器開關(guān)的案例。紅外（IR）通信技術(shù)早在WiFi和藍(lán)牙之前就已經(jīng)存在，它仍然是實(shí)現(xiàn)典型家庭自動(dòng)化系統(tǒng)主要組件的關(guān)鍵組件。例如，IR技術(shù)仍用于無線耳機(jī)，家庭安全系統(tǒng)中的入侵檢測(cè)以及手持遙控器中，用于控制家庭娛樂系統(tǒng)（電視，DVD，音箱等），空調(diào)裝置和其他家用電器。由于紅外技術(shù)需要在發(fā)射器和接收器單元之間形成視線，因此它只能用于連接短距離的設(shè)備，例如在同一房間。

在這里，將展示如何制作基于Arduino的IR接收器，以解碼來自TV/DVD遙控器的IR信號(hào)。根據(jù)與遙控器上特定按鈕對(duì)應(yīng)的解碼值，我們將對(duì)Arduino進(jìn)行編程以控制多個(gè)繼電器開關(guān)。

電路設(shè)置

遙控器發(fā)送的紅外信號(hào)很容易受到附近其他紅外源（例如加熱器和白熾燈）的干擾。因此，為了使接收器區(qū)分IR信號(hào)和所有其他紅外噪聲源，已發(fā)射的IR信號(hào)被調(diào)制。對(duì)于調(diào)制，需要穩(wěn)定的載波頻率（通常為30–60

kHz），其中38Khz是最常用的載波頻率。盡管有幾種數(shù)字調(diào)制技術(shù)，但大多數(shù)現(xiàn)代消費(fèi)類電子產(chǎn)品都使用幅移鍵控（ASK）來設(shè)計(jì)IR遙控器。在ASK中，載波的幅度根據(jù)數(shù)字輸入信號(hào)而變化。邏輯1由一定幅度的載波信號(hào)表示，而邏輯0通過將載波幅度更改為零（或?qū)⑵潢P(guān)閉）表示。

在此方案中，我們將使用來自電視遙控器的IR信號(hào)來控制多個(gè)繼電器開關(guān)。為此，我們需要一個(gè)IR接收器電路，該電路將解調(diào)電視遙控器發(fā)送的IR信號(hào)。解調(diào)后的數(shù)字輸出可以由Arduino直接解釋。

TSOP1740紅外接收器內(nèi)置了該方案的接收電路。TSOP17XX系列是小型接收器，具有集成在一個(gè)封裝中的光電探測(cè)器和前置放大器，可以用于紅外遙控系統(tǒng)。內(nèi)部還使用了帶通濾波器，積分器級(jí)和自動(dòng)增益控制來抑制有害噪聲。名稱的后兩位（XX）代表帶通的中心頻率。因此，TSOP1740適用于40

KHz的調(diào)制IR信號(hào)。

下面顯示的是該方案所需的完整電路設(shè)置。TSOP17340的解調(diào)后輸出將輸出到Arduino引腳D11。在此演示中使用了一個(gè)雙繼電器控制板。兩個(gè)繼電器的控制引腳（IN1和IN2）由Arduino的D6和D7

I/O引腳驅(qū)動(dòng)。整個(gè)電路在5V下工作。

此方案中使用的繼電器板具有光耦合器，用于在輸入控制引腳和輸出繼電器驅(qū)動(dòng)器電路之間進(jìn)行電氣隔離。這兩個(gè)繼電器單元的板載驅(qū)動(dòng)器電路可在低電平有效輸入下工作。這意味著必須將IN引腳拉低以激活繼電器。以下電路描述了繼電器控制邏輯的工作方式。同樣的電路也適用于第二繼電器單元。跳線JP1允許你為輸出側(cè)（繼電器及其晶體管驅(qū)動(dòng)器）選擇單獨(dú)的電源（在板上標(biāo)記為JD-VCC）。如果要為整個(gè)電路使用相同的5V電源，則需要在VCC和JD-VCC引腳之間放置一個(gè)并聯(lián)跳線。從電路圖中可以很容易地看出，輸入端的邏輯0接通了光耦合器，然后激活了繼電器。

硬件設(shè)置完成后，我們現(xiàn)在將對(duì)Arduino

Nano進(jìn)行編程，以接收TSOP1738解調(diào)后的輸出并解釋遙控器上各個(gè)按鈕按下的代碼。不同制造商設(shè)計(jì)了許多不同的紅外協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)或數(shù)據(jù)格式，供消費(fèi)類電子產(chǎn)品使用。最常用的協(xié)議是Philips的RC-5和RC-6，Sony的SIRC，NEC，JVC。這些協(xié)議中的每一種都有自己的發(fā)送數(shù)據(jù)格式，該格式由一些地址位和一些命令位組成。

#include < IRremote.h >
int RECV_PIN = 11;
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
decode_results results;
void dump(decode_results *results) {
 int count = results- >rawlen;
 if (results- >decode_type == UNKNOWN) {
 Serial.println("Could not decode message");
 } 
 else {
 Serial.println("Signal received.");
 if (results- >decode_type == NEC) {
 Serial.print("Decoded NEC, ");
 } 
 else if (results- >decode_type == SONY) {
 Serial.print("Decoded SONY, ");
 } 
 else if (results- >decode_type == RC5) {
 Serial.print("Decoded RC5, ");
 } 
 else if (results- >decode_type == RC6) {
 Serial.print("Decoded RC6, ");
 }
 Serial.print("Value= ");
 Serial.print(results- >value, DEC);
 Serial.print(" (");
 Serial.print(results- >bits, DEC);
 Serial.println(" bits)");
 }
 
}
void setup()
{
 Serial.begin(9600);
 Serial.println("IR decoder");
 irrecv.enableIRIn(); // Start the receiver
}
int on = 0;
unsigned long last = millis();
void loop() {
 if (irrecv.decode(&results)) {
 // Wait for 0.5sec before decoding another code
 if (millis() - last > 500) {
 
 dump(&results);
 }
 last = millis(); 
 irrecv.resume(); // Receive the next value
 }
}
我們將分兩個(gè)步驟為該方案開發(fā)Arduino固件。首先，我們將編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的程序來找出遙控器上特定按鈕的數(shù)字代碼（或十進(jìn)制值）。它將讀取IR接收器的輸出，對(duì)消息進(jìn)行解碼，并在串行監(jiān)視器窗口上打印出所用協(xié)議的類型以及所傳輸代碼的十進(jìn)制值。這樣做的程序在下面發(fā)布（代碼改編自Ken Shirriff編寫的IRrelay示例）。

此測(cè)試程序的硬件設(shè)置與上面描述的相同。現(xiàn)在，將遙控器對(duì)準(zhǔn)面包板上的TSOP1740模塊，然后按一個(gè)按鈕，你將在串行監(jiān)視器窗口上看到該按鈕的解碼十進(jìn)制值。確保串行監(jiān)視器的波特率選擇為9600。如果你的遙控器使用IRremote庫(kù)的受支持協(xié)議列表中未提供的其他數(shù)據(jù)編碼方案，則它將無法解碼該代碼。這里用兩個(gè)不同的遙控器進(jìn)行了測(cè)試：一個(gè)遙控器是Sony Blueray播放器，另一個(gè)是HP多合一電腦，它能夠同時(shí)解碼。在串行監(jiān)視器窗口中，可以看到HP遙控器使用Philips RC-6協(xié)議，而Sony使用其自己的SIRC協(xié)議。在Sony遙控器上為VOL+和VOL-。

![testserialmonitor.png](http://www.enroo.com/imagePath/ae6faafdfd2640afb9ff1b2e2f152f1f.png "ae6faafdfd2640afb9ff1b2e2f152f1f.png")

現(xiàn)在我們知道特定按鈕按下會(huì)發(fā)送什么代碼，我們可以修改代碼以實(shí)現(xiàn)用于切換繼電器電路的附加邏輯。我們將對(duì)Arduino進(jìn)行編程以執(zhí)行以下邏輯。

按下VOL +時(shí)，繼電器1打開。
按下VOL-時(shí)，繼電器1將關(guān)閉。
按下CH +時(shí)，繼電器2打開。
按下CH-時(shí)，繼電器2將關(guān)閉。
按下暫停按鈕時(shí)，兩個(gè)繼電器都將關(guān)閉。
按下PLAY按鈕時(shí)，兩個(gè)繼電器都打開。

以下為執(zhí)行此任務(wù)的代碼：

#include

#define SW1 6 // Relay control pins are 6 and 7

#define SW2 7

int RECV_PIN = 11; // IR receive pin is 11

IRrecv irrecv(RECV_PIN);

long int decodedCode;

decode_results rcv;

void controlRelays(){

if(decodedCode == 1168) digitalWrite(SW1, LOW);

if(decodedCode == 3216) digitalWrite(SW1, HIGH);

if(decodedCode == 144) digitalWrite(SW2, LOW);

if(decodedCode == 2192) digitalWrite(SW2, HIGH);

if(decodedCode == 625479){

digitalWrite(SW1, HIGH); // All off

digitalWrite(SW2, HIGH);

}

if(decodedCode == 363335){

digitalWrite(SW1, LOW); // All on

digitalWrite(SW2, LOW);

}

delay(300);

}

void setup(){

pinMode(SW1, OUTPUT);

pinMode(SW2, OUTPUT);

digitalWrite(SW1, HIGH); // Relay is active low, so HIGH will turn it off at startup

digitalWrite(SW2, HIGH);

Serial.begin(9600);

Serial.println("IR relay controller");

irrecv.enableIRIn();

}

void loop(){

if (irrecv.decode(&rcv)) {

Serial.print("Signal received, Value= ");

decodedCode = rcv.value;

Serial.println(decodedCode, DEC);

controlRelays();

irrecv.resume();

}

}

將程序上傳到Arduino之后，享受通過遙控器打開和關(guān)閉繼電器的樂趣。就可以輕松地將更多的繼電器添加到Arduino的其他免費(fèi)I/O引腳，并添加更多的if語句，以類似的方式控制它們。