Вредоносное ПО (malware) - это назойливые или опасные программы,...
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.
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
Внешний вид макета
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.
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!
Рассмотрим на этом занятии подключение ИК приемника к Ардуино. Расскажем какую библиотеку следует использовать для IR приемника, продемонстрируем скетч для тестирования работы инфракрасного приемника от пульта дистанционного управления и разберем команды в языке C++ для получения сигнала. Сразу отметим, что IR датчик Ардуино подходит не к каждому пульту, частота сигнала может отличаться.
Устройство ИК приемника. Принцип работы
Приемники инфракрасного излучения получили сегодня широкое применение в бытовой технике, благодаря доступной цене, простоте и удобству в использовании. Эти устройства позволяют управлять приборами с помощью пульта дистанционного управления и их можно встретить практически в любом виде техники. Но, несмотря на это, постепенно Bluetooth модуль набирает все большую популярность.
Принцип работы IR ресивера. Обработка сигнала от пульта ДУ
ИК-приемник на Ардуино способен принимать и обрабатывать инфракрасный сигнал, в виде импульсов заданной длительности и частоты. Используется при изготовлении датчика препятствия и дальномера для Arduino. Обычно ИК-приемник имеет три ножки и состоит из следующих элементов: PIN-фотодиод, усилитель, полосовой фильтр, амплитудный детектор, интегрирующий фильтр и выходной транзистор.
Под действием инфракрасного излучения в фотодиоде, у которого между p и n областями создана дополнительная область из полупроводника (i -область), начинает течь ток. Сигнал поступает на усилитель и далее на полосовой фильтр, который настроен на фиксированную частоту: 30; 33; 36; 38; 40 и 56 килогерц и защищает приемник от помех. Помехи могут создавать любые бытовые приборы.
Чтобы сигнал от пульта ДУ принимался ИК приемником Ардуино, пульт должен быть с той же частотой, на которую настроен фильтр в IR приемнике. Поэтому не каждый пульт дистанционного управления подойдет для работы. Следует подбирать IR приемник и IR передатчик с одной частотой. После фильтра сигнал поступает на амплитудный детектор, интегрирующий фильтр и выходной транзистор.
Как подключить ИК приемник к Ардуино
Корпуса инфракрасных приемников содержат оптический фильтр для защиты прибора от внешних электромагнитных полей, изготавливаются они специальной формы для фокусировки принимаемого излучения на фотодиоде. Для подключения IR приемника к Arduino UNO используют три ножки, которые соединяют с — GND, 5V и A0. Советуем для начала использовать 3,3 Вольта, чтобы не сжечь ИК датчик при настройке.
Для занятия нам понадобятся следующие детали:
- плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
- макетная плата;
- IR приемник;
- пульт ДУ;
- 1 светодиод и резистор 220 Ом;
- провода «папа-папа» и «папа-мама».
Схема подключения ИК приемника к аналоговому порту Ардуино
Подключите IR приемник по схеме, представленной выше, и подключите светодиоды к 12 и 13 пину. Перед загрузкой программы, вам потребуется установить библиотеку IRremote.h, если она не была еще установлена. Данная библиотека не относится к стандартным библиотекам среды программирования Arduino IDE. Скачать библиотеку IRremote.h и готовый скетч можно одним архивом с Google Диск по ссылке .
Скетч для ИК приемника Arduino:
#includeПояснения к коду:
- Библиотека IRremote.h содержит набор команд и позволяет упростить скетч;
- Оператор decode_results присваивает получаемым сигналам от пульта дистанционного управления имя переменной results .
ИК датчик можно применять во многих устройствах на микроконтроллере Ардуино, в том числе, можно сделать дистанционное управление сервоприводом на Ардуино от ИК приемника. При настройке следует включить монитор порта Arduino IDE и узнать какой сигнал отправляет та или иная кнопка на пульте ДУ. Полученные коды следует использовать в скетче после знака двойного равенства в условиях if () .
Также часто читают:
Есть много статей в интернете о том, как сделать свой пульт к телевизору на Arduino, но мне понадобился универсальный пульт для управления телевизором и медиа-плеером. Главное преимущество моего универсального пульта в том, что кнопки в приложении для андроид телефона двух-целевые, а впрочем, смотрите на видео.
Пульт очень удобен в том, что на экране практически одни и те же кнопки используются для управления телевизором и плеером. Одно отличие в том, что кнопка "AV
" в режиме управления телевизором меняется на кнопку "◻
" (stop) при переходе в режим управления плеером. На картинках показано два режима, слева режим управления телевизором, справа - режим управления плеером.
Ну а сейчас я расскажу немного о создании такого пульта. Для устройства использовал пульт от телевизора ERGO и пульт от медиаплеера DUNE HD TV101W.
Для получения данных от пультов я использовал инфракрасный датчик TSOP1138 (аналог TSOP4838) на рабочей частоте 38 кГц и подключил его к плате Arduino по схеме:
Этот скетч на потребуется для определения кодировки передачи данных и считывания кода кнопок пультов.
В скетче в строке int RECV_PIN = 11; указываем наш пин под номером 4
После заливки скетча открываем «монитор порта» и, нажимая на кнопки пульта, смотрим на полученные данные.
На картинке пример сканирования кнопки включения от пульта телевизора и пульта плеера. Теперь формируем таблицу для кодов кнопок.
У меня получилось как на фото выше. Под надписью TV коды кнопок пульта от телевизора; под надписью Player - коды от пульта медиаплеера.
Теперь отключаем наш приемник инфракрасных сигналов от платы Arduino и подключаем к ней Bluetooth модуль HC-05 и инфракрасный светодиод по схеме на фото.
После этого переходим непосредственно к скетчу.
Скетч
#include
В скетче вам потребуется отредактировать коды кнопок, а именно в строках:
If (x == 97) {
irsend.sendNEC(0x807F08F7, 32);
delay(40);
Значение 807F08F7 поменять на:
If (y == 1) { //коды кнопок для пульта от телевизора
if (x == 97) {
irsend.sendNEC(0x12345678, 32);
delay(40);
}
Где 12345678 - это код вашей кнопки.
После редактирования скетча по ваши коды кнопок заливаем скетч в плату Arduino и переходим к установке приложения на телефон.
Включаем блютуз в телефоне, ищем наше устройство, создаем пару, потом запускаем приложение Pult на телефоне.
При запуске у нас появится экран с красным значком bluetooth в правом нижнем углу, что сигнализирует о том, что мы не подключены к нашему устройству.
После этого жмем на этот значок. У нас должно появится окно со списком всех доступных bluetooth устройств, где мы выбираем наше устройство для подключения.
Теперь мы снова вернулись на главный экран и уже можем управлять телевизором:
Для перехода в режим управления нам потребуется нажать кнопку с надписью «Player» . Как я говорил раньше, у нас кнопка с надписью «AV» поменяется на кнопку "◻ ":
Для отключения от нашего устройства просто зажмите кнопку «Power» на несколько секунд.
Ну и несколько фотографий моего готового устройства.
Получилось, вроде, неплохо. Жду комментарии к статье.
ИК приемник и инфракрасный пульт дистанционного управления – самый распространенный и простой способ управления электронной аппаратурой. Инфракрасный спектр излучения не виден человеческим глазом, но он отлично принимается ИК приемниками, которые встроены в электронные приборы. Модули Arduino ir remote используются для управления различной техникой в прямой видимости.
Широкое применение ИК излучателей стало возможным благодаря их низкой стоимости, простоте и удобству в использовании. ИК излучение лежит в диапазоне от 750 до 1000 мкм – это самая близкая часть спектра к видимому свету. В области инфракрасного излучения могут меняться оптические свойства различных материалов. Некоторые стекла, например, становятся непрозрачными для ИК лучей, парафин же наоборот прозрачен в ИК спектре.
Регистрируется излучение с помощью специальных фотоматериалов, на основе которых изготавливаются приемники. Источником инфракрасного излучения помимо нагретых тел (Солнца, ламп накаливания или свечей), могут быть твердотельные приборы – ИК светодиоды, лазеры. Излучение в инфракрасном диапазоне обладает рядом особенностей, благодаря которым их удобно использовать в пультах:
- Твердотельные излучатели (ИК светодиоды) стоят дешево и они компактны.
- Инфракрасные лучи не воспринимаются и не фиксируются человеческим глазом.
- ИК приемники также дешево стоят, и они имеют небольшие размеры.
- Малые помехи, так как передатчик и приемник настроены на одну частоту.
- Отсутствует негативное влияние на здоровье человека.
- Высокий показатель отражения от большинства материалов.
- IR излучатели не влияют на работу других устройств.
Работа пульта осуществляется следующим образом. При нажатии кнопки происходит кодирование сигнала в инфракрасном свете, приемник принимает его и выполняет требуемое действие. Информация кодируется в виде логической последовательности пакетов импульсов с определенной частотой. Приемник получает эту последовательность и выполняет демодулирование данных. Для приема сигнала используется микросхема, в которой содержатся фотоприемник (фотодиод), усилители, полосовой фильтр, демодулятор (детектор, который позволяет выделить огибающую сигнала) и выходной транзистор. Также в ней установлены фильтры – электрический и оптический. Работают такие устройства на расстоянии до 40 метров. ИК способ передачи данных существует во многих устройствах: в бытовых приборах, в промышленной технике, компьютерах, оптоволоконных линиях.
IR приемник Arduino
Для считывания IR сигнала понадобятся сама плата Ардуино, макет, приемник IR сигнала и перемычки. Существует огромное множество различных приемников, но лучше использовать TSOP312 или другие соответствующие для Ардуино. Данные от пульта к приемнику могут передаваться по протоколу RC5 или NEC.
Чтобы определить, какая ножка к чему относится, нужно посмотреть на датчик со стороны приемника. Тогда на приемнике центральный контакт – это земля, слева – выход на микроконтроллер, справа – питание.
Для удобства можно использовать готовые модули IR приемника.
Подключение IR приемника к ардуино
Выходы IR приемника подключают к Ардуино к портам GND, 5V и цифровому входу. Схема подключения датчика к 11 цифровому пину изображена ниже.
Вот так выглядит схема с модулем инфракрасного приемника:
Библиотеки для работы с IR
Для работы с ИК устройствами можно использовать библиотеку IRremote, которая позволяет упростить построение систем управления. Скачать библиотеку можно . После загрузки скопируйте файлы в папку \arduino\libraries. Для подключения в свой скетч библиотеки нужно добавить заголовочный файл #include
Для чтения информации используется пример IRrecvDumpV2 из библиотеки. Если пульт уже существует в списке распознаваемых, то сканирование не потребуется. Для считывания кодов нужно запустить среду ARduino IDE и открыть пример IRrecvDemo из IRremote.
Существует и вторая библиотека для работы с ИК сигналами – это IRLib . Она похожа по своему функционалу на предыдущую. По сравнению с IRremote в IRLib имеется пример для определения частоты ИК датчика. Но первая библиотека проще и удобнее в использовании.
После загрузки библиотеки можно начать считывать получаемые сигналы. Для этого используется следующий код.
Оператор decode_results нужен для того, чтобы присвоить полученному сигналу имя переменной results .
В коде нужно переписать «HEX» в «DEC».
Затем после загрузки программы нужно открыть последовательный монитор и нажимать кнопки на пульте. На экране будут появляться различные коды. Нужно сделать пометку с тем, к какой кнопке соотносится полученный код. Удобнее полученные данные записать в таблицу. После этот код можно записать в программу, чтобы можно было управлять прибором. Коды записываются в память самой платы ардуино EEPROM, что очень удобно, так как не придется программировать кнопки при каждом включении пульта.
Бывает, что при загрузке программы выдается ошибка «TDK2 was not declared In his scope». Для ее исправления нужно зайти в проводник, перейти в папку, в которой установлено приложение Arduino IDE и удалить файлы IRremoteTools.cpp и IRremoteTools.h. После этого нужно произвести перезагрузку программы на микроконтроллер.
Заключение
Использование Arduino ir remote упрощает жизнь пользователю. В качестве пульта дистанционного управления может выступать мобильный телефон, планшет или компьютер – для этого только нужен специальный софт. При помощи Ардуино можно централизовать все управление. Одной кнопкой на пульте можно выполнить сразу несколько действий – например, включить одновременно телевизор и Blu-Ray.
Создавая устройства для работы с IR-пультами очень необходим инструмент, при помощи которого можно было бы записывать и анализировать IR-сигналы. Таким инструментом, в идеале, мог бы стать цифровой осциллограф или логический анализатор, но эти приборы далеко не у всех есть, а специально покупать — дорого. Как же быть? Есть очень простое решение – звуковая карта компьютера! Сигнал будем записывать с ее помощью.
Кроме звуковой карты (которая, я надеюсь, есть в Вашем компьютере) нам понадобиться приемник IR-сигналов. Правильней бы собрать полноценную схему приемника с TSOP, но поступим максимально просто — в качестве IR-приемника возьмем самый обычный IR светодиод (тот самый который стоит в Вашем пульте). Можно, конечно, взять и IR фотодиод, но IR светодиод достать проще. IR светодиод нужно подключить напрямую к микрофонному входу звуковой карты. Для этого понадобиться 3.5мм штекер и кусок экранированного провода (шнурок с разъемом я отрезал от старого неработающего микрофона).
Подключается светодиод следующим образом:
В результате, получим вот такое устройство:
Вставляем штекер в микрофонный вход (он розового цвета). В настройках звуковой карты выбираем микрофон как входное устройство, регулятор усиления выкручиваем на максимум и ставим галочку дополнительного усиления. Для проверки, направляем пульт на светодиод-приемник (необходимо максимально приблизить к пульту), нажимаем клавишу – в динамиках должны слышаться щелчки.
Если у Вас, по какой либо причине, нет микрофонного входа (например, в ноутбуке) — подключайте приемник к линейному входу звуковой карты – все будет работать так же, только амплитуда записанного сигнала станет намного меньшей.
Теперь нам нужна программа для записи звука.
Для этих целей подойдет любая программа, которая у Вас есть. Если у Вас нет любимой программы для работы со звуком, предлагаю небольшую и бесплатную программку — Wavosaur (http://www.wavosaur.com/) Программа работает без установки и имеет небольшой размер — как я люблю:).
Программа для работы со звуком.
После запуска программы включаем индикатор уровня (линейка в правой части окна) и проверяем реакцию на сигналы пульта. По умолчанию должно все заработать – линейка будет зашкаливать от принимаемых сигналов (если реакции нет — лезем в настройки Audio configuration/Audio in ). Далее нажимаем пиктограмму записи, подносим пульт максимально близко к приемному светодиоду, нажимаем клавишу пульта и удерживаем пару секунд. Отключаем запись – Готово! В окне мы увидим развертку принятого IR сигнала. Что интересно, сигнал будет уже детектированным – мы не увидим несущей частоты, а только полезный сигнал. Так получается из-за того, что входные емкости микрофонного входа не успевают перезаряжаться.
Полученный сигнал можно масштабировать по времени, амплитуде и, что очень удобно, выделяя определенный промежуток, сразу можно увидеть его длительность. Принятый сигнал можно сохранить (лучше в wav-формате – не будет искажений) или экспортировать в MP3, текст, бинарный файл (полезная штука!).
Для примера , сигнал моего пульта от телевизора (формат NEC):
По картинке видны все временные интервалы, можно даже вычислить адрес пульта и код команды кнопки – все наглядно и понятно.
P.S.
Большая просьба! Если Вы соберете такой приемник, сохраните посылки Ваших пультов и пришлите мне на мыло (в закладке «о проекте») – это очень поможет в улучшении алгоритма универсального приемника. В названии файла указывайте от чего пульт и фирму изготовителя (например: tv-sony.wav
).
Еще о работе с IR пультами!
Мною был предложен самый простой вариант «пощупать» сигнал от IR-пульта, но есть множество решений которые могут делать намного больше! Принимать IR-сигнал, анализировать, сохранять, воспроизводить, программировать свои пульты, управлять компьютером … Этот раздел и будет содержать ссылки на такие решения.
1. DvzRcEditor
Первой у нас пойдет программка DvzRcEditor,
которую скинул mobi.
Программу сделал некий Dvz 2010
(к сожалению нет его координат, может знает кто?).
- Программа для анализа и повторения IR-сигналов.
Программа позволяет при помощи микрофонного входа и аудиовыхода как записывать так и воспроизводить IR-посылки. Имеются средства для анализа IR-посылки и создания базы посылок пультов (есть небольшая база по различным пультам). Интересным решением является поддержка своего пульта, сделанного на ATtiny2313. 
Пульт имеет 7 клавиш которым можно задать любые команды из проанализированных, причем программа может сама записать сигналы для этих кнопок в микроконтроллер (при условии, что Вы первый раз прошьете туда бутлоадер).
Все просто и наглядно — мне понравилось!
2.
SlyControl.
http://slydiman.narod.ru/scr/index.htm
Это даже не программа — это целый интернет ресурс посвященный IR пультам. Содержит много полезной информации, аппаратные и программные решения на все случаи. Вот, что авторы пишут о SlyControl:
— это универсальная программа для управления всем, чем угодно с помощью компьютера.
Для чего это можно использовать:
— управление любыми программами с любого пульта дистанционного управления (ДУ), с клавиатуры мультимедиа клавишами или джойстиком
— эмуляция клавиатуры и мыши с любого пульта ДУ
— планировщик (не просто запустить программу по времени, но и выполнить с ней какие-то действия)
— выключение компьютера по таймеру или по событию
— можно и свет в квартире включать с ДУ, нужно только плагин соответствующий добавить 😉
А еще на ресурсе есть программа RCExplorer 2.1
— база данных по ИК пультам (база содержит более 200 записей).
Программа позволяет:
— Принимать сигнал с пультов используя звуковую карту, COM порт, IgorPlug-USB или IgorPlug2
— Детально анализировать сигнал — (модуляция, временные характеристики, особенности кодирования, коды повтора и пр., поддерживаются все известные мне на данный момент протоколы, программа может работать и с неизвестными протоколами.
— Графически отображать сигнал в реальном времени и по данным из базы
— Производить поиск аналогичного пульта по базе данных
— Воспроизводить команду пульта по данным из базы через COM порт
В общем, обязательно посетите ресурс — будет интересно.
(Visited 20 417 times, 9 visits today)
