ИК-пульт и приёмник: управление Arduino с дивана

Любой пульт от телевизора, кондиционера или приставки — готовое беспроводное управление для Arduino. Нужен только приёмник за двести рублей и одна библиотека. Пульт шлёт вспышки невидимого инфракрасного света, приёмник превращает их в цифры, а скетч решает, что делать: включить свет, повернуть робота, переключить трек.

Приёмник: три ножки и 38 кГц

Пульт мигает светодиодом не просто так, а с несущей частотой — чаще всего 38 кГц. Приёмник вроде VS1838B или TSOP4838 настроен на неё: он отсекает солнце и лампы, а на вспышки пульта отвечает нулями и единицами на выводе OUT. Отдельный «голый» приёмник стоит несколько десятков рублей, в Trema-модуле тот же VS1838B уже распаян с конденсатором и шлейфом — 194 ₽. Пульт в комплект не входит: подойдёт любой домашний или 21-кнопочный из наборов.

Библиотека IRremote и её новый вид

Стандарт — библиотека IRremote, в каталоге сейчас версия 4.7.1. В 2021 году она сменила кожу: вместо IRrecv irrecv(2) и decode_results из старых уроков теперь один готовый объект IrReceiver, подключается она строкой #include <IRremote.hpp>, а результат лежит в IrReceiver.decodedIRData уже разобранным на протокол, адрес и команду. Старые скетчи библиотека 4.x ещё собирает, но коды в них выглядят иначе: одно 32-битное число вместо адреса и команды, а удержание кнопки даёт FFFFFFFF. Если переписываете урок десятилетней давности, проще перейти на новый вид — он короче.

Шаг 1. Узнать коды своих кнопок

Первый скетч ничего не делает, только печатает, что пришло. На Uno он занимает 8 970 байт.

#include <IRremote.hpp>  // IRremote 4.x подключается именно так, с .hpp

const byte IR_PIN = 2;   // выход приёмника OUT

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  IrReceiver.begin(IR_PIN, ENABLE_LED_FEEDBACK);  // светодиод платы мигнёт на каждый сигнал
  Serial.println("Нажимайте кнопки пульта");
}

void loop() {
  if (IrReceiver.decode()) {
    if (IrReceiver.decodedIRData.flags & IRDATA_FLAGS_IS_REPEAT) {
      Serial.println("(кнопка удерживается)");
    } else {
      Serial.print("Протокол: ");
      Serial.print(getProtocolString(IrReceiver.decodedIRData.protocol));
      Serial.print("  адрес: 0x");
      Serial.print(IrReceiver.decodedIRData.address, HEX);
      Serial.print("  команда: 0x");
      Serial.println(IrReceiver.decodedIRData.command, HEX);
    }
    IrReceiver.resume();  // готовы принимать следующую посылку
  }
}

Откройте монитор порта на 9600 и понажимайте кнопки. Для пульта из набора вы увидите что-то вроде Протокол: NEC адрес: 0x0 команда: 0xC — это кнопка «1». Команда и есть номер кнопки, её и запоминаем. Адрес — номер «устройства», у всех кнопок одного пульта он одинаковый; он пригодится, если в комнате два пульта с одинаковыми командами.

Пока держите кнопку, пульт NEC не повторяет код, а шлёт короткий сигнал «всё ещё нажато» — библиотека отмечает его флагом IRDATA_FLAGS_IS_REPEAT, и скетч пишет «кнопка удерживается». Это важно для шага 2: если не отсеивать повторы, одно долгое нажатие переключит свет десять раз.

Шаг 2. Включить что-нибудь с пульта

Впишите коды двух кнопок и получите выключатель. Коды в скетче — от чёрного 21-кнопочного пульта «Car MP3», который кладут в большинство наборов: кнопка «1» — 0x0C, «2» — 0x18. Скетч занимает 7 262 байта.

#include <IRremote.hpp>

const byte IR_PIN = 2;
const byte LED = LED_BUILTIN;

// Коды кнопок узнайте первым скетчем и впишите свои.
const uint16_t CMD_ON = 0x0C;   // у 21-кнопочного пульта из наборов это кнопка «1»
const uint16_t CMD_OFF = 0x18;  // кнопка «2»

void setup() {
  pinMode(LED, OUTPUT);
  IrReceiver.begin(IR_PIN);  // без подмигивания: светодиод платы занят нами
}

void loop() {
  if (IrReceiver.decode()) {
    // Удержание кнопки шлёт повторы — на них не реагируем.
    if (!(IrReceiver.decodedIRData.flags & IRDATA_FLAGS_IS_REPEAT)) {
      uint16_t cmd = IrReceiver.decodedIRData.command;
      if (cmd == CMD_ON) {
        digitalWrite(LED, HIGH);
      } else if (cmd == CMD_OFF) {
        digitalWrite(LED, LOW);
      }
    }
    IrReceiver.resume();
  }
}

Остальные кнопки этого пульта, чтобы не снимать каждый раз (протокол NEC, адрес 0x0):

Осторожно: у второго ходового пульта — белого, с кнопками POWER, VOL+ и FUNC/STOP — те же числа сидят на других кнопках: 0x40 там «воспроизведение», 0x43 — «вперёд», 0x15 — «тише». Поэтому первый скетч всё равно нужен: пять минут с монитором порта избавят от загадок.

Вместо светодиода на этом же месте может стоять реле, сервопривод или мотор — меняется только то, что делается в ветках if. Дальше по той же схеме собирается MP3-плеер с пультом — он разобран в статье про DFPlayer Mini.

NEC, Sony, RC5: какой пульт у вас

Разных способов кодировать кнопки десятки, IRremote знает основные: NEC (почти все китайские пульты и большинство телевизоров), Sony, Samsung, LG, Panasonic, JVC, RC5 и RC6 (Philips). Вам это знать не обязательно: первый скетч печатает протокол сам, а сравнивать вы всё равно будете команду. Если протокол показан как UNKNOWN — библиотека такого не знает: так бывает с кондиционерами, у которых посылки длинные и не помещаются в буфер, и с рваным сигналом издалека. Управлять всё равно можно: вместо команды сравнивайте decodedIRData.decodedRawData — для неизвестного протокола там лежит хэш посылки, у каждой кнопки свой.

Что ломается

• tone() глушит приёмник. На Uno и Nano IRremote живёт на том же таймере 2, что и tone(): после первого же писка приём останавливается. Делайте, как в примере библиотеки: IrReceiver.stopTimer(), затем tone(), подождите, пока звук отзвучит, и только потом IrReceiver.restartTimer(). По той же причине не пользуйтесь analogWrite() на выводах 3 и 11, пока принимаете сигнал.
• Одно нажатие — десять срабатываний. Кнопку подержали чуть дольше, и пришла серия повторов с тем же кодом. Проверяйте флаг повтора, как во втором скетче.
• Солнце и лампы. Приёмник у окна или под лампой дневного света ловит помехи и выдаёт случайные протоколы. Уберите его в тень или прикройте трубочкой из чёрной изоленты.
• Ножки наоборот. VCC и GND перепутаны — приёмник греется и молчит. Линзой к себе: OUT, GND, VCC.
• Два пульта — одна команда. Кнопка «1» на пульте телевизора и на пульте из набора может давать одинаковую команду. Сравнивайте ещё и адрес: decodedIRData.address.

А отправить сигнал?

IRremote умеет и передавать: ИК-светодиод через резистор 100–220 Ом на любой вывод, и IrSender.sendNEC(адрес, команда, повторы) заменит кнопку на телевизоре. Так делают «умные пульты» для кондиционера. Коды для них берут тем же первым скетчем с родного пульта. Отдельно для этого есть и модуль приёмник-передатчик по I²C, который разгружает плату от таймеров.

Частые вопросы

Читайте также

• DFPlayer Mini: MP3-плеер для Arduino — подключение, карта памяти, пультКрошечный плеер с картой microSD и выходом прямо на динамик: как подключить через SoftwareSerial, как назвать файлы на карте и как управлять им с пульта.
• DHT11 и DHT22: температура и влажностьЧем DHT22 лучше DHT11, куда девать третью ножку, зачем резистор 10 кОм и почему датчик отвечает nan.
• HC-SR04: ультразвуковой дальномерКак модуль меряет расстояние звуком, скетч без библиотек в 20 строк и почему на морозе он завышает.
• DS18B20: термометр на шине 1-WireТермометр для воды и улицы: резистор 4,7 кОм, несколько датчиков на одном проводе и загадочные 85 °C.

• DFPlayer Mini: MP3-плеер с пультом
• Уроки с набором
• Модули Arduino: обзор