Управление светодиодами с ИК пульта

В этой статье приводится описание протокола одного пульта дистанционного управления. Вообще то ИК пультов существует неисчислимое множество. И протоколов для них придумано не многим меньше. Но я решил пока рассказать только об одном. Светодиоды здесь используются исключительно для наглядности. Они легко могут быть заменены на драйвер двигателя, модуль реле, сервопривод и пр.


Вот об этом пульте будет идти речь в статье

Подобные пульты передают информацию включая и выключая достаточно яркий инфракрасный светодиод. Человеки не видят ИК излучение, поэтому мигание этого светодиода никого не раздражает. Однако, в данном конкретном пульте этот недостаток устранен установкой дополнительного красного светодиода.

Для приема сигналов ИК пультов созданы специальные микросхемы. Называются они TSOP. Основной их характеристикой является частота принимаемого сигнала. Наиболее распространены TSOP на 36 кГц и 38 кГц. Рассматриваемый пульт мигает светодиодом с частотой 38 кГц.

Для ардуино существует немало модулей предназначенных для приема сигналов ИК пультов

У таких модулей одинаковое количество выводов. Три. Назначение выводов также не сильно отличается. Земля (GND). Питание (VCC). И выход (OUT). Правда порядок расположения выводов может быть различным у разных модулей. Будьте внимательны.

Передаваемая пультом информация состоит из нулей и единиц.

Единица выглядит так

 Ноль выглядит так

Светодиод включается на 13 микросекунд. Затем светодиод отключается на 13 микросекунд. Так повторяется десять раз. После этого светодиод не светит 1786 микросекунд или 776 микросекунд. От продолжительности этой паузы зависит единица или ноль передается пультом.

Получая эти сигналы TSOP создает на выходе изображенные ниже колебания.

Единица

Ноль

Увидев мигания инфракрасного светодиода TSOP устанавливает на выходе низкий логический уровень. Такой логический уровень удерживается до тех пор пока мигает инфракрасный светодиод пульта. И даже немного дольше. В общем это длится 322 микросекунды. Затем на выходе снова устанавливается высокий логический уровень. Если высокий логический уровень присутствует на выходе 1724 микросекунды, значит принята единица. А если высокий логический уровень присутствует на выходе 714 микросекунд, значит принят ноль.

При нажатии любой кнопки пульта передается 16 бит (2 байта). Старший байт представляет собой код пульта. Он одинаков у всех кнопок. Младший байт это код нажатой кнопки пульта. У каждой кнопки он свой. Передача данных заканчивается завершающим битом. Его значение не важно. Да и определить это весьма проблематично. За всем этим следует пауза длительностью около 24 миллисекунд. После этой паузы все повторяется. И так до тех пор пока кнопка не будет отпущена.

Чтобы было проще осмыслить написанное выше я изобразил как выглядит код кнопки пульта mouse up на выходе TSOP

Ниже приводится таблица кодов всех кнопок пульта

Key	Bin	Hex	Dec
Power	0b1110001011100100	0xe2e4	58084
E-mail	0b1110001001100100	0xe264	57956
Internet	0b1110001010100100	0xe2a4	58020
Close	0b1110001000100100	0xe224	57892
Hotkey A	0b1110001011000100	0xe2c4	58052
Hotkey B	0b1110001001000100	0xe244	57924
Hotkey C	0b1110001010000100	0xe284	57988
Hotkey D	0b1110001000000100	0xe204	57860
Mouse up	0b1110001010000000	0xe280	57984
Mouse left	0b1110001010110000	0xe2b0	58032
Mouse right	0b1110001000110000	0xe230	57904
Mouse down	0b1110001001000000	0xe240	57920
Mouse left key	0b1110001010010000	0xe290	58000
Move window	0b1110001010010100	0xe294	58004
Mouse right key	0b1110001000100000	0xe220	57888
Previous	0b1110001000111000	0xe238	57912
Play/Pause	0b1110001010011000	0xe298	58008
Next	0b1110001000101000	0xe228	57896
Backward	0b1110001010111000	0xe2b8	58040
Stop	0b1110001010001000	0xe288	57992
Forward	0b1110001010101000	0xe2a8	58024
Vol +	0b1110001010100000	0xe2a0	58016
Vol -	0b1110001001010000	0xe250	57936
Full screen	0b1110001001011000	0xe258	57944
Page up	0b1110001000000000	0xe200	57856
Page down	0b1110001001100000	0xe260	57952
Mute	0b1110001001001000	0xe248	57928
My PC	0b1110001011110000	0xe2f0	58096
Backspace	0b1110001011000000	0xe2c0	58048
Tab	0b1110001011011000	0xe2d8	58072
Up arrow	0b1110001011001000	0xe2c8	58056
Start	0b1110001011010000	0xe2d0	58064
Left arrow	0b1110001000011000	0xe218	57880
Enter	0b1110001000001000	0xe208	57864
Right arrow	0b1110001000010000	0xe210	57872
Open	0b1110001001111000	0xe278	57976
Down arrow	0b1110001001101000	0xe268	57960
Esc	0b1110001001110000	0xe270	57968
Numlock	0b1110001011111000	0xe2f8	58104
Switch window	0b1110001011101000	0xe2e8	58088
Desktop	0b1110001011100000	0xe2e0	58080

Этого достаточно для написания программы

////////////////////////
//
// Arduino UNO
//
////////////////////////
//
// Sketch: IR RC
//

const unsigned char LED1 = 13;
const unsigned char LED2 = 12;

const unsigned int LED1_1 = 0xE2C4; // Hotkey A
const unsigned int LED1_0 = 0xE244; // Hotkey B
const unsigned int LED2_1 = 0xE284; // Hotkey C
const unsigned int LED2_0 = 0xE204; // Hotkey D

volatile unsigned int data = 0;
volatile unsigned long int time1 = 0;
volatile unsigned long int time2 = 0;
volatile unsigned long int period = 0;

void setup()
{
    pinMode(LED1, OUTPUT);
    pinMode(LED2, OUTPUT);

    attachInterrupt(0, tsop, FALLING);
}

void loop()
{
    if ( data == LED1_1 ) digitalWrite(LED1, HIGH);
    if ( data == LED1_0 ) digitalWrite(LED1, LOW);
    if ( data == LED2_1 ) digitalWrite(LED2, HIGH);
    if ( data == LED2_0 ) digitalWrite(LED2, LOW);
}

void tsop()
{
    time1 = micros();
    period = time1 - time2;
    time2 = time1;

    data <<= 1;

    if ( period > 1500 ) data |= 1;
    if ( period > 15000 ) data = 0;
}

//
// End
//
////////////////////////

Несколько пояснений по железу. Выход ИК приемника подключается к цифровому выводу 2 ардуино. Светодиоды подключаются к цифровым выводам 13 и 12.