Всем доброго времени дня (или ночи, как вам удобно), начнём пожалуй с лирического вступления. Сейчас у многих дома есть телевизор с пультом ДУ(дистанционного управления), тюнер, DVD проигрыватель . Многие люди(и семьи) не представляют свой домашний быт без пульта ДУ в руке. Согласитесь - как здорово быть властелином домашней техники, и в любой момент диктовать этим железякам свою волю. В этой статье, мы бы хотели рассмотреть технологию дистанционного управления более углубленно, и привести некоторые примеры применения для своих нужд.

Итак, что же нам потребуется в качестве компонентов для нашего эксперимента? Как вариант продаются готовые модули ИК-пульта и ИК-приёмника . Но нам не хочется ждать и платить деньги, поэтому будет действовать более хардкорно. Возьмём за основу пульт ДУ неизвестного происхождения, также у нас имеется кусок платы от китайского тюнера на котором распаян инфракрасный приёмник. На фото ниже вы можете видеть эти комплектующие. Если признаться честно - пульт ДУ был найден среди ненужного барахла в столе офиса, а плата с ИК-приёмником была взята в ближайшей радиомастерской.

Ну так что же, как говаривал Ганнибал - "Вперед, на Карфаген" . Нам нужно просто выпаять приёмник и подключить его к плате Arduino по нижеследующей схеме...

• Подключение ИК приёмника

ИК-приёмник который был выпаян из платы не имеет какой либо маркировки, это просто очередной неизвестный китайский радиокомпонент, каких выпущено было тысячи. Вкратце можно сказать - в одном корпусе он объединяет фотодиод, предусилитель и формирователь . На выходе формируется обычный ТТЛ-сигнал без заполнения, пригодный для дальнейшей обработки микроконтроллером. Несущая частота возможно(!) 36 кГц, но сейчас это не так важно... Просто попробуем его подключить к плате Arduino , условная схема даст нужную распиновку данного девайса. На схеме ниже, выделенное красным - это форма корпуса в котором выполнен наш ИК-приёмник , выделенное зеленым - распиновка по которой он подключен к плате Arduino .

Внимание!!! На просторах интернета есть много схем распиновок для приборов в таком корпусе(TSOP). Приведённая в этой статье распиновка может не совпадать с любыми найденными в интернете, но у нас всё подключено именно так. Если при подключении ИК-приёмник начинает греться - сразу же выключайте собранную схему, значит распиновка подключения не соответствует действительной, и вам придется подбирать её практически наугад. Именно так мы и сделали, потому что найденные в интернете схемы не подошли для нашего ИК-приёмника. Здесь, в общем то главное не спалить плату Arduino, действуйте осторожно!!!

• Библиотека IRremote

Итак, всё подключено. Чтобы прочитать коды с пульта ДУ существует библиотека IRremote.h , именно с её помощью будем изучать наш пульт, а точнее коды кнопок. В дальнейшем используем прочитанные коды в своих целях. Скетч, при помощи которого будут прочитаны коды кнопок, представлен в примерах этой библиотеки, называется он IRrecvDemo. Внимание!!! Скетч при компиляции выдаёт ошибку, в самом начале нужно добавить еще две подключаемые библиотеки:

#include "boarddefs.h" //Добавочная библиотека #include "IRremote.h" #include "IRremoteInt.h" //Добавочная библиотека int RECV_PIN = 2; //Пин подключения выходного сигнала с ИК-приёмника //Создаём экземпляр класса IRrecv, в качестве параметра передаём пин подключения сигнала ИК-приёмника IRrecv irrecv(RECV_PIN); decode_results results; //Переменная для сохранения полученного кода нажатой кнопки void setup() { Serial.begin(9600); irrecv.enableIRIn(); //Включение ИК-приёмника в работу } void loop() { if (irrecv.decode(&results)) //Если произошло событие/кнопка была нажата { Serial.println(results.value, HEX); //Выводим в монитор порта код нажатой кнопки в шестнадцатиричном виде irrecv.resume(); //Считываем следующую значение/кнопку } delay(100); }

После того как скетч был залит в плату Arduino (мы используем Arduino Nano на шилде I/O Wireless Shield for Nano ), можно открыть монитор порта и посмотреть какие появляются коды при нажатии кнопок на пульте ДУ. Результат работы скетча представлен на скриншоте ниже:

Кстати, в качестве монитора порта мы используем свой проверенный софт, если кому интересно - почитать статью и скачать Serial Monitor Pro можно .

#define KEY_ONOFF 0x807F807F //Кнопка Включения/Выключения #define KEY_MUTE 0x807F48B7 //Кнопка Mute #define KEY_1 0x807F00FF //Кнопка 1 #define KEY_2 0x807FE01F //Кнопка 2 #define KEY_3 0x807F609F //Кнопка 3 #define KEY_4 0x807F20DF //Кнопка 4 #define KEY_5 0x807FD02F //Кнопка 5 #define KEY_6 0x807F50AF //Кнопка 6 #define KEY_7 0x807F10EF //Кнопка 7 #define KEY_8 0x807FF00F //Кнопка 8 #define KEY_9 0x807F708F //Кнопка 9 #define KEY_0 0x807FC837 //Кнопка 0

И вот теперь, в общем то всё готово для финального теста - это будет элементарный тест управления включением/выключением релейных модулей. Приведем небольшое задание:

• Используем два релейных модуля
• Реле №1 привязываем к кнопке "1" пульта
• Реле №2 привязываем к кнопке "2" пульта
• Включение любого из релейных модулей производится нажатием на кнопку к которой он привязан
• Выключение любого из релейных модулей также производится нажатием на кнопку к которой он привязан
• Нажатие на кнопку On/Off безусловно выключает оба релейных модуля(если они были включены, либо один из них включеный)

Скетч, который реализует вышеописанное задание:

#include "boarddefs.h" //Добавочная библиотека #include "IRremote.h" #include "IRremoteInt.h" //Добавочная библиотека #define KEY_ONOFF 0x807F807F //Кнопка Включения/Выключения #define KEY_1 0x807F00FF //Кнопка 1 #define KEY_2 0x807FE01F //Кнопка 2 #define RELOUT1 3 //Выходной порт для реле 1 #define RELOUT2 4 //Выходной порт для реле 2 int RECV_PIN = 2; IRrecv irrecv(RECV_PIN); decode_results results; static boolean REL1_ONOFF = false; static boolean REL2_ONOFF = false; void setup() { pinMode(RELOUT1, OUTPUT); pinMode(RELOUT2, OUTPUT); Serial.begin(9600); irrecv.enableIRIn(); // Start the receiver } void loop() { if (irrecv.decode(&results)) { switch(results.value) { case(KEY_ONOFF): REL1_ONOFF = false; REL2_ONOFF = false; break; case(KEY_1): if(REL1_ONOFF) REL1_ONOFF = false; else REL1_ONOFF = true; break; case(KEY_2): if(REL2_ONOFF) REL2_ONOFF = false; else REL2_ONOFF = true; break; } irrecv.resume(); } digitalWrite(RELOUT1, REL1_ONOFF); digitalWrite(RELOUT2, REL2_ONOFF); delay(100); }

И в конце статьи - видео, которое демонстрирует работу обоих скетчей. При желании и наличии творческой фантазии, можно расширить парк подключаемых модулей и управлять этим всем более продвинуто. Мы же в своей статье, постарались привести базовый пример применения этой технологии. Спасибо за внимание и приятного просмотра!!!

Вопрос удаленного или дистанционного управления электрооборудованием всегда был и будет актуальным, не зависимо от того имеется ли средства автоматизации в системе или нет. Для организации дистанционного управления совершенно неважно нужен ли , все зависит от необходимых функций, возлагаемых на управляемое устройство. Из этой статьи вы узнаете общие сведения о способах дистанционного управления микроконтроллером.

Виды

Существует два основных вида дистанционной связи:

Проводной . Когда управление исполнительными механизмами, находящимися в одном помещении (или не помещении) ведется с диспетчерского пульта или с кнопочного поста расположенного в другом месте. В таком случае обеспечивается электрическое проводное соединение управляющих цепей и исполнительных устройств (реле, контакторов, которые включают механизмы, типа двигателей или системы, например, освещение).

Беспроводной . В этом варианте не требуется электрического соединения управляющих и исполнительных цепей. В беспроводной схем есть два устройства: передатчик или пульт дистанционного управления (ПДУ) и приемник, который входит в состав управляемой цепи. Беспроводное управление в свою очередь распространено в двух вариантах:

По оптическому сигналу. Такие системы есть в каждом доме, так вы управляете работой телевизора, кондиционера и другой бытовой техники.

По радиосигналу. Здесь уже целый ряд вариантов: Bluetooth, ZigBee, Wi-Fi, приемники-передатчики 433 мГц и другие вариации на эту тему.

Стоит отметить, что при современных технически средствах вы можете управлять микроконтроллером, как с пульта дистанционного управления, так и через интернет в локальной сети или с доступом из любой точки мира.

ИК-пульт

Начнем рассмотрение с самого простого и классического варианта. Управление устройством путем передачи кода из последовательности мерцаний ИК-светодиода в оптоприемник, установленный на устройстве. Стоит отметить, что ИК-спектр не видим для человеческого глаза, но его видит большинство фото-видео камер.

Раз уж большинство камер видит ИК-излучение, так вы можете проверять . Для этого просто направьте пульт так, чтобы излучатель смотрел в камеру и понажимайте кнопки. Обычно на экране видно белое свечение с фиолетовым отливом.

У такого управления есть очевидный недостаток - вы должны направлять пульт в сторону приемника. А если батарейки в пульте севшие, то приходится еще и целится, так как срабатывания становятся всё реже и реже.

Достоинства заключаются в простоте, высокой ремонтопригодности, как передатчика, так и приемника. Можно найти детали, разобрав поломанные пульты и телевизоры, для того, чтобы это применить в собственных проектах.

Типовой датчик выглядит следующим образом. Так как происходит прием оптического сигнала, необходимо исключить срабатывания от посторонних источников света, таких как солнце, лампы освещения и прочие. Также стоит отметить то, что ИК-сигнал принимается в основном на частоте в 38 кГц.

Вот характеристики одного из ИК-датчиков:

несущая частота: 38 кГц;

напряжение питания: 2,7 — 5,5 В;

потребляемый ток: 50 мкА.

И схема его подключения:

Пульт может использоваться любой с аналогичным принципом работы, подходят пульты от:

телевизоров;

DVD-плееров;

магнитол;

от современных осветительных приборов, типа умных люстр и светодиодных лент и прочее.

Вот пример использования такого датчика :

Чтобы микроконтроллер, в нашем случае Ардуина, поняла сигнал с датчика нужно использовать библиотеку IRremote.h. Для примера того, как читать сигнал с датчика приведем код для их распознавания через чтение последовательного порта микроконтроллера из среды Arduino IDE:

#include "IRremote.h" // подключаем библиотеку для работы с ИК сигналом.

decode_results results;

Serial.begin(9600); // выставляем скорость COM порта

Serial.println(results.value, HEX); // печатаем данные

В результате, когда вы прошьете ардуинку, и начнете «светить» в приемник пультом, в мониторе последовательного порта мы увидим следующую картинку:

Это коды, которые посылают кнопки в шестандцатеричном виде. Таким образом, вы можете узнать, какая кнопка на пульте какой код посылает, поэтому нет конкретных требований к используемому пульту, ведь вы можете распознать и привязать любой. Кстати это идея для проекта обучаемого универсального пульта, такие раньше продавались. Но сейчас в век интернета количество техники управляемой таким образом снижается с каждым годом.

А с помощью такого кода можно распознавать сигналы и управлять нагрузкой:

#include "IRremote.h"

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

decode_results results;

irrecv.enableIRIn(); // запускаем прием

if (irrecv.decode(&results)) { // если данные пришли

switch (results.value) {

digitalWrite(13, HIGH);

digitalWrite(13, LOW);

irrecv.resume(); // принимаем следующую команду

Основным в коде является распознавание через функцию Switch, иногда их называют «свитчкейс». Она является аналогом ветвлений if, но имеет более красивую форму для восприятия. Case - это варианты, «если пришёл такой код, то…» В коде управляют 13 пином при определенных сигналах. Напомню, что к 13 пину подключен встроенный светодиод на плате АРДУИНО, т.е. автор кода управлял светодиодом.

Вы можете управлять чем угодно, используя высокий или низкий уровень цифрового пина, через силовой транзистор (которые мы рассмотрели в двух статьях ранее и ) нагрузкой постоянного тока, или через симистор и драйвер для него нагрузкой постоянного тока, можно также применять реле и контакторы, в общем, целое поле для воображения.

Для использования с микроконтроллерами распространены передатчики с рабочими частотами 433 мГц или 315 мГц, могут быть и другие частоты, зависит от конкретной платы, но эти наиболее распространены. Система состоит из двух узлов - приемника и передатчика, что логично.

На картинке передатчик изображен справа вверху, а слева снизу - приемник. Их название для поиска: Радиомодуль 433МГц, MX-05V/XD-RF-5V (приемник и передатчик) .

Распиновка, как это часто бывает в модулях, расписана на плате, вот как у передатчика:

На приемнике не так очевидно, ведь Data на печатной плате написано над двумя пинами, по факту один из них не используется.

Для примера приведем схему и код для включения светодиода с одной платы ардуино, подключенного к другой аналогичной плате, без проводов. Приемник и передатчик подключены одинаково в к обеим платам:

Для начала напишем программу передатчика:

#include

RCSwitch mySwitch = RCSwitch (); // создаем объект для работы с перед-ком

void setup() {

mySwitch . enableTransmit (2); // говорим программе к какому пину подключен информационный канал

void loop() {

mySwitch.send(B0100, 4);

delay(1000);

mySwitch.send(B1000, 4);

delay(1000);

}

Передатчик умеет передавать двоичный код, но его значения можно записывать в десятеричном виде.

mySwitch.send(B0100, 4);

mySwitch.send(B1000, 4);

это команды передачи, mySwitch - это название передатчика, которое мы указали в начале кода, а send - команда передачи. Аргументами этой функции являются:

имяПередатчика.send(значение, размер пачки импульсов отправляемых в эфир);

B1000 - символ B - значит двоичный, это можно было написать как цифру 8, т.е. в десятеричном представлении. Еще один вариант был записать в виде строки (в кавычках) «1000».

#include

RCSwitch mySwitch = RCSwitch();

pinMode(3, OUTPUT);

mySwitch.enableReceive(0);

if(mySwitch.available()){

int value = mySwitch.getReceivedValue();

if(value == B1000)

digitalWrite(3, HIGH);

else if(value == B0100)

digitalWrite(3, LOW);

mySwitch.resetAvailable();

Здесь мы объявляем, что в переменную Value сохраняется принятое значение в строке mySwitch.getReceivedValue(). А тот факт, что приемник подключен ко 2-му пину описываем здесь mySwiitch.enableReceive(0).

В остальном код элементарен, если принят сигнал 0100, то переводим пин номер 3 в высокое состояние (лог. единица), а если 1000, то в низкое (лог. ноль).

Интересно:

В строке mySwitch.enableTransmit(0) мы говорим программе, что ко 2-му пину подключен приемник и включается режим приема. Самые внимательные заметили, что аргументом этого метода является не номер пина «2», а «0», дело в том, что метод enableTransmit(число) принимает не номер пина, а номер прерывания, а в atmega328, которую ставят на , на втором пине (PortD пин PD2) висит прерывание с номером ноль. Это увидеть вы можете в распиновке Атмеги применимой к плате ардуино, в розовых квадратиках написаны номера пинов.

Этот способ передачи и приема весьма прост и дешев, пара приемника и передатчика стоит на момент написания статьи примерно 1.5 доллара.

Wi-Fi, адруино и ESP8266

Начнем с того, что ESP8266 - это микроконтроллер с аппаратной поддержкой Wi-Fi , он продается как в виде отдельной микросхемы, так и распаян на плате, подобно ардуино. У него 32-битное ядро, он программируется через последовательный порт (UART).

На платах обычно расположено 2 и более свободных пина GPIO и всегда есть пины для прошивки, это нужно делать через USB to serial переходник. Управляется командами AT, полный список команд можно найти на официальном сайте ESP8266 и на github.

Есть и более интересный вариант, платы NodeMCU, в них есть возможность прошивки по USB, т.к. USB-UART преобразователь уже есть на плате, обычно выполнен на микросхеме CP2102. Node MCU - это прошивка, что-то вроде операционной системы, проект на основе скриптового языка Lua.

Прошивка может выполнять скрипты Lua, как принимая их по последовательному порту или воспроизводя алгоритмы, сохраненные во Flash-памяти.

Кстати в ней есть своя файловая система, правда в ней нет каталогов, т.е. только файлы без папок. В памяти могут храниться в не только скрипты, но и различные данные, т.е. плата может хранить записанную, например, с датчиков, информацию.

Плата работает с интерфейсами:

В ней есть целая масса функций:

модуль шифрования;

планировщик задач;

часы реального времени;

протокол синхронизации часов через интернет SNTP;

• АЦП канал (один);

  проигрывать аудио файлы;

  формировать на выходах ШИМ-сигнал (до 6);

  использовать сокеты, есть поддержка FatFS, т.е можно подключать SD-карточки и так далее.

А вот краткий список, с чем может работать плата:

акселерометры ADXL345;

магнитометры HMC5883L;

гироскопы L3G4200D;

датчики температуры и влажности AM2320, DHT11, DHT21, DHT22, DHT33, DHT44;

датчики температуры, влажности, атмосферного давления BME280;

датчики температуры, атмосферного давления BMP085;

множество дисплеев работающих по шинам I2C, SPI. С возможностью работы с разными шрифтами;

умные светодиоды и LED контроллеры - WS2812, tm1829, WS2801, WS2812.

Еще интересно то, что на сайте https://nodemcu-build.com/ можно самому собрать прошивку из нужных модулей, таким образом, вы сэкономите место, исключив из неё ненужные элементы, для своего полезного кода. И вы можете залить эту прошивку на любую плату ESP8266.

Кроме использования языка Lua вы можете программировать плату и из под Arduino IDE.

Плата ESP8266 может использоваться как самостоятельное устройство, так и модуль для беспроводной связи с Arduino.

Рассмотрение всех функций и особенностей этой платы займет целый цикл статей.

Так вот эта плата - это отличный вариант дистанционного управления по Wi-Fi. Сфера применения колоссальная, например использовать смартфон в качестве пульта управления для самодельной радиоуправляемой машинки или квадрокоптера, вплоть до обустройства сетей на весь дом и управлять каждой розеткой, светильником и т.д. лишь бы пинов хватило.

Простейший вариант работы с микроконтроллером - это использование одной платы ESP8266. Ниже приведена схема простейшей wi-fi розетки.

Для сборки этой цепи потребуется модуль реле, или обычное реле подключенное к пину через транзистор. Для начала потребуется программа для смартфона RoboRemoFree, (https://www.roboremo.com/). В ней вы настроите подключение к ESP и сделаете интерфейс для управления розеткой. Чтобы описать, как ей пользоваться нужно написать отдельную статью, поэтому опустим пока этот материал.

В ESP загружаем следующую прошивку, через программу ESPlorer (программа для работы с платой)

WiFi AP Settup

wifi.setmode(wifi.STATIONAP)

cfg.ssid="ESPTEST"

cfg.pwd="1234567890"

wifi.ap.config(cfg)

my_pin_nummber = 1

Gpio.mode(my_pin_nummber, gpio.OUTPUT)

gpio.mode(my_pin_nummber, gpio.OPENDRAIN)

sv=net.createServer(net.TCP)

function receiver(sck, data)

if string.sub (data, 0, 1) == "1" then

if string.sub (data, 0, 1) == "0" then

sv:listen(333, function(conn)

conn:on("receive", receiver)

conn:send("Hello!")

Create HTTP Server

http=net.createServer(net.TCP)

function receive_http(sck, data)

local request = string.match(data,"([^\r,\n]*)[\r,\n]",1)

if request == "GET /on HTTP/1.1" then

Gpio.write(my_pin_nummber, gpio.HIGH)

gpio.write(my_pin_nummber, gpio.LOW)

if request == "GET /off HTTP/1.1" then

Gpio.write(my_pin_nummber, gpio.LOW)

gpio.write(my_pin_nummber, gpio.HIGH)

sck:on("sent", function(sck) sck:close() collectgarbage() end)

local response = "HTTP/1.0 200 OK\r\nServer: NodeMCU on ESP8266\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n"..

""..

"

NodeMCU on ESP8266

"On Off"..

sck:send(response)

http:listen(80, function(conn)

conn:on("receive", receive_http)

print("Started.")

Теперь вы можете управлять программой либо с программы Roboremo, либо через любой веб-браузер, для этого нужно набрать ip-адрес платы в адресной строке в режиме wi-fi точки он 192.168.4.1.

В коде есть фрагмент:

""..

"

NodeMCU on ESP8266

"On Off"..

""

Это своеобразный ответ, который выдаётся браузеру при обращении к плате. Он содержит HTML-код, т.е. простейшую WEB-страницу, аналогичную той, на которой вы сейчас читаете эту статью.

Вот эта страница, запущенная в браузере смартфона под управлением ОС Android. Описанное выше не является полноценной инструкцией, так как это заняло бы огромный объём, если вам интересна эта информация - пишите комментарии и мы обязательно проведем обзор и напишем статью о работе с ней.