Arduino Điều khiển từ xa bằng hồng ngoại
Bạn có lẽ đã gặp phải điều khiển từ xa hồng ngoại, còn được gọi là điều khiển từ xa IR, khi sử dụng các thiết bị điện tử gia đình như TV và điều hòa không khí... Trong bài hướng dẫn này, chúng ta sẽ học cách sử dụng điều khiển từ xa hồng ngoại (IR) và bộ nhận hồng ngoại để điều khiển Arduino. Cụ thể, chúng ta sẽ học:
- Cách kết nối bộ nhận IR với bo mạch Arduino
- Cách lập trình Arduino để đọc lệnh từ điều khiển từ xa thông qua bộ nhận IR
Sau đó bạn có thể chỉnh sửa mã để điều khiển LED, quạt, bơm, bộ truyền động... thông qua điều khiển từ xa hồng ngoại.
Phần cứng cần chuẩn bị
| 1 | × | Arduino Uno R3 | ||
| 1 | × | USB 2.0 cable type A/B (for USB-A PC) | ||
| 1 | × | USB 2.0 cable type C/B (for USB-C PC) | ||
| 1 | × | IR Kit (Remote Controller and Receiver) | ||
| 1 | × | CR2025 Battery | ||
| 1 | × | dây jumper | ||
| 1 | × | (Khuyến nghị) Screw Terminal Block Shield for Arduino Uno | ||
| 1 | × | (Khuyến nghị) Breadboard Shield for Arduino Uno | ||
| 1 | × | (Khuyến nghị) Enclosure for Arduino Uno | ||
| 1 | × | (Khuyến nghị) Prototyping Base Plate & Breadboard Kit for Arduino UNO |
Or you can buy the following kits:
| 1 | × | DIYables STEM V3 Starter Kit (Arduino included) | ||
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays) | ||
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays) |
Về điều khiển từ xa hồng ngoại
Một hệ thống điều khiển hồng ngoại gồm hai thành phần:
- Điều khiển từ xa hồng ngoại
- Bộ thu hồng ngoại
Một bộ hồng ngoại thường bao gồm hai thành phần được đề cập ở trên.
Điều khiển từ xa hồng ngoại
Điều khiển từ xa hồng ngoại là một thiết bị cầm tay phát ra tín hiệu hồng ngoại. Điều khiển từ xa hồng ngoạibao gồm một bàn phím với các nút khác nhau:
- Mỗi nút trên điều khiển từ xa tương ứng với một chức năng hoặc lệnh cụ thể.
- Khi một nút được nhấn, điều khiển từ xa phát ra một tín hiệu hồng ngoại mang một mã hoặc mẫu duy nhất liên quan đến nút được nhấn.
- Những tín hiệu hồng ngoại này không thể nhìn thấy bằng mắt người vì chúng thuộc quang phổ hồng ngoại.
image source: diyables.io
Bộ thu hồng ngoại
Mô-đun nhận IR là một cảm biến phát hiện và tiếp nhận các tín hiệu hồng ngoại phát ra từ điều khiển từ xa.
Bộ thu hồng ngoại phát hiện các tín hiệu hồng ngoại đến và chuyển chúng thành mã (lệnh) đại diện cho nút nhấn trên điều khiển từ xa.
Bộ thu hồng ngoại có thể là một cảm biến hoặc một mô-đun. Bạn có thể sử dụng các lựa chọn sau:
- Chỉ mô-đun thu IR
- Chỉ cảm biến thu IR
- Cảm biến thu IR + Adapter
image source: diyables.io
image source: diyables.io
Cấu hình chân của bộ nhận IR
Mô-đun nhận tia hồng ngoại hoặc cảm biến có ba chân:
- Chân VCC: Kết nối chân này với chân 3.3V hoặc 5V của Arduino hoặc nguồn cấp ngoài.
- Chân GND: Kết nối chân này với chân GND của Arduino hoặc nguồn cấp ngoài.
- Chân OUT (Output): Đây là chân đầu ra của module nhận IR. Được kết nối với một chân đầu vào kỹ thuật số trên Arduino.
Cách hoạt động
Khi người dùng nhấn một nút trên điều khiển từ xa IR.
- Điều khiển từ xa IR mã hóa lệnh tương ứng với nút nhấn thành tín hiệu hồng ngoại thông qua một giao thức cụ thể.
- Điều khiển từ xa IR phát tín hiệu hồng ngoại đã được mã hóa.
- Bộ thu hồng ngoại nhận tín hiệu hồng ngoại đã được mã hóa.
- Bộ thu hồng ngoại giải mã tín hiệu hồng ngoại đã được mã hóa thành lệnh.
- Arduino đọc lệnh từ bộ thu hồng ngoại.
- Arduino ánh xạ lệnh tới phím được nhấn.
Có vẻ phức tạp nhưng đừng lo. Với sự trợ giúp của thư viện DIYables_IRcontroller library, nó dễ như ăn bánh.
Sơ đồ đấu dây
Sơ đồ nối dây giữa Arduino và mô-đun nhận IR
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Sơ đồ đấu dây thật sự
image source: diyables.io
Sơ đồ đấu nối giữa Arduino và bộ thu IR
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Sơ đồ nối dây thực tế
image source: diyables.io
Sơ đồ mạch giữa Arduino và cảm biến nhận IR và Adapter
Bạn cũng có thể kết nối cảm biến nhận IR với bộ adapter trước khi kết nối với Arduino.
image source: diyables.io
Cách Lập Trình Cho Điều Khiển Từ Xa IR
- Bao gồm thư viện:
#include <DIYables_IRcontroller.h> // Library for IR Receiver
- Khai báo một đối tượng DIYables_IRcontroller_17 hoặc DIYables_IRcontroller_21 tương ứng với điều khiển từ xa IR 17 phím hoặc 21 phím:
DIYables_IRcontroller_17 irController(IR_RECEIVER_PIN, 200); // debounce time is 200ms
// OR
DIYables_IRcontroller_21 irController(IR_RECEIVER_PIN, 200); // debounce time is 200ms
- Khởi tạo bộ điều khiển hồng ngoại.
irController.begin();
- Trong vòng lặp, kiểm tra xem có phím được nhấn hay không. Nếu có, lấy phím được nhấn.
Key17 key = irController.getKey(); // if using 17-key IR controller
// OR
Key21 key = irController.getKey(); // if using 21-key IR controller
- Khi bạn đã phát hiện một phím được nhấn, bạn có thể thực hiện các hành động cụ thể dựa trên từng phím.
Mã nguồn Arduino
- Mã Arduino cho bộ điều khiển từ xa IR 17 phím DIYables
/*
* Mã Arduino này được phát triển bởi newbiely.vn
* Mã Arduino này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc.
* Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập:
* https://newbiely.vn/tutorials/arduino/arduino-ir-remote-control
*/
#include <DIYables_IRcontroller.h> // DIYables_IRcontroller library
#define IR_RECEIVER_PIN 7 // The Arduino pin connected to IR controller
DIYables_IRcontroller_17 irController(IR_RECEIVER_PIN, 200); // debounce time is 200ms
void setup() {
Serial.begin(9600);
irController.begin();
}
void loop() {
Key17 key = irController.getKey();
if (key != Key17::NONE) {
switch (key) {
case Key17::KEY_1:
Serial.println("1");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_2:
Serial.println("2");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_3:
Serial.println("3");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_4:
Serial.println("4");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_5:
Serial.println("5");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_6:
Serial.println("6");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_7:
Serial.println("7");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_8:
Serial.println("8");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_9:
Serial.println("9");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_STAR:
Serial.println("*");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_0:
Serial.println("0");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_SHARP:
Serial.println("#");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_UP:
Serial.println("UP");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_DOWN:
Serial.println("DOWN");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_LEFT:
Serial.println("LEFT");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_RIGHT:
Serial.println("RIGHT");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key17::KEY_OK :
Serial.println("OK");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
default:
Serial.println("WARNING: undefined key:");
break;
}
}
}
- Mã Arduino cho bộ điều khiển từ xa IR 21 phím DIYables
/*
* Mã Arduino này được phát triển bởi newbiely.vn
* Mã Arduino này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc.
* Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập:
* https://newbiely.vn/tutorials/arduino/arduino-ir-remote-control
*/
#include <DIYables_IRcontroller.h> // DIYables_IRcontroller library
#define IR_RECEIVER_PIN 7 // The Arduino pin connected to IR controller
DIYables_IRcontroller_21 irController(IR_RECEIVER_PIN, 200); // debounce time is 200ms
void setup() {
Serial.begin(9600);
irController.begin();
}
void loop() {
Key21 key = irController.getKey();
if (key != Key21::NONE) {
switch (key) {
case Key21::KEY_CH_MINUS:
Serial.println("CH-");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_CH:
Serial.println("CH");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_CH_PLUS:
Serial.println("CH+");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_PREV:
Serial.println("<<");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_NEXT:
Serial.println(">>");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_PLAY_PAUSE:
Serial.println(">||");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_VOL_MINUS:
Serial.println("–");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_VOL_PLUS:
Serial.println("+");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_EQ:
Serial.println("EQ");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_100_PLUS:
Serial.println("100+");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_200_PLUS:
Serial.println("200+");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_0:
Serial.println("0");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_1:
Serial.println("1");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_2:
Serial.println("2");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_3:
Serial.println("3");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_4:
Serial.println("4");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_5:
Serial.println("5");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_6:
Serial.println("6");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_7:
Serial.println("7");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_8:
Serial.println("8");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
case Key21::KEY_9:
Serial.println("9");
// TODO: YOUR CONTROL
break;
default:
Serial.println("WARNING: undefined key:");
break;
}
}
}
Hướng dẫn từng bước
- Đi tới biểu tượng Thư viện ở thanh bên trái của Arduino IDE.
- Tìm kiếm "DIYables_IRcontroller", sau đó tìm thư viện DIYables_IRcontroller của DIYables
- Nhấn nút Cài đặt để cài đặt thư viện DIYables_IRcontroller.
- Bạn sẽ được yêu cầu cài đặt phụ thuộc thư viện như hình dưới đây:
- Nhấp vào nút Cài đặt tất cả để cài đặt phụ thuộc
- Sao chép mã ở trên và mở bằng Arduino IDE
- Nhấp vào nút Tải lên trên Arduino IDE để nạp mã vào Arduino
- Nhấn từng phím trên điều khiển từ xa lần lượt
- Xem kết quả trên Serial Monitor.
- Dưới đây là kết quả khi bạn nhấn các phím trên điều khiển IR 21 phím lần lượt:
COM6
CH-
CH
CH+
<<
>>
>||
–
+
EQ
100+
200+
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
Bây giờ bạn có thể chỉnh sửa mã để điều khiển LED, quạt, bơm, bộ truyền động... qua các điều khiển từ xa IR.
Video Tutorial
Việc sản xuất video tốn rất nhiều thời gian. Nếu video hướng dẫn hữu ích cho việc học của bạn, hãy đăng ký kênh YouTube để ủng hộ. Nếu nhu cầu đủ cao, chúng tôi sẽ cố gắng làm thêm nhiều video.