紅外遙控解碼器和切換器板

描述

紅外遙控解碼器和切換器板

紅外遙控器無處不在。大多數(shù)家用電器都使用紅外遙控器進(jìn)行控制。在這篇文章/視頻中，我們學(xué)習(xí)構(gòu)建一個(gè)可以解碼（幾乎）任何紅外遙控器并使用指令來切換繼電器（負(fù)載）的設(shè)備。因此，我們可以在各種應(yīng)用中使用此功能，而無需購買新的紅外遙控器和昂貴的硬件，例如打開/關(guān)閉燈、打開/關(guān)閉窗簾等。我使用了 ATTiny85 微控制器作為電路的心臟。該設(shè)備最多可在 EEPROM 存儲(chǔ)器中記錄三個(gè) IR 代碼并切換 3 個(gè)單獨(dú)的設(shè)備。每個(gè)繼電器可以處理高達(dá) 10A 的電流。負(fù)載切換機(jī)制（瞬時(shí)開/關(guān)、切換等）可由用戶編程。

我使用 Altium Designer 21.4.1 和 SamacSys 組件庫 (SamacSys Altium Plugin) 來設(shè)計(jì)原理圖和 PCB。我還使用了 Siglent SDS2102X Plus/SDS1104X-E 來分析 IR 信號(hào)。?

該設(shè)備工作穩(wěn)定，對(duì)傳輸?shù)募t外信號(hào)反應(yīng)良好。所以讓我們開始建造這只小狗吧！

A. 電路分析

圖 1 顯示了該裝置的示意圖。很明顯，解碼和切換任務(wù)都是由一個(gè) 8 針 ATtiny85 微控制器完成的。

圖1

紅外遙控解碼/切換板示意圖

REG1是著名的7805通孔穩(wěn)壓器[1]芯片，為繼電器準(zhǔn)備固定+5V。C4 和 C5 已用于降低噪聲。FB1 和 C11 阻止輸入噪聲峰值。IC2 是 TS2937CW-5.0 穩(wěn)壓器 [2]，可為 U1 和 IC1 準(zhǔn)備一個(gè)固定的 +5V 電源。D8 表示電源供應(yīng)良好，C8 和 C9 已用于降低穩(wěn)壓器的輸出噪聲。

U1是VS1838紅外接收模塊[3]。該模塊對(duì)電源噪聲很敏感，因此 R7 和 C6 構(gòu)建了一個(gè)低通 RC 濾波器，以進(jìn)一步降低 U1 電源噪聲。U1 的輸出已連接到 IC1 的 PB3 引腳和 Q4 Mosfet 的柵極引腳。

Q1 是用于為 D7 供電的 FDN360P P 通道邏輯電平 Mosfet [4]。D7 是一個(gè) SMD LED，表示紅外信號(hào)接收良好（閃爍）。R8 限制 D7 電流。SW1 是一個(gè) SMD 觸覺按鈕，C10 為按鈕機(jī)械觸點(diǎn)去抖動(dòng)。

IC1 是 ATtiny85 微控制器 [5]。ATtiny85 是一個(gè)可愛的芯片！它提供 8K 閃存，可通過外部晶體振蕩器運(yùn)行高達(dá) 20MHz。在這個(gè)項(xiàng)目中，我將時(shí)鐘設(shè)置為 8MHz-internal。C7 是一個(gè)旁路電容，用于降低電源噪聲。

Q1、Q2 和 Q3 是 SI2303 N 溝道 Mosfet [6]，用于切換 K1、K2 和 K3 繼電器。R4、R5、R6為下拉電阻，D1、D2、D3為保護(hù)二極管。D4、D5 和 D6 是繼電器激活指示燈 LED，C1、C2 和 C3 用于降低繼電器電感器的噪聲。?

ISP 是一個(gè) 5 針公頭，用于使用 AVR-ISP 編程器對(duì) IC1 進(jìn)行編程。P1、P2 和 P3 是 2 針直角鳳凰連接器。

B. PCB 布局

圖 2 顯示了紅外遙控切換器設(shè)備的 PCB 布局。它是兩層 PCB 板，大部分組件的封裝都是 SMD。

圖 2

紅外遙控切換板PCB布局

正如我在摘要中提到的，我使用 Altium Designer 軟件 [7] 來設(shè)計(jì)原理圖和 PCB。它是一款簡潔的軟件，提供了用戶友好的設(shè)計(jì)環(huán)境和大量有用的功能。我沒有這個(gè)項(xiàng)目中幾個(gè)組件的原理圖符號(hào)、PCB 封裝和 3D 模型。因此，我沒有浪費(fèi)時(shí)間從頭開始設(shè)計(jì)庫并增加錯(cuò)誤和組件不匹配的風(fēng)險(xiǎn)，而是使用免費(fèi)的 IPC 級(jí) ScamacSys 組件庫，并使用 SamacSys Altium 插件 [8] 將它們直接導(dǎo)入 Altium PCB 項(xiàng)目。SamacSys 為大多數(shù)電子設(shè)計(jì) CAD 軟件提供插件，而不僅僅是 Altium Designer。圖 3 顯示了支持的電子設(shè)計(jì) CAD 軟件。?

圖 3

SamacSys插件支持的電子設(shè)計(jì)CAD軟件

具體來說，我使用了 IC1 [9]、IC2 [10]、REG1[11]、Q1…Q3[12] 和 Q4 [13] 的 SamacSys 庫，您可以參考參考資料中的鏈接。另一種選擇是從 componentsearchengine.com 下載組件庫并手動(dòng)導(dǎo)入它們。由你決定。圖 4 顯示了 SamacSys Altium 插件中的選定組件。

圖 4

SamacSys Altium 插件中的選定組件庫

C. 組裝和測試

圖 5 顯示了組裝好的 PCB 板。PCB 由 PCBWay 公司制造，我可以說質(zhì)量很好。我對(duì)焊接組件沒有任何問題。所以我建議你看質(zhì)量，不要為了省幾塊錢而選擇便宜的！?

圖 5

紅外遙控切換器組裝好的PCB板

C-1。代碼

我已經(jīng)使用 Arduino IDE 編寫代碼，但是，您不需要為此使用 Arduino 板。您可以安裝自定義的 ATtiny 板管理器并導(dǎo)出已編譯的二進(jìn)制文件（HEX 文件）。然后使用 AVR-ISP 編程器或 Arduino IDE 外部的類似編程器對(duì)您的芯片進(jìn)行編程。您也不需要對(duì)引導(dǎo)加載程序進(jìn)行編程。

?

#include  
#include 

字節(jié) keyCounter = 0 ;
int data1 = -1 , data2 = -1 , data3 = -1 ;
字節(jié) out2Toggle = 0 ;

無效 設(shè)置（）  {
? pinMode（0，輸出）；
? pinMode（1，輸出）；
? pinMode（2，輸出）；
? pinMode（4，輸入）；
? IrReceiver.begin( 3 , DISABLE_LED_FEEDBACK);
}

無效 循環(huán)（）  {

? 數(shù)據(jù)1 = EEPROM.read（0）；
? 數(shù)據(jù)2 = EEPROM.read（1）；
? 數(shù)據(jù)3 = EEPROM.read（2）；
??
? 而（數(shù)字讀?。?）== 0）
? {
? ? if (IrReceiver.decode())
? ? {
? ? ? 延遲（200）；
? ? ? 如果(keyCounter == 0 )
? ? ? {
? ? ? ? data1 = IrReceiver.decodedIRData.decodedRawData;
? ? ? ? 數(shù)字寫入（2，高）；
? ? ? ? 延遲（2000）；
? ? ? ? 數(shù)字寫入（2，低）；
? ? ? ? EEPROM.write( 0 ,data1);
? ? ? ? 鍵計(jì)數(shù)器++；
? ? ? } else  if (keyCounter == 1 ) {
? ? ? ? data2 = IrReceiver.decodedIRData.decodedRawData;
? ? ? ? 數(shù)字寫入（1，高）；
? ? ? ? 延遲（2000）；
? ? ? ? 數(shù)字寫入（1，低）；
? ? ? ? EEPROM.write( 1 ,data2);
? ? ? ? 鍵計(jì)數(shù)器++；
? ? ? } else  if (keyCounter == 2 ) {
? ? ? ? data3 = IrReceiver.decodedIRData.decodedRawData;
? ? ? ? 數(shù)字寫入（0，高）；
? ? ? ? 延遲（2000）；
? ? ? ? 數(shù)字寫入（0，低）；
? ? ? ? EEPROM.write( 2 ,data3);
? ? ? ? 關(guān)鍵計(jì)數(shù)器 = 0 ;
? ? ? }
? ? ? IrReceiver.resume();
? ? }
? }


? if (IrReceiver.decode())
? {
? ? 延遲（200）；
? ? if (data1 == IrReceiver.decodedIRData.decodedRawData)
? ? {
? ? ? 數(shù)字寫入（2，高）；
? ? ? 延遲（250）；
? ? ? 數(shù)字寫入（2，低）；
? ? ? 延遲（250）；
? ? }

? ? if (data2 == IrReceiver.decodedIRData.decodedRawData)
? ? {
? ? ? 開關(guān)（out2Toggle）
? ? ? {
? ? ? ? 案例 0：
? ? ? ? ? 數(shù)字寫入（1，高）；
? ? ? ? ? out2Toggle = 1 ;
? ? ? ? ? 休息;
? ? ? ? 案例 1：
? ? ? ? ? 數(shù)字寫入（1，低）；
? ? ? ? ? out2Toggle = 0 ;
? ? ? ? ? 休息;
? ? ? }
? ? }

? ? if (data3 == IrReceiver.decodedIRData.decodedRawData)
? ? {
? ? ? 數(shù)字寫入（0，高）；
? ? ? 延遲（250）；
? ? ? 數(shù)字寫入（0，低）；
? ? ? 延遲（250）；
? ? }
? ? IrReceiver.resume();
? }
}

?

要為 ATTiny85 微控制器編譯 Arduino 草圖，您需要安裝 Spence Konde [14] 的“ATTinyCore”。Tiny 芯片的類似董事會(huì)經(jīng)理表現(xiàn)不如預(yù)期。此外，安裝“IRRemote”庫 V3.3（由 Armin Joachimsmeyer）[15] 并包含頭文件。有關(guān)更多詳細(xì)信息，請(qǐng)查看我的 YouTube 視頻。?

C.2。測試

我已經(jīng)使用 Silent SDS2102X Plus 示波器 [16] 測試了 VS1838 模塊的輸出（圖 6）。您也可以使用其他模型，例如 SDS1104X-E [17]。示波器屏幕顯示信號(hào)清晰無噪音。每個(gè)遙控器制造商可能使用現(xiàn)有的或自己的紅外協(xié)議，并且每個(gè)遙控器按鍵生成不同的代碼，因此遙控器的輸出信號(hào)可能不同。我使用了一個(gè)自然使用索尼紅外協(xié)議的索尼高清電視遙控器。

圖 6

紅外接收模塊（U1）的輸出信號(hào)

單片機(jī)燒寫成功后，請(qǐng)斷開燒錄器并重啟板子（斷開再重新上電）。然后您可以存儲(chǔ)所需的遙控鍵（通過按住 SW1）。您可以在以后隨時(shí)更改任何存儲(chǔ)的密鑰。密鑰存儲(chǔ)在 EEPROM 內(nèi)存中，因此電源復(fù)位不會(huì)清除內(nèi)存和存儲(chǔ)的密鑰。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)仔細(xì)觀看 YouTube 視頻。

D. 材料清單

圖 7 顯示了物料清單。

圖 7

材料清單