Ricevitore IR e telecomando: progetti telecomandati con Arduino

I telecomandi di TV, condizionatori e impianti stereo funzionano con la luce infrarossa (IR). Aggiungendo ad Arduino un ricevitore IR da pochi centesimi puoi leggere i tasti di quasi ogni telecomando di casa e usarli per comandare lampade, LED, motori o musica. Niente abbinamenti, app o Internet: basta puntare il telecomando verso la scheda e premere un tasto. È il modo più facile ed economico per realizzare il tuo primo progetto telecomandato.

Come funziona un telecomando a infrarossi?

Il LED IR sulla punta del telecomando emette luce a circa 940 nm, invisibile all'occhio. La luce non resta sempre accesa: viaggia su un segnale portante che lampeggia 38.000 volte al secondo. Il circuito del ricevitore considera solo la luce che sfarfalla a quella frequenza, quindi sole e lampade non possono disturbare il segnale. Il ricevitore trasforma questo sfarfallio in impulsi digitali puliti e porta la sua uscita a LOW finché il segnale è presente.

Quale tasto è stato premuto è codificato nella durata degli impulsi e delle pause tra di essi. Per questo esistono diversi "linguaggi", chiamati protocolli: il più diffuso è il NEC (un byte di indirizzo e uno di comando), e sono comuni anche i protocolli Sony, RC5 (Philips) e Samsung. Per fortuna la decodifica la fa la libreria: tu leggi solo il codice del tasto.

Caratteristiche tecniche (VS1838B)

Collegamento del ricevitore IR

Leggere i codici dei tasti con la libreria IRremote

Nel Gestore librerie cerca IRremote e installa la libreria di Armin Joachimsmeyer. Il codice qui sotto funziona con la versione 4.x; a ogni pressione scrive nel Monitor seriale il protocollo, l'indirizzo e il codice di comando. Se negli esempi più vecchi su Internet trovi comandi come IRrecv e decode(&results), appartengono a una versione vecchia.

1#include <IRremote.hpp>
2
3const int IR_PIN = 2;
4
5void setup() {
6  Serial.begin(9600);
7  IrReceiver.begin(IR_PIN, ENABLE_LED_FEEDBACK);   // sinyal gelince dahili LED yanar / onboard LED blinks on signal
8}
9
10void loop() {
11  if (IrReceiver.decode()) {
12    Serial.print("Komut / command: 0x");
13    Serial.println(IrReceiver.decodedIRData.command, HEX);
14    IrReceiver.printIRResultShort(&Serial);        // protokol ve adres / protocol and address
15    IrReceiver.resume();                           // sonraki tuşa hazırlan / ready for the next key
16  }
17}

Premi i tasti del telecomando uno alla volta e annota i codici. I piccoli telecomandi a 21 tasti dei kit usano di solito il protocollo NEC e i loro codici sono quasi sempre quelli qui sotto; verificali comunque leggendo il tuo telecomando:

Comandare un LED e un relè con il telecomando

Una volta noti i codici, puoi dare un compito a ogni tasto. Nell'esempio qui sotto il tasto "1" accende e spegne un relè, mentre VOL+ e VOL- regolano la luminosità di un LED con il PWM. Tenendo premuto un tasto, il telecomando invia segnali di ripetizione; nelle funzioni on-off vanno ignorati, altrimenti il relè continua ad accendersi e spegnersi. Per il collegamento del relè vedi Cos'è un modulo relè?

1#include <IRremote.hpp>
2
3const int IR_PIN = 2;
4const int LED_PIN = 9;       // PWM pini / PWM pin
5const int RELAY_PIN = 7;     // aktif LOW röle / active-LOW relay
6
7bool relayOn = false;
8int brightness = 128;
9
10void setup() {
11  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
12  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
13  digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH);
14  IrReceiver.begin(IR_PIN);
15}
16
17void loop() {
18  if (!IrReceiver.decode()) return;
19  bool repeat = IrReceiver.decodedIRData.flags & IRDATA_FLAGS_IS_REPEAT;   // tuş basılı tutuluyor / key held down
20  switch (IrReceiver.decodedIRData.command) {
21    case 0x0C:                               // "1": röleyi aç-kapa / toggle the relay
22      if (!repeat) {
23        relayOn = !relayOn;
24        digitalWrite(RELAY_PIN, relayOn ? LOW : HIGH);
25      }
26      break;
27    case 0x15:                               // VOL+: daha parlak / brighter
28      brightness = min(brightness + 15, 255);
29      break;
30    case 0x07:                               // VOL-: daha sönük / dimmer
31      brightness = max(brightness - 15, 0);
32      break;
33  }
34  analogWrite(LED_PIN, brightness);
35  IrReceiver.resume();                       // sonraki tuşa hazırlan / ready for the next key
36}

Inviare segnali IR con Arduino

Arduino non si limita ad ascoltare i telecomandi: può diventarlo lui stesso. Collega un LED IR (940 nm) al pin 3 dell'Uno con una resistenza da 100 Ω; per aumentare la portata puoi pilotare il LED con un transistor. Prima leggi con il codice precedente il telecomando del dispositivo da comandare per conoscerne indirizzo e comando, poi invia lo stesso codice da Arduino:

1#include <IRremote.hpp>
2
3const int IR_SEND_PIN = 3;    // IR LED, 100 Ω direnç ile / IR LED with a 100 Ω resistor
4
5void setup() {
6  IrSender.begin(IR_SEND_PIN);
7}
8
9void loop() {
10  IrSender.sendNEC(0x00, 0x46, 0);   // adres, komut, tekrar sayısı / address, command, repeats
11  delay(5000);
12}

IR con ESP32 e Raspberry Pi Pico

Il VS1838B funziona senza problemi a 3,3 V, quindi si collega direttamente a ESP32 e Pico. La libreria IRremote supporta l'ESP32; puoi collegare il ricevitore a qualsiasi pin di ingresso, come il GPIO 15. Con un ESP32 puoi inoltrare via Wi-Fi i tasti del telecomando ad altri dispositivi, oppure costruire un "telecomando intelligente" che invia alla TV, tramite un LED IR, i comandi arrivati dal telefono. Sul Pico con MicroPython si usa la libreria micropython_ir di Peter Hinch:

1from machine import Pin
2from ir_rx.nec import NEC_8          # micropython_ir kütüphanesi / library (Peter Hinch)
3import time
4
5def on_key(command, address, ctrl):
6    if command >= 0:                 # negatif değerler tekrar ya da hata / negatives mean repeat or error
7        print("Komut / command: 0x{:02X}".format(command))
8
9ir = NEC_8(Pin(16, Pin.IN), on_key)  # GP16 → OUT
10
11while True:
12    time.sleep(1)

Idee di progetti con ricevitore IR e telecomando

• Lampada con telecomando: accendi una lampada a 230 V tramite relè con un tasto libero del telecomando della TV.
• Telecomando dei colori: cambia il colore di un LED RGB con i tasti numerici.
• Auto robot telecomandata: un'auto con due motori che guidi con le frecce.
• Carillon: assegna una melodia diversa a ogni tasto numerico; per la parte audio vedi Cos'è un buzzer?
• Telecomando che impara: registra i codici di altri telecomandi e inviali da un solo Arduino.
• Serratura a codice: apri una serratura con un servo quando viene inserita la sequenza di tasti corretta.

Errori comuni e come risolverli

• Non arriva nessun codice: il filo OUT è su un pin diverso da quello del codice, i piedini del ricevitore sono invertiti o la batteria del telecomando è scarica; controlla il telecomando con la fotocamera del telefono.
• L'esempio non si compila: gli esempi vecchi su Internet sono per IRremote 2.x; la versione 4.x usa IrReceiver.begin() e IrReceiver.decode().
• Arrivano codici casuali: il ricevitore potrebbe essere rivolto verso il sole diretto o una lampada fluorescente; mettilo all'ombra.
• Il tasto on-off agisce due volte: le ripetizioni non vengono ignorate; controlla il flag IRDATA_FLAGS_IS_REPEAT.
• tone() o il PWM sui pin 3 e 11 non funzionano bene: sull'Uno condividono lo stesso timer (Timer2) di IRremote.
• Portata molto bassa inviando con un LED IR: pilota il LED con un transistor per dargli più corrente e orientalo verso il dispositivo.

Un ricevitore IR è il modo più semplice ed economico per passare al senza fili; anche i vecchi telecomandi dimenticati nel cassetto trovano una seconda vita nei tuoi nuovi progetti. Nell'app BlueGrays trovi progetti per leggere i codici del telecomando, accendere e spegnere LED, suonare melodie, comandare una lampada a 230 V e creare un telecomando universale con ESP32, con schemi e codice.