03.08 能否用單片機控制發射紅外信號來控制空調?

周凱婷


單片機當然可以控制發射紅外信號來控制空調

萬能遙控器大家用過嗎?大家有沒有試過用手機來控制空調嗎?有些型號的手機集成有紅外發射管,可以發出紅外信號,既可以用來進行通訊,也可以用來遙控空調、電視等的電器。手機的Soc芯片其實也是一個單片機,只是它的功能比較強大,如果僅僅用來控制發射紅外信號來控制空調,普通的單片機同樣可以做到的。

單片機為什麼可以控制發射紅外信號來控制空調?

紅外遙控技術已經應用了發展很多年了,技術已經相當的成熟了。紅外發射管可以發出紅外線信號,紅外發射管則可以接收紅外線信號。空調上有紅外接收電路,它可以接收到波長與紅外接收管對應的紅外信號,當然,紅外信號的編碼規則要符合該品牌空調的指令規則,它才作出相應的動作,就好像“對暗號”一樣,不但要收到“暗號”,還有“暗號”正確才會動作。

主流的紅外編碼規則有NEC和RC5,以NEC為例,它使用了38KHz的載波頻率,由引導碼,8位的客戶碼,8位客戶碼的補碼,8位的按鍵值,8位按鍵值的補碼組成。

而空調、電視等電器大多使用NEC的編碼規則,想用單片機控制發射紅外信號來控制空調,首先要清楚該品牌空調使用的紅外編碼規則和指令代碼,當然這些都是公開的。我們只要用單片機控制紅外發射管發出對應指令紅外信號,就可以進行遙控空調了。以某品牌某型號的空調為例,通過示波器抓取到遙控器發出的紅外線信號的波型如下,而我們用單片機控制紅外發射管發出同樣波形的信號,大家覺得能遙控嗎?

如果某個品牌的空調不公開編碼規則和指令代碼,或者對數據進行加密處理,那麼我們就沒那麼容易遙控了,比如想打開加密碼的文件就要先經過解密。就像我們平常用的小汽車遙控鑰匙,自己的遙控鑰匙只能開自己的車。

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當然可以!!

自己根據買來的單片機最小系統模塊,畫了PCB,製作了電路板,然後用單片機P1.2引腳外接買來的紅外發射模塊,控制空調!程序自己編的,實現了空調控制。

網上的單片機教學視頻都有紅外教程的,裡面還有例程,你可以理解後直接拿來用。

比如採用STC12C2052-1T單片機學習型紅外遙控開關

STC12C2052學習型2路紅外遙控開關

用家庭常用的遙控器,CPU 只能用STC系列 晶振11.0592~12MHZ

通電後運行指示燈閃爍,按動對應通路的按鈕開關後其輸出取反,當輸出為低時運行指示燈熄滅

長按對應通路的按鈕開關約5s以上待對應通路的運行指示燈點亮時再鬆開按鈕則已進入鍵值遙控學習狀態。

把要學習的遙控器對準紅外頭,按下後要學習的鍵,待運行指示燈轉為閃爍時學習完成。

P1.1 = OUT 控制低電平有效接PNP型三極管驅動繼電器

P1.3 = OUT1 控制低電平有效接PNP型三極管驅動繼電器

P1.0 = BZ 輸出低電平有效接PNP型三極管驅動蜂鳴器

P1.1 = BZ1 輸出低電平有效接PNP型三極管驅動蜂鳴器

P1.6 = 1路 運行指示燈(閃爍)+學習指示燈(長亮)

P1.7 = 2路 運行指示燈(閃爍)+學習指示燈(長亮)

P3.2 = 紅外一體化接收頭接(INT0)

P3.0 = 1路 按鈕開關低電平有效

P3.1 = 2路 按鈕開關低電平有效


莫非8125


當然可以使用紅外信號來控制空調了。空調遙控器其實就是一個紅外信號發射裝置,而空調機身具有紅外接收探頭,可以接收遙控器發出的紅外信號並解析,從而實現遙控的功能,電視遙控器也是同樣的原理。現在有很多手機具有紅外功能,通過匹配通訊協議,就能實現手機遙控電視和空調的作用。下面通過硬件和軟降兩個方面來和大家分享,紅外遙控實現的原理。

本部分內容包括,紅外發射部分原理、紅外接收部分原理以及軟件編碼部分原理。

1 紅外發射部分電路原理

紅外發射功能主要由紅外發射管來實現,紅外發射管在外觀上和透明的LED發光二極管極為相似,其驅動和控制方式也一直。在使用單片機控制發射管時,一般使用三極管來驅動,NPN三極管和PNP三極管都可以實現。如下圖所示使用PNP三極管來實現的。

PNP三極管的基極通過電阻接單片機的GPIO口,發射管通過限流電阻接在PNP三極管的發射極上。當單片機的GPIO輸出高電平時PNP三極管處於截止狀態紅外發射管不工作;當GPIO輸出低電平時PNP三極管導通發射管工作,發出肉眼不可見的紅外線,被接收管接收到。遙控器上的每一個按鍵都有一定的編碼,該編碼其實就是遵循一定規則的高低電平的脈衝,接收電路解析該脈衝從而執行對應的操作。

2 紅外接收部分電路原理

前文說過,紅外發射和紅外接收是一對,成對使用。發射管是白色的,接收管是黑色的。可以使用三極管搭建接收電路也可以使用比較器來搭建電路,下面用三極管電路展示紅外接收的電路。如下圖所示。

在沒有接收到紅外信號時,接收管不導通,三極管Q1不導通,三極管Q3不導通,單片機接收到持續的高電平;當接收管接收到紅外信號時,單片機接收到低電平。當遙控器的按鍵被按下時,按鍵對應的編碼脈衝就會被單片機所接收到,單片機解析該脈衝,就能知道遙控器上是哪個按鍵被按下,從而實現用戶的操作。

但是,黑色的紅外接收管抗干擾能力比較低,在設計電路的時候一般不選用,而是選用專用的紅外接收頭,最常用的型號為HS0038。而且,其紅外接收電路簡單,抗干擾能力強。

4 紅外軟件編碼解析

前文提到的脈衝編碼就是紅外發射和紅外接收之間的通訊內容,通訊這部分的數據或內容,被稱作通訊協議。一般來說,紅外通訊都遵循NEC的編碼協議規範。

NEC的協議規定,工作頻率為38KHz,其數據格式由如下幾部分構成:引導碼、用戶碼、用戶碼補碼、按鍵碼、按鍵碼補碼等。一個完整的按鍵/數據週期是108ms。NEC編碼規定0和1的編碼如下:

編碼0:0.56ms高電平+0.565ms低電平=1.125ms

編碼1:0.56ms高電平+1.685ms低電平=2.245ms,如下圖所示。

當遙控器的某一個按鍵被按下後,發射管就會發出一串包含引導碼、用戶碼、用戶碼補碼、按鍵碼、按鍵碼補碼的脈衝出來,脈衝如果要翻譯出來的話,就是看0和1的序列,長度為2.245ms的脈衝代表數據1,脈衝長度為1.125的脈衝代表數據0。類似的脈衝數據如下圖所示。

接收端的紅外專用探頭感應該部分脈衝並送入單片機,單片機通過解析脈衝數據,計算出用戶的按鍵信息,再執行相應的命令和邏輯,這樣用戶就可以在沙發上遠程遙控空調和電視了。

現在的很多手機上集成了紅外發射電路,並帶有自學習功能可以根據操作說明讓手機去匹配設備的編碼協議,協議匹配後就可以通過手機遙控電視、空調等設備了,這時候手機就變成了遙控器。

由於通訊部分要處理比較複雜的數據,所以這類電路都是需要單片機支持的。

以上就是這個問題的回答,感謝留言、評論、轉發。更多電子設計、硬件設計、單片機等內容請關注本頭條號:玩轉嵌入式。感謝大家。

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從藍牙誕生就想取代紅外,可惜至今未果。以前的智能手機都帶紅外,就因為藍牙要取代紅外都取消了,目前就是紅外不會消失,小米手機很多又加了紅外功能。紅外結構最簡單、也最便宜,別說單片機能實現控制不用單片機都可以。


用戶6998287155


當然可以,這不就是你的空調遙控器嗎…


榻榻米的榻榻


當然可以


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