ინფრაწითელი სენსორის გამოყენება არდუინოსთან ერთად: 8 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

რა არის ინფრაწითელი (იგივე IR) სენსორი?

IR სენსორი არის ელექტრონული ინსტრუმენტი, რომელიც იკვლევს IR სიგნალებს სტანდარტებით განსაზღვრულ სიხშირის დიაპაზონში და გადააქცევს მათ ელექტრულ სიგნალებად მის გამომავალ პინზე (ჩვეულებრივ უწოდებენ სიგნალის პინს). IR სიგნალები ძირითადად გამოიყენება მოკლე დისტანციებზე (ჩვეულებრივ რამდენიმე მეტრზე) ჰაერში ბრძანებების გადასაცემად, ისევე როგორც თქვენ უკვე მუშაობდით ტელევიზიის დისტანციურ მართვაზე ან სხვა მსგავს ელექტრონულ მოწყობილობებზე.

IR საკომუნიკაციო პროტოკოლი

თითოეული სიგნალი წარმოადგენს კონკრეტულ კოდს. ელექტრული სიგნალები შეიძლება დაუბრუნდეს რეალურ მონაცემებს/კოდს, რომელიც გამგზავნმა გაგზავნა. ტელევიზორის დისტანციური მართვის ღილაკზე დაჭერისას ის ქმნის სიგნალს, რომელიც შეესაბამება ღილაკის კოდს (მაგ. ჩართვა/გამორთვა, მოცულობის გაზრდა და სხვა) და აგზავნის მას მიმღებისთვის (ამ შემთხვევაში თქვენი ტელევიზორისთვის). როგორც გამგზავნი, ასევე მიმღები შეთანხმდნენ კოდების ერთობლიობაზე, რათა მიმღებმა იცოდეს რა უნდა გააკეთოს თითოეული კოდის საფუძველზე. კოდის მოდულირება (მოდელირება) როგორც სიგნალი განისაზღვრება სხვადასხვა სტანდარტით და თითოეული სენსორის მწარმოებელი ჩვეულებრივ ცდილობს აწარმოოს მათთან თავსებადი პროდუქტი, რათა ის გამოიყენოს სხვადასხვა მოწყობილობებში. ერთ -ერთი ყველაზე ცნობილი სტანდარტული პროტოკოლი არის NEC– დან. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ IR ოქმების მოკლე ისტორია ვიკიპედიაზე Consumer IR სათაურით.

ნაბიჯი 1: როგორ გამოიყურება IR სენსორი?

IR სენსორები ხელმისაწვდომია სხვადასხვა პაკეტებზე. აქ თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ტიპიური შეფუთვა IR მიმღებისთვის.

ნაბიჯი 2: IR სენსორის გარღვევის დაფა/მოდული

თქვენ ასევე შეგიძლიათ შეიძინოთ ისინი როგორც IR მოდული/გარღვევის დაფა eBay, Aliexpress ან Amazon– ზე. ასეთი მოდულები, როგორც წესი, ათავსებენ ერთ -ერთ ზემოხსენებულ სენსორს, რომელსაც აქვს ლამაზი პურის დაფა, LED- თან ერთად, რომელიც ციმციმებს, როდესაც სენსორი აღმოაჩენს სიგნალს. ამით თქვენ შეამჩნევთ, თუ რაიმე მონაცემები გადადის. მე გირჩევთ დაიწყოთ ამ მოდულიდან ერთ -ერთი.

შენიშვნა: თუ თქვენ გაქვთ უმი IR სენსორი, არაფერი შეიცვლება, გარდა იმისა, რომ თქვენ უნდა შეამოწმოთ სენსორის მონაცემთა ფურცელი, რომ დარწმუნდეთ, რომ სწორად აერთებთ მას, წინააღმდეგ შემთხვევაში შეიძლება გქონდეთ ლამაზი ლურჯი კვამლი სუნით, რომელიც გაგრძელდება საათი Იცი რასაც ვგულისხმობ;)

ნაბიჯი 3: საჭირო ნაწილები და კომპონენტები

აქ თქვენ ნახავთ იმ კომპონენტების ჩამონათვალს, რომლებიც დაგჭირდებათ ამ გაკვეთილის დასასრულებლად:

eBay ბმულები:

• 1 x Arduino Uno:
• 1 x IR სენსორის მოდული დისტანციური მართვის საშუალებით:
• 4 x 220 ohm რეზისტორები:
• 4 x LED:
• 8 x Dupont კაბელი:
• 1 x გამდნარი დაფა:
• 1 x მინი დაფა (სურვილისამებრ):

Amazon.com ბმულები:

• 1 x Arduino Uno:
• 1 x IR სენსორის მოდული დისტანციური მართვის საშუალებით:
• 1 x შედუღების გარეშე დაფა:
• 4 x 220 ohm რეზისტორები:
• 4 x LED:
• 8 x Dupont კაბელი:
• 1 x მინი breadboard (სურვილისამებრ):

ნაბიჯი 4: IR სენსორის დაკავშირება არდუინოსთან

Arduino– სთან IR სენსორის კავშირის დაყენება ძალიან მარტივია. VCC და GND პინის გარდა, სენსორს აქვს მხოლოდ ერთი გამომავალი პინი, რომელიც უნდა იყოს დაკავშირებული Arduino– ს ერთ ციფრულ პინთან. ამ შემთხვევაში ის დაკავშირებულია პინ 13 -თან.

მე შევეცადე მეჩვენებინა როგორც IR სენსორის მოდული, ასევე უმი IR სენსორის დაყენება. როგორც სურათებზე ჩანს, VCC და GND ქინძისთავების პოზიცია სენსორის მოდულზე არის ნედლი სენსორის საპირისპირო. თუმცა ეს შეიძლება არ იყოს თქვენი სენსორის შემთხვევაში, ასე რომ, როგორც წინა ნაბიჯში აღვნიშნეთ, ნედლი სენსორის გამოყენების შემთხვევაში, ჯერ შეამოწმეთ მონაცემთა ცხრილი.

ნაბიჯი 5: იპოვეთ დისტანციური მართვის თითოეული გასაღების შესაბამისი კოდი

იმისათვის, რომ Arduino– მ დაარეგულიროს რაღაცის გაკეთება დისტანციურ ღილაკზე დაჭერისას, თქვენ ჯერ უნდა გქონდეთ ამ გასაღების შესაბამისი კოდი. ძირითადი კოდი არის რიცხვი, რომელიც ჩვეულებრივ წარმოდგენილია თექვსმეტობით. თითოეულ დისტანციურ კონტროლერს აქვს თავისი ძირითადი კოდების ნაკრები, ხოლო შესაძლებელია, რომ ორი კონტროლერი იზიარებს ერთსა და იმავე კოდს სხვადასხვა მიზნით. განსხვავებული საკვანძო კოდების გამოყენება სიხშირის სხვადასხვა დიაპაზონის გამოყენებასთან ერთად, უზრუნველყოფს იმას, რომ სხვადასხვა მოწყობილობის ორ დისტანციურ კონტროლერს არ ექნება ჩარევა. ამიტომაც როდესაც თქვენ ცვლით თქვენს სატელევიზიო არხს, თქვენი DVD პლეერი საერთოდ არ რეაგირებს.

თქვენი IR დისტანციური კოდების გამოსავლენად, თქვენ ჯერ უნდა გაუშვათ მარტივი ესკიზი, რომელიც ცდილობს სენსორის კოდის წაკითხვას ღილაკზე დაჭერისას და აგზავნის მას სერიული პორტის საშუალებით თქვენს კომპიუტერში, სადაც შეგიძლიათ შეხვიდეთ მასზე სერიული მონიტორის ინსტრუმენტების გამოყენებით. Arduino IDE. ეს არის ის, რასაც აკეთებს ეს მონაკვეთი თანდართული ესკიზი. უკეთესი იქნება დააჭიროთ ყველა ღილაკს, რათა ნახოთ კოდი და ჩაწეროთ კოდების სია სადმე ისე, რომ მომავალში აღარ დაგჭირდეთ ამ კოდის ხელახლა გაშვება. საკვანძო კოდების სია, რომელსაც ხედავთ სურათის ცხრილში, სინამდვილეში არის კოდები, რომლებიც მე მივიღე ჩემს იაფ IR IR დისტანციურ ღილაკებზე დაჭერისას.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ შეხვიდეთ ჩემს Arduino ვებ რედაქტორზე გაზიარებულ ფაქტიურ კოდზე ir-key-code-logger.

შენიშვნა: ნუ შეგეშინდებათ, თუ სადმე შუაში ხედავთ კოდს, როგორიცაა FFFFFF. ეს ნიშნავს, რომ თქვენ ხანგრძლივად დააჭირეთ ღილაკს. ჩვენ მას მოგვიანებით დავუბრუნდებით. ჯერჯერობით უბრალოდ იგნორირება გაუკეთეთ მათ და ყურადღება გაამახვილეთ სხვა კოდებზე.

ნაბიჯი 6: აკონტროლეთ LED- ების ნაკრები IR დისტანციური მართვის გამოყენებით

ახლა, როდესაც ჩვენ გვაქვს თითოეული ღილაკის კოდი, დროა გავამახვილოთ ყურადღება იმაზე, თუ როგორ შეგვიძლია მათი გამოყენება. როგორც წესი, თქვენ იყენებთ IR დისტანციურ დისტანციას Arduino– სთვის იმისათვის, რომ გააკეთოთ ისეთი რამ, როგორიცაა ნათურის ჩართვა ან გამორთვა, რობოტის გადატანა კონკრეტული მიმართულებით, რაიმე LCD/OLED ეკრანზე ჩვენება და ა.შ. აქ ჩვენ ვცდილობთ პროცესის დემონსტრირება მარტივი გზით წრე, რომელიც შედგება 4 LED- ისგან სხვადასხვა ფერებში. ჩვენ გვსურს თითოეული მათგანი ჩართოთ ან გამორთოთ IR დისტანციური პულტის სპეციალური ღილაკით. როგორც სქემატურზე ხედავთ, თქვენ უნდა დაუკავშიროთ Arduino შემდეგი გზით LED- ებს და სენსორს:

Arduino GND -> IR სენსორი GND.

Arduino VCC -> IR სენსორი VCC.

Arduino 13 -> IR სენსორის სიგნალის გამომუშავება.

Arduino 2 -> ლურჯი LED- ის ანოდი (ლურჯი LED- ის მოკლე პინი)

Arduino 3 -> მწვანე LED- ის ანოდი (მწვანე LED- ის მოკლე პინი)

Arduino 4 -> ყვითელი LED- ის ანოდი (ყვითელი LED- ის მოკლე პინი)

Arduino 5 -> წითელი LED- ის ანოდი (წითელი LED- ის მოკლე პინი)

Arduino GND -> ყველა LED- ის კათოდური 220 ohm რეზისტორის საშუალებით (LED- ების გრძელი პინი)

ამ სქემის შესაბამისი კოდი შეგიძლიათ იხილოთ თანდართულ ფაილში ან ჩემს Arduino ვებ რედაქტორში ir-led-control.

ნაბიჯი 7: პრობლემების მოგვარება

თქვენი პროექტის შექმნისას და ნაბიჯების გადადგმისას შეიძლება შეხვდეთ ბევრ უცნაურ სიტუაციას. აქ არის რამოდენიმე გავრცელებული შეცდომის ჩამონათვალი, რომელიც შეიძლება მიიღოთ IR სენსორთან მუშაობისას.

FFFFFF- ის მიღება ღილაკზე დაჭერისას

ღილაკზე დაჭერისას შეიძლება შეამჩნიოთ, რომ უმეტესად ის ატყობინებს კოდს, როგორიცაა FFFFFF. ეს ხდება მაშინ, როდესაც თქვენ დააჭირეთ ღილაკს და გააჩერებთ მას ცოტა ხნით, თუნდაც მცირე ხნით. სცენარი მდგომარეობს იმაში, რომ როდესაც თქვენ დააჭერთ ღილაკს თავდაპირველად, IR დისტანციური აგზავნის ღილაკის კოდს და სანამ თქვენ გეჭიროთ ღილაკი, ის იმეორებს FFFFFF- ის გაგზავნას, რაც იმას ნიშნავს, რომ მომხმარებელი კვლავ აჭერს ბოლო დროს მოხსენებულ ღილაკს. ეს კარგი იქნებოდა. თქვენ შეგიძლიათ უბრალოდ გამოტოვოთ ისინი. ფაქტობრივი კოდი არის ის, რაც თქვენ მიიღეთ FFFFFF– მდე სერიულ მონიტორზე.

IR სენსორი საერთოდ არ რეაგირებს და როგორც ჩანს თბება

გათიშეთ ძალა !!! თუ დარწმუნებული ხართ, რომ საკვანძო კოდის ჩამწერი ესკიზი სწორია, მაშინ პრობლემა შესაძლოა გამოწვეული იყოს თქვენი მავთულის არასწორი დაყენებით. სცენარი, რაც დამემართა, იყო ის, რომ ჩემი IR მოდულისთვის (დაფაზე მიმაგრებული) მე VCC და GND საპირისპიროდ დავუკავშირე (იმის გამო, რომ არ გამოვიყენე სათანადო ფერები ჩემი დამაკავშირებელი მავთულისთვის). ამით სენსორის კომპონენტი დაიწვა და სასიამოვნო ცისფერი კვამლი ამოვიდა. შევიძინე ნედლეული IR სენსორების პაკეტი და ვცადე მისი შეცვლა და ახლა ის მომხიბვლელად მუშაობს:). სამწუხაროდ, მე იგივე შეცდომა დავუშვი, როდესაც ვცდილობდი ნედლი IR სენსორით და ამ დროს არაფერი მომხდარა გარდა იმისა, რომ სენსორი გაათბო. ასე რომ, ყოველთვის შეამოწმეთ წრე დენის ჩართვამდე!

ზოგჯერ სენსორი აღმოაჩენს კოდს, რომელიც აქამდე არ მინახავს

ეს არის ერთ -ერთი ყველაზე გავრცელებული საკითხი. სავარაუდოდ, ეს გამოწვეულია ერთ -ერთი შემდეგი მიზეზით:

თქვენ არ მიუთითებთ თქვენს IR პულტს პირდაპირ სენსორისკენ

ეს გამოიწვევს ახალ კოდებს (უმეტესად უფრო ხანგრძლივ კოდებს), რომლებიც აქამდე არასოდეს მიგიღიათ და ჩვეულებრივ არ ემთხვევა უკვე არსებული კოდების სიგრძეს. ასე რომ დაიმახსოვრეთ ყოველთვის მიუთითეთ დისტანციური მართვა თქვენი სენსორისკენ.

თქვენ იყენებთ იაფ IR დისტანციურ დისტანციურ მოწყობილობას (როგორც ის, რაც მე ამ სახელმძღვანელოში გამოვიყენე)

იმის ნაცვლად, რომ გამოიყენოთ იაფი არაპროგნოზირებადი დისტანციური მართვის პულტი, შეგიძლიათ სცადოთ იგივე სცენარი თქვენი ტელევიზიის ან DVD პლეერის დისტანციური მართვის ან ნებისმიერი მოწყობილობის IR დისტანციური მართვის გამოყენებით. მათ ჩვეულებრივ აქვთ კარგი სიგნალის/აპარატურის ხარისხი (და რა თქმა უნდა უფრო ძვირი) და ჩემი გამოცდილებიდან გამომდინარე, ისინი ნორმალურად მუშაობენ მაშინაც კი, თუ დისტანციური მართვის პულტს პირდაპირ სენსორისკენ არ მიუთითებთ.

როგორ ვიცი, რომ კოდი, რომელიც არის შესული, არ არის ნაგავი

კოდები ჩვეულებრივ წარმოდგენილია თექვსმეტობით ფორმატში. თუ თქვენ გადააქცევთ მათ შესაბამის ბინარულ მნიშვნელობას, შეამჩნევთ, რომ ბოლო ბაიტის ორობითი გამოსახულება არის ბაიტის უარყოფა მანამდე. თუ ეს იცით, შეგიძლიათ გააკეთოთ ეს შემოწმება თქვენს კოდში, რათა დარწმუნდეთ, რომ მიღებული კოდი ნამდვილად არის სწორი თუ არა. მაგალითად, თუ მიიღებთ FF7A85- ს, მისი ორობითი წარმოდგენა იქნება ქვემოთ:

1111 1111 0111 1010 1000 0101

მარცხნიდან მარჯვნივ, 4 ციფრის თითოეული პარტია წარმოადგენს სიმბოლოს თავდაპირველ თექვსმეტობით რიცხვში. როგორც ხედავთ, 7 -ის შესაბამისი პარტია არის 0111 და 8 -ის შესაბამისი 1000 არის რაც ზუსტი უარყოფაა. უარყოფით ვგულისხმობ, რომ ყველა 0 იქნება 1s და ყველა 1s შეიცვლება 0 -ით. იგივე შეიძლება ითქვას შემდეგზე, რომელიც არის A (1010) და 5 (0101).

ნაბიჯი 8: რა უნდა გავაკეთოთ შემდეგ?

Ახლა შენი ჯერია. ყველაფერი თქვენს ფანტაზიაზეა, რომ ნახოთ რისი გაკეთება შეგიძლიათ ამ პატარა მარტივი სენსორით თქვენს ხელში. აქ არის რამოდენიმე იდეა დასაწყისისთვის:

• გამოიყენეთ ერთ – ერთი მოწყობილობის IR დისტანციური მართვა, რომელიც გაქვთ სახლში (ტელევიზია, სტერეო და ა. შ.) და სცადეთ გამოიყენოთ იგი თქვენს არდუინოს პროექტში
• სცადეთ ჩართოთ ყველა LED ერთდროულად ღილაკის დაჭერით და შემდეგ გამორთეთ სხვა გასაღების გამოყენებით
• გამოიყენეთ დისტანციური მართვის პულტის ზემოთ/ქვემოთ ღილაკი, რომ ჩართოთ/გამორთოთ LED- ები სათითაოდ, სანამ ყველა მათგანი არ ჩაირთვება/გამორთულია
• შექმენით შუქნიშანი LED- ების გამოყენებით და აკონტროლეთ იგი თქვენი დისტანციური მართვის საშუალებით
• თუ თქვენ გაქვთ პატარა DC ძრავა, შეეცადეთ დაიწყოთ/შეაჩეროთ ან შეცვალოთ მისი ბრუნვის მიმართულება IR დისტანციური მართვის საშუალებით
• თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ თქვენი ტელევიზორის დისტანციური მართვა თქვენი რობოტის გასააქტიურებლად/გამორთვისთვის მასზე ზოგიერთი სენსორის/აქტივატორისთვის

შემატყობინეთ კომენტარებში, რას გააკეთებდით (ან უკვე გააკეთეთ) IR დისტანციური მართვის გამოყენებით.