树莓派控制红外线收发

上淘宝买了两个红外线模块,一个是接收器,另一个是发送器。
问了卖家,没有资料,但是根据电路板上打印的信息,似乎是标准的模块。于是先插上树莓派试试看。
 
 
(update:上图的发射器没有三极管,所以只能做到1-2m)
 
 
看宝贝描述,这个模块是给Arduino用的,于是搜索了一下Arduino相关的资料,发现github上有
Arduino-IRremote这个项目,里面有各种协议包括NEC红外协议的实现。
 
举个例子,代码里面发送NEC的实现:
 
 
 
 
这里先发送一个头部,然后按比特发送数据,
比特为1发560us的PWM,然后等待1690us
比特位0的时候发送560us的PWM,然后等待560us
最后发送一个560us的PWM结束
 
 
手头上有一块树莓派和一个美的空调,所以先用这两个硬件下手,实际上使用STM32会更方便,因为树莓派自带了操作系统,控制硬件没有STM32这种单片机方便。后续准备将程序移植到STM32上面。
 
 
 
 
 

解析器

 
要知道美的空调的编码,首先要做一个解析器。实际上,使用逻辑分析仪也可以得知。一开始并没有拆开遥控器看看,先用IR接收器做了一个解析器。
 
    代码传上去了,见:

    https://github.com/tanhangbo/RaspberryIR

 
 
做解析器的时候首先要了解红外头的工作原理,首先它里面有一个滤波器,有38K数据的时候输出'1',没有38K数据的时候输出'0'。外部供电3.3V。接下来就要对输入的数据进行处理了。
 
 
首先对其产生的跳变进行响应,这里就注册了一个中断,INT_EDGE_BOTH表示不论下降沿和上升沿都进行响应,这样就可以采集到数据了:
 
wiringPiISR(IR_INPUT, INT_EDGE_BOTH, &ir_int)
接下来要对响应做计数。一开始用gettimeofday测试了一下,并不准确,查资料得知树莓派的ARM芯片内部有一个1MHZ的时钟可以用来做计数器。不过因为树莓派有linux操作系统,直接访问时钟地址是不行的。
 
    首先要打开datasheet(网上可以搜到)
    BCM2835-ARM-Peripherals.pdf
 
里面提到了两种timer:
 

 
其中System Timer的定义
 
 
ARM timer的定义:
 
看它的描述还是使用System Timer比较好。
 
 
首先要知道System Timer的地址。
 
这里写的是 0x7E003000,但是看图说话(第5页),还是要转换成为0x20003000:
 
 
 
转换好之后就要解决怎么用了。首先想到的就是写一个驱动,不过写驱动需要花一些时间调试,搞不好kernel搞挂了,为了简单一点,这里有一个比较portable的办法,就是使用mmap直接读取/dev/mem的信息。详情见代码。
于是根据这个思路作了一个获取时间间隔的一个API:
 
long long int get_timer_diff()
{
long long int ret;
ret =  *timer - prev_timer;
prev_timer = *timer;
return ret;
}
 
这里为什么要用long long?因为这个timer是64bit的。
解析分为三步:1.解析波形,2.解析bit,3.解析Byte
解析完成之后就拿到我需要的东西了。
 
拿着遥控器对着红外头测试,发现美的空调的格式如下:
0xb2,0x4d,0xf5,0x0a,0xa5,0x5a
接下来查找了网上的资料,发现它的格式实际上是这个样子的:
 
 
 

发射器

 
接下来做一个发射器,俗话说,上山容易下山难,编码容易解码难,过了解码这个步骤,编码也挺容易了,不过做发射器的时候还是有一些问题需要考虑的。
 
做发射器的时候需要打开树莓派的PWM,并且使用1MHZ的时钟做一个API:
 
void delay_us(int us)
{
long long int prev_timer;
prev_timer = *timer;
while (*timer - prev_timer < us)
;
}
 
这样就可以逐个将数据
这样就可以逐个将数据发送出去了。其中开关PWM的时候发现一个问题,关闭PWM倒是很快,开启PWM有延时。于是在开启之前将关闭PWM的时间缩短解决。如果能直接控制UART,我想可以用UART模拟一样的波形,利用RTS-CTS快速关断,比PWM的效果好。
 
用函数开关PWM有200us的延时,这里是要考虑下的。开的时候是200ms之后就打开了,
关的时候会立马关闭,但是这个过程还是会延时200us。
 
目前的结果是,用两个IR模块对测,解析器也能解析出正确的结果,空调也能被控制。
 
 
 
 
 
波形

抓到的遥控器波形(管脚端),手工查看,得知:
 
 
0110010 01001101 00011111 11100000 01001000 10110111L (同一个波形发两次)
第一个bit是MSB:
B2 4D 1F E0 48 B7
 
 
屏幕上显示的是24度,和前面提到的资料一致。
 
 
遥控器的波形并不完美,我自己产生的波形可以完美的多:
 
 
 
现在已经可以控制美的空调了,空调被控制的时候也会产生‘滴’的声音。不过控制距离只有1米,
可能是模块的电流比较小导致的。
 
【0817更新】
通过自己搭电路,已经可以解决距离太小的问题,解决办法是增加一个三极管,增大红外管的电流,
另外将图中的100欧姆换成10欧姆就可以了。
面包板搭建图如下:
 
原文地址:https://www.cnblogs.com/tanhangbo/p/4712670.html