使用 Arduino 遙控家電

前言

躺在床上看書看累了，你想倒頭就睡，卻懶得下床關燈嗎？或是窩在舒服的沙發上看電視，你想開個電風扇涼快一下，卻連抬個腿都覺得麻煩嗎？「拿起一個遙控器，按一下把電燈關掉，再按一下就把電風扇打開。」，如果可以這樣，該是多麼美好的一件事！

這聽起來很困難嗎？不！一點都不！本專題要告訴您如何使用紅外線遙控插座，藉此控制電器的開關，並且以 Arduino 自製一個簡單的紅外線遙控器，利用 Arduino 來遙控紅外線插座。

 

STEP 1:

把紅外線插座插到 110V 插座 (圖1)，先按一下黑色按鈕讓燈亮，再按住按鈕約 3 秒鐘，等燈亮後手放開，此時燈會閃爍 (圖2)，代表紅外線插座已進入紅外線學習模式：

▲ 圖 1：將紅外線插座插入110V插座

▲ 圖 2: 按住按鍵 3 秒鐘後放開，此時燈會閃爍，表示已進入紅外線學習模式

拿起家裏任何一個遙控器，對著紅外線插座按任一鍵 (圖3)，這個紅外線插座很聰明，當你聽到繼電器發出嗒的一聲時，表示它已經把紅外線學起來了。

▲ 圖 3：用遙控器對著紅外線插座按任一鍵

完成設定後，馬上來做個簡單的測試，將電器 (例如電風扇、立燈) 插到紅外線插座上，然後按一下遙控器同一顆按鍵，此時電器電源會打開 (圖4)，再按一下，便會關閉電源 (圖5)。

▲ 圖 4：按一下打開電器，此時燈會亮

▲ 圖 5：再按一下關閉電器，此時燈會熄滅

STEP 2:

下一步是使用 Arduino 讀取遙控器的紅外線訊號。

首先是連接電路，將 38kHz 紅外線接收器接到 Arduino 上。紅外線接收器的接法如圖 6 所示，接收器的 Vout 腳接到 pin 2 腳位，Vcc 接到 5V 輸出腳位，GND 接到 Arduino 的 GND 腳位。

▲ 圖 6：紅外線接收器線路接法

接著是安裝 IRRemote Library。請將 IRRemote Library 下載後（註1），解壓縮放到 libraries 資料夾底下即可，例如 "C:\arduino-1.0.1\libraries"

將底下的程式輸入Arduino IDE 並上傳至 Arduino 板子上：

程式上傳完畢後，打開 Serial Monitor，接著拿起遙控器，對著紅外線接收器按下按鍵（要用跟紅外線插座一樣的同一個按鍵），這時候 Serial Monitor 會顯示紅外線訊號的編碼，如圖 7 所示：

▲ 圖 7：遙控器紅外線訊號

請將解到的 Protocol 種類與編碼記錄下來（本例為 NEC 協定，編碼為 4CB3817E），待會我們會用到。

STEP 3:

下一步我們將使用 Arduino 來發射紅外線，以遙控紅外線插座。

首先一樣是先連接電路，我們要把紅外線發射器和一顆按鈕接到 Arduino。紅外線發射器的接法如圖8所示，發射器的長腳要接到 pin 3 腳位，並且串接一顆 100 ohm 電阻，短腳要接到 GND 腳位。至於按鈕則是一支腳接到 5V輸出腳位，另一支腳接到 pin 4 腳位，同時接一個 10K 電阻連接到 GND 腳位。

將底下的程式輸入Arduino IDE 並上傳至 Arduino 板子上：

本例所用的是講 NEC 協定的遙控器，所以程式呼叫 sendNEC() 發射紅外線訊號，如果你在 STEP 2 解到是其它紅外線協定，必須改呼叫其它函式，例如 sendSony(), sendRC5(), sendRC6(), sendSharp() 等。另外，記得將程式裏的紅外線編碼換成你遙控器的編碼。

大功告成了，此時按下按鈕後，Arduino 就會遙控紅外線遙控插座，你便可以打開或關閉電器的電源囉。

假如你有 Ethernet Shield、Wi-Fi Shield 或者是藍芽擴充模組，你只要利用 Arduino 和紅外線遙控插座，然後再寫個手機 App 便可以利用手機來遙控家電的開關了。這部份就留給你當作功課了。

註1: IRRemote Library 可由以下連結下載：

https://github.com/coopermaa/Arduino-IRremote

材料表：

1) 一張 Arduino 板子，一條 USB 傳輸線，以及 Arduino IDE 軟體開發環境:

2) 一顆 38 kHz 的紅外線接收器 (Infrared Receiver)，如 TSOP2438, TSOP4438, PNA4602, FM-8038TM2-5DN。

▲ 紅外線接收器(Infrared Receiver)

3) 一顆發射波長為 940nm (nanometer, 奈米) 的紅外線發射器

4) 一個紅外線遙控插座 (可在露天或淘寶買到)