红外线发射器与接收器模块使用教学

🕗 发布于 2024-11-13 18:20 c语言 物联网

一、硬件介绍

红外发射模块主要由红外发光二极管（IR LED）组成，其作用是将电能转换为红外光能。当发射器接收到控制信号时，会通过载波调制将信号转换为红外光信号，并通过红外发光二极管发射出去。这些红外光信号的频率一般在30kHz到60kHz之间，常用的有33K、36K、36.6K、38K、40K、56K等，其中38K使用最多。

红外发射模块的工作原理是通过控制红外发光二极管的闪烁频率来编码数据。每个脉冲的持续时间和间隔时间可以表示不同的数据位，例如在NEC协议中，逻辑“0”和逻辑“1”通过高电平的不同持续时间来区分。其如下图所示：

红外接收模块通常包括一个红外光敏元件和一个解调器。红外光敏元件接收到发射器发射的红外光信号后，将其转换为电信号。解调器对接收到的信号进行解调，将其还原为数字信号，然后发送给被控制设备的处理器或微控制器。

红外接收模块可以接收850~1100nm波段的红外光，其中主要以接收940nm为主。PD将红外发射管发射出来的光信号转换为微弱的电信号，此信号经由IC内部放大器进行放大，然后通过自动增益控制、带通滤波、解调变、波形整形后还原为遥控器发射出的原始编码。其如下图所示：

红外发射模块和红外接收模块的应用非常广泛，例如在智能家居系统中，可以通过红外发射模块发送控制信号来远程控制空调、电视等设备。在安防系统中，红外发射模块可以用于触发报警信号，而红外接收模块则用于检测入侵者。

红外线接受模块和红外线发射模块均与led外设相同，有三根引脚，其硬件连接方式也大致相同。红外线接受模块只用于空调红外线的解码，而在实品的运用中，仅有一个发射模块即可。

二、代码讲解

1.红外线接受

红外发射模块主要由红外发光二极管（IR LED）组成，其主要应用包括：

遥控器：电视、空调、音响等家用电器的遥控器通常使用红外发射模块来发送控制信号。
传感器：在安防系统中，红外发射模块可以用于触发报警信号，当检测到入侵者时，传感器会发射红外信号。
无线通信：红外发射模块可以用于实现设备之间的无线通信，例如在智能家居系统中，通过红外发射模块发送控制信号来远程控制空调、电视等设备。
数据传输：在一些特定的工业应用中，红外发射模块可以用于短距离的数据传输。

在此工程中仅需要接受模块，代码如下：

#include <Arduino.h>
#include <IRremoteESP8266.h>
#include <IRrecv.h>
#include <IRutils.h>
const uint16_t kRecvPin = 2;    //数据引脚选择（2 = IO2）
IRrecv irrecv(kRecvPin);
decode_results results;
void setup() 
{
  Serial.begin(115200);    //串口通讯波特率
  irrecv.enableIRIn();     // 初始化红外接收模块（开始接收）
  while (!Serial)          //等待初始化完成   
  delay(50);
  Serial.println();
  Serial.print("IRrecvDemo is now running and waiting for IR message on Pin ");            //打印红外接收模块正在运行
  Serial.println(kRecvPin);   //打印红外接收端口

}
void loop() 
{
  if (irrecv.decode(&results)) 
    {          //判断是否接收到红外信号
        serialPrintUint64(results.value, HEX);     //打印红外信号数据（串口监视器查看）
        Serial.println("");
        irrecv.resume();     //接收下一个值
    }
  delay(100);
}

（这个代码仅需要调节引脚的选择，如果报错的话可能是缺少指定的库，这时可以点开工具，然后找到管理库，在里面输入缺少的库，然后安装即可）

烧录完成后，打开工具 -> 串口监视器，将波特率调至115200，对着红外接收模块按动电视遥控按键，将会出现如图所示十六进制数据，这便是空调遥控器各个按键所对应的数据，记录下来即可。

注：同一个按键，连续按上两次的代码也不一样

2.红外线发射

红外接收模块通常包括一个红外光敏元件和一个解调器，其主要应用包括：

遥控器接收：电视、空调等设备的红外接收模块用于接收遥控器发射的红外信号，并将其转换为电信号。
安防系统：在安防系统中，红外接收模块可以接收红外发射模块发出的信号，用于检测入侵者。
智能家居：在智能家居系统中，红外接收模块可以接收来自各种传感器的红外信号，实现对家居环境的智能控制。
数据接收：在一些特定的工业应用中，红外接收模块可以用于接收来自其他设备的红外信号，实现数据的接收和处理。

#define BLINKER_PRINT Serial

#define BLINKER_WIFI

#include <IRremoteESP8266.h>

#include <IRsend.h>  //红外头文件

#include <Blinker.h>  //点灯科技头文件



char auth[] = "";//这里面填写设备的密钥key

char ssid[] = "";//这里填写你的wifi名字

char pswd[] = "";//这里填写你的WiFi密码



//定义红外发射的管脚

const uint16_t kIrLed = 14;  // 设置kIrLed为GPIO14，D5脚

IRsend irsend(kIrLed);  // 将kIrLed设置发送信息



//空调开：25、制冷、大风

uint16_t power_on[199] = {5998, 7318,  478, 1712,  540, 1622,  474, 1712,  542, 1622,  474, 1712,  542, 1620,  474, 1714,  542, 1622,  474, 596,  568, 532,  456, 618,  568, 532,  476, 598,  570, 532,  478, 596,  570, 532,  478, 1712,  542, 1622,  474, 1712,  542, 1622,  474, 1712,  542, 1622,  474, 1714,  542, 1622,  474, 598,  568, 532,  456, 618,  568, 532,  478, 598,  568, 532,  478, 596,  570, 532,  478, 1712,  544, 1622,  474, 1714,  542, 1622,  474, 1712,  544, 1622,  474, 1712,  544, 1622,  474, 598,  570, 532,  456, 618,  568, 532,  476, 600,  566, 532,  478, 602,  566, 530,  478, 1710,  546, 532,  456, 1732,  522, 556,  454, 1732,  546, 532,  526, 1660,  546, 1622,  526, 576,  514, 1650,  476, 626,  514, 1646,  478, 626,  548, 1612,  510, 594,  554, 522,  506, 596,  552, 1610,  506, 1660,  576, 524,  504, 1662,  572, 528,  502, 1664,  566, 1622,  502, 1664,  562, 536,  504, 574,  536, 1652,  504, 576,  534, 1654,  504, 596,  508, 570,  502, 598,  506, 1660,  502, 598,  506, 1660,  502, 598,  504, 1664,  498, 600,  502, 600,  476, 1692,  474, 626,  472, 1718,  448, 630,  470, 1720,  448, 630,  470, 1720,  448, 1720,  470, 7384,  446};  // GOODWEATHER D5292A000000

//空调开：25、制冷、自动风

uint16_t power_on_auto[199] = {6036, 7330,  476, 1716,  514, 1650,  474, 1716,  516, 1650,  474, 1716,  514, 1652,  520, 1670,  514, 1652,  524, 550,  542, 560,  456, 650,  514, 558,  476, 628,  514, 560,  478, 628,  514, 560,  476, 1718,  514, 1652,  474, 1716,  516, 1650,  476, 1716,  514, 1652,  474, 1716,  514, 1652,  474, 600,  540, 562,  456, 648,  514, 560,  476, 628,  512, 562,  478, 598,  540, 562,  456, 624,  538, 1654,  452, 622,  540, 1654,  452, 1738,  512, 1654,  452, 1738,  512, 1652,  454, 1738,  514, 562,  476, 1718,  514, 560,  456, 650,  514, 560,  476, 630,  512, 562,  476, 1718,  514, 560,  478, 1716,  514, 560,  478, 1718,  512, 1654,  454, 1738,  514, 1652,  454, 650,  510, 1654,  474, 630,  512, 1652,  504, 600,  514, 560,  508, 598,  514, 560,  506, 600,  512, 1652,  504, 1688,  514, 560,  508, 1686,  516, 560,  506, 1686,  516, 1652,  504, 1686,  518, 558,  506, 596,  542, 1624,  506, 596,  546, 1622,  528, 574,  552, 524,  558, 544,  580, 1586,  556, 548,  578, 1586,  562, 540,  578, 1586,  560, 546,  576, 500,  526, 1640,  602, 502,  552, 1614,  602, 500,  524, 1640,  602, 502,  498, 1668,  574, 1616,  502, 7332,  456}; // GOODWEATHER D5290A050000

//空调开：26、制冷、大风

uint16_t power_on_26[199] = {6062, 7302,  476, 1718,  538, 1628,  474, 1716,  540, 1626,  454, 1740,  514, 1650,  472, 1718,  516, 1650,  452, 620,  542, 560,  528, 546,  544, 560,  456, 620,  544, 560,  458, 618,  544, 558,  478, 1716,  516, 1650,  452, 1740,  514, 1650,  454, 1738,  516, 1650,  474, 1718,  514, 1652,  454, 618,  544, 558,  458, 620,  542, 560,  456, 620,  544, 560,  456, 620,  544, 560,  528, 1668,  516, 558,  476, 1718,  540, 1626,  476, 1716,  516, 1650,  454, 1738,  516, 1650,  474, 600,  544, 1650,  476, 598,  544, 560,  476, 602,  542, 560,  476, 604,  540, 560,  456, 1740,  514, 560,  476, 1718,  538, 536,  456, 1740,  538, 536,  456, 1738,  516, 1650,  476, 628,  514, 1652,  454, 648,  514, 1652,  454, 648,  514, 1652,  476, 626,  516, 562,  506, 1684,  546, 532,  532, 1660,  552, 524,  556, 1634,  582, 496,  560, 1634,  580, 1584,  562, 542,  580, 1584,  560, 544,  578, 1586,  530, 574,  576, 1588,  530, 576,  548, 526,  504, 602,  546, 1618,  504, 576,  568, 1620,  502, 578,  564, 1624,  504, 576,  562, 536,  502, 1666,  538, 562,  504, 1666,  536, 564,  504, 1666,  534, 566,  502, 1690,  510, 1658,  504, 7332,  502};  // GOODWEATHER D52A2A020000

//空调关：

uint16_t power_off[199] = {6022, 7290,  476, 1714,  510, 1650,  472, 1714,  512, 1650,  518, 1668,  510, 1652,  472, 1714,  512, 1650,  474, 626,  510, 560,  454, 648,  512, 562,  474, 598,  542, 562,  476, 598,  540, 560,  476, 1714,  512, 1650,  472, 1714,  512, 1648,  474, 1712,  512, 1650,  474, 1712,  512, 1650,  474, 598,  538, 560,  508, 568,  538, 560,  476, 596,  542, 560,  476, 628,  510, 562,  476, 1714,  512, 1650,  474, 1714,  510, 1650,  474, 1714,  512, 1650,  474, 1714,  512, 1650,  474, 626,  510, 562,  506, 596,  512, 560,  476, 628,  512, 560,  500, 602,  512, 562,  476, 1714,  514, 1648,  502, 1686,  512, 560,  502, 1688,  514, 560,  508, 1682,  514, 1648,  506, 594,  514, 560,  504, 598,  514, 1650,  502, 596,  516, 1648,  502, 598,  516, 556,  508, 596,  514, 1650,  504, 1682,  518, 558,  506, 1682,  520, 556,  504, 1684,  522, 1644,  504, 1682,  550, 528,  504, 596,  550, 1614,  530, 570,  578, 1586,  558, 544,  578, 498,  560, 542,  576, 1586,  562, 542,  576, 1586,  560, 544,  576, 1586,  558, 546,  576, 502,  552, 1612,  600, 502,  520, 1644,  598, 532,  470, 1664,  572, 530,  500, 1664,  570, 1620,  500, 7328,  456};  // GOODWEATHER D52928000000





// 新建Blinker组件对象

BlinkerButton Button1("btn-on");

BlinkerButton Button2("btn-on-auto");

BlinkerButton Button3("btn-26");

BlinkerButton Button4("btn-off");



void setup()

{

  //初始化串口

  Serial.begin(115200);

  //注册回调函数/

  Button1.attach(Button1_callback);

  Button2.attach(Button2_callback);

  Button3.attach(Button3_callback);

  Button4.attach(Button4_callback);

 //配网步骤：WIFI接入

  Blinker.begin(auth,ssid,pswd);

  //红外初始化

  irsend.begin();



}



void loop()

{

  Blinker.run();

}



//回调函数1

void Button1_callback(const String &state)

{



  BLINKER_LOG("get button state: ", state);

  //检测到普通按钮按下（btn-on）

  if (state == BLINKER_CMD_BUTTON_TAP)

  {

    //发送红外指令

    irsend.sendRaw(power_on, 199, 38);  // 以38Khz发送红外数据

    Button1.print("宿舍空调开:25，制冷，大风");

  

  }



}



//回调函数2

void Button2_callback(const String &state)

{

  BLINKER_LOG("get button state: ", state);

  //检测到btn-on-auto按钮按下

  if (state == BLINKER_CMD_BUTTON_TAP)

  {

    irsend.sendRaw(power_on_auto, 199, 38);  // 以38Khz发送红外数据

    Button2.print("宿舍空调开:25，制冷，自动风");

  }



}



//回调函数3

void Button3_callback(const String &state)

{



  BLINKER_LOG("get button state: ", state);

  //检测到按钮btn-26按下

  if (state == BLINKER_CMD_BUTTON_TAP)

  {

    //发送红外指令

    irsend.sendRaw(power_on_26, 199, 38);  // 以38Khz发送红外数据

    Button1.print("宿舍空调开:26，制冷，大风");

  

  }



}



//回调函数4

void Button4_callback(const String &state)

{

  BLINKER_LOG("get button state: ", state);

  //检测到btn-off按钮按下

  if (state == BLINKER_CMD_BUTTON_TAP)

  {

    irsend.sendRaw(power_off, 199, 38);  // 以38Khz发送红外数据

    Button2.print("宿舍空调关");

  }



}

（基于用手机控制led的基础，我们可以发现这些代码看似很多，但是其实十分简单，每一个回调函数其实就是对应着我们手机里的一个按键，而类如标红的那一串看似最麻烦的数组，其实就是我们解码所得到的数据。换句话说，我们只需要修改wifi密码、秘钥和按钮所对应的空调红外代码即可）

三、成品效果

红外发射模块和红外接收模块的组合使用，为无线通信和远程控制提供了便捷的解决方案，广泛应用于家庭、工业和安防等多个领域。

在本篇教程中

可以通过手机来远程开启与关闭空调
可以通过手机来调节空调温度
根据自身经验，可以一键使空调调节至最舒适的情况

（ps：由于硬件本身的问题，调试红外线发射器的时候需要离空调近一点才能对空调进行控制，建议两两一组，一个发射一个接受，验证是否运行正常）

原文地址：https://blog.csdn.net/qq_63129682/article/details/127998484

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