赤外線リモコンの作り方

【掲載： 2016/10/12】【更新： 2021/8/4】

赤外線リモコンの作り方

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赤外線リモコンの説明

■■■■■■　赤外線リモコンの仕様　 ■■■■■■

　下記は赤外線リモコンで使用する仕様です。他の仕様もありますが、ここでは割愛します。

　・赤外線リモコンは自然界のノイズを避けるため３８ＫＨｚ変調をかけている。　※38KHz変調とは赤外線LEDの発光を38KHzでオン・オフすることです
　・３８ＫＨｚ変調をかけないと赤外線リモコン受信モジュールの出力は反応しない。
　・赤外線リモコンで使う信号はＮＥＣフォーマットを使用する。

■■■■■■　３８ＫＨｚ変調　と　赤外線受信モジュール　 ■■■■■■

　赤外線を使ったリモコンの受信部となる受信モジュールは、自然界の赤外線とリモコンの赤外線を区別するため 38KHzで点滅(変調)させた赤外線のパルスのみ受信するようになっています。
　上記説明だけではいまいち分かりにくいので下図【図Ａ１】を参考に説明します。

　リモコンの受信部となる赤外線リモコン受信モジュールに DC5V の電源を接続すると、38KHzの赤外線を受信していない状態で OUTの出力は Highﾚﾍﾞﾙ ("1") になっています。
　この赤外線リモコン受信モジュールに、赤外線LED で38KHzの赤外線を当てると、当ててる時間だけ赤外線リモコン受信モジュールの OUTの出力は Lowﾚﾍﾞﾙ ("0") になります。
　デジタル的に解説すると、赤外線LED を【38KHzで点滅させている時を "１" 】【消灯している時を "０(ｾﾞﾛ)"】とすと、赤外線リモコン受信モジュールの出力の関係は下記になります。
　赤外線ＬＥＤ = "１"　→　受信モジュール = "０"
　赤外線ＬＥＤ = "０"　→　受信モジュール = "１"
　このように赤外線リモコン受信モジュール側では結果が反転するので、受信コードを再構成する場合に注意が必要です。

■■■■■■　信号コードの説明　 ■■■■■■

　赤外線リモコンは送信機で信号を送り、受信機では、受信した信号と一致した動作を行います。この信号とは何でしょうか？
　赤外線リモコンで使用している信号は主にＮＥＣフォーマットや家電協フォーマットを使用しています。【図Ｂ１】はＮＥＣフォーマットの基本構成です。
この信号の内容を変えることで、赤外線リモコンでいろいろな操作が行えます。
　信号(データ)の中身はリーダー部と４バイト(８ビットで１バイト) のデータでできています。
　４バイトのデータはそれぞれ [カスタムコード①] [カスタムコード②] [データコード] [データコード(反転)] といった内容です。
　リーダーコードやビットの "１" "０" は、０.５６ms を１Ｔとして、 Highﾚﾍﾞﾙ ("1") と Lowﾚﾍﾞﾙ ("0") の長さを変化させて識別しています。※下図参照

■■■■■■　データの送信、受信について　 ■■■■■■

　データはbit(ﾋﾞｯﾄ)単位で送ります。送るコードが 01AABBCC (16進数 4byte(ﾊﾞｲﾄ)) の場合、リーダーコードの後に 32bit分のデータを送信します。
　01 を 2進数に変換すると 00000001 ですが、送信時は 0bit から 7bit の順に送るので、1→0→0→0→0→0→0→0 の順でデータを送ります。

■■■■■■　ＰＩＣマイコンで送信機を作る (参考)　 ■■■■■■

　PIC16F688 を使った赤外線リモコンの送信機の作例です。SW1しかないので1ch(ﾁｬﾝﾈﾙ)送信になります。
　RC2 に赤外線LED、RA0 にSW1(タクトスイッチ)を接続しています。RA0 は PULL-UP にしています。
　SW1を押すと赤外線コードを送信します。
　では、下の送信機回路で使用するPICのプログラムを作ります。

　【1μsのサイクル数を求める】
　PICの処理サイクルは使用クロックの1/4になるので、20MHzのクロックでは毎秒500万サイクルになる。1μsでは5サイクルになります。

　【38KHzの1周期のパルスを作る】
　38KHzの1周期は26.5μsです。ONになる時間を短くすると消費電流が少なくなるので、ONとOFFの長さはそれぞれ ON=8.5μs OFF=18μs にします。
　これをPICのサイクル数で表すと ON=42サイクル OFF=90サイクルにります。
　下図は 38KHz のパルス幅を示した図と PIC で38KHz1周期分の赤外線LEDを発光させるプログラムと、38KHz1周期分の赤外線LEDを発光させないプログラムです。　この２通りのプログラムで信号コードの尺の基準となる "T" を作ります。

　【"T" を作る】
　信号コードの基準となる "T" の ON("1")側とOFF("0")側を作ります。1Tの幅は0.56ms(560μs)です。　なので、1Tの幅は38KHzでは約21パルス(周期)に相当します。

　【各コードを作る(リーダーコード、ビット０、ビット１)】
　上記で作った1Tを基に各コードを作ります。

　【1byte(バイト)のデータを送信するときに呼び出すプログラムを作る】
　1byte(バイト)のデータをWﾚｼﾞｽﾀに読み込み、callでこのプログラムを呼び出すと規定のコードでデータを送信します。
　ここがｷﾓで1byteのデータをbit単でbit0から順にbit7までそれぞれのbitが1 or 0 か btfss で確認しコード変換して送ります。

　【信号コードを送信する】
　SW1のボタンを押すと、この Main2 を実行します。リーダーコードと4byteのデータを送信します。　ここで送信プログラムが終了です。

■■■■■■　ＰＩＣで受信機を作る (参考)　 ■■■■■■

　【実験用受信基板の仕様】
　赤外線受信モジュールの信号出力(OUT)は、送信側の入力と逆に(通常は"High"のまま)出てくるので、リーダー部の信号は "Low" 待ちになります。
　LED1 は SW4(送信基板) を押すと点灯・消灯を繰り返します。
　LED2 は SW3(送信基板) を押すと点灯・消灯を繰り返します。
　LED3 は SW2(送信基板) を押すと点灯・消灯を繰り返します。

　【コードの受信と処理】
　コードを受信、データ格納、データ照合までの参考例です。詳細なところまでは記述していません。