IR - 使用紅外線傳送、接收器
材料準備
- Ameba x 1
- Grove – Infrared Receiver x 1
- Grove – Infrared Emitter x 1
原理
紅外線是不可見光，波長在770nm~1mm之間，常見於家中的遙控器。
一般的紅外線傳送端與接收端需要事先規範好傳送的頻率，常見的規範有NEC, Philips RC5, RC6, RCMM, Toshiba, Sharp, JVC, Sony SIRC……。其中NEC是家電常用的規範，它使用38K Hz的頻率。
紅外線接收器裡面有解調器(demodulator)，它的訊號線平常會輸出數位訊號3.3V (or 5V)。接收到一定頻率的紅外線訊號時，它的數位輸出會變成0V。如果不是這個頻率的紅外線，像是手上拿著紅外線燈開關個幾次，紅外線接收器不會對這有反應，以避免雜訊。
紅外線發射器則要傳送對應頻率的訊號，一般來說是PWM訊號。
一個完整的紅外線發設器的訊號如下圖，它分成幾個階段：
- 一開始它會送起始訊號，它分成Start high與Start low，其中Start high的訊號為PWM訊號，頻率為38K。Start low則是一般的數位輸出，只要不是PWM訊號即可，一般為了省電會將訊號置於0V。
- 接著會送資料，依序將資料以byte為單位送出，送的順序為LSB(Least Significant Bit) 至MSB(Most Significant Bit)。其中bit 1的表示方式，先打出長度560us的PWM訊號，再停止1.69ms。而bit 0的表示方式，打出長度560us的PWM訊號，再停止560us。可以看到0跟1的表示方式差別只在於後面的停止長度。
- 資料送完之後，送一個bit 1當作Stop bit，然後不再送訊號。
接收端的部份，因為已經經過解調器，所以原本是PWM訊號的地方，都被轉成一般的數位輸入：
而原本不是PWM訊號的地方，都被置於3.3V ( or 5V )的地方。
紅外線接收範例
在接收器的部份，這個範例裡使用Grove Infrared Receiver，如果你使用其它的紅外線接收器也類似。一般只會用到三根Pin：一根VCC(接3.3V)，一根GND，一根RX。範例裡RX接到D3 (具有GPIO Interrupt)，接法如下：
RTL8710，接法如下：
然後編譯程式並上傳到Ameba，完成之後按Reset按鍵。
如果你手邊有NEC規格的遙控器，就可以試試看是否有接收到訊息。如果沒有的話，也可以參考紅外線發射的範例，並設定另一塊Ameba互傳。
如果有接收到訊息，那麼會在Serial Monitor裡看到解析的結果
紅外線傳送範例
Grove的Infrared Emitter有3根Pin：一根VCC，一根GND，一根TX。實際上也可以只接GND與TX。
Ameba在傳送上，為了要及時地送出38K的訊號，在實作上使用了一組UART，並且用UART的TX將訊號送出去。也因為用了一組UART，當使用Ameba傳送紅外線，D0 (UART RX)就無法使用。接法如下：
這樣接會有額外的耗電，因為UART的TX平常準位(Level)在3.3V，造成平常紅外線的登是亮的，於是我們改變接法，將Ameba的UART TX接在傳送器的GND，並且將傳送器的訊號線接在3.3V上：
RTL8710接線圖如下:
這樣的話，不傳送的時候，GND的PIN與TX的PIN都在3.3V，電壓差為0，燈就不會亮。
最後打開範例， “File” -> “Examples” -> “AmebaIRSendRecv” -> “send”，編譯並上傳到Ameba之後，按下Reset按鈕。
範例裡會每兩秒送一次訊號，可以與前一個紅外線接收的範例對測即可。
程式碼說明
這裡的API參考Grove IR Send Recv的library，原始的程式碼可以參考這裡，Ameba雖然API一樣，但實作上與Arduino不同。
- 紅外線接收
首先接收要先設定要在哪根PIN上，它需要使用GPIO Interrupt，所以只能選有GPIO Interrupt的PIN，範例裡使用的是D3IR.Init(pinRecv)
在Loop裡則是一直檢查是否有訊號進來IR.IsDta()
如果有訊號進來，就將結果放進使用者自行宣告的buffer裡IR.Recv(dta)
這個buffer的資料格式如下：- Byte 0: 整包資料的長度
- Byte 1: Start high的長度，單位為50us
- Byte 2: Start low的長度，單位為50us
- Byte 3: 資料如果是bit 1，不打PWM的長度，單位是50us
- Byte 4: 資料如果是bit 0，不打PWM的長度，單位是50us
- Byte 5….: 傳送的資料
- 紅外線傳送
傳送的部份只需要呼叫Send，第一個參數是資料內容，第二個參數是訊號頻率，單位是1K，範例中使用38KHzIR.Send(dtaSend, 38)
資料內容的格式如下：- Byte 0: 整包資料的長度
- Byte 1: Start high的長度，單位為50us
- Byte 2: Start low的長度，單位為50us
- Byte 3: 資料如果是bit 1，不打PWM的長度，單位是50us
- Byte 4: 資料如果是bit 0，不打PWM的長度，單位是50us
- Byte 5: 資料的長度
- Byte 6….: 資料內容
