ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1

в 21:09, , рубрики: arduino, ATmega168, DIY, diy или сделай сам, electronics, Электроника для начинающих, метки: , ,

У меня нет телевизора. Совсем. На антресолях где-то лежит старый маленький пузатик, но кабель антенны давно свернут, а телевизор этот — скорее издевательство, разве что на кухне поставить и то маловат.
Поэтому в качестве музыкального центра и телевизора я использую свой ПК. И все бы хорошо, но лень — это не только двигательно прогресса, но и фактор, который портит удовольствие, заставляя встать с дивана, на котором уютно устроился с кружкой чая, чтобы запустить программу или выключить колонки после просмотра фильма перед сном.
Существует множество ИК приемников, но практически все они могут управлять компьютером и даже могут его выключить, но не могут его включить. И вот в этот момент компьютер перестает быть столь же удобным сколь телевизор или музыкальный центр. Но и проект Igor HID не порадовал своим софтом. Вроде все умеет, а неудобно. И не влезешь в него, исходников нет. Вот поэтому я собрался и сделал свой проект, открытый и доступный всем.
Сделал я его с нуля до законченного комплекта. А поскольку мой опыт в разработке и программировании электронных девайсов до него можно сказать был нулевым, то я считаю, что повторить это сможет каждый, кому это интересно.
image
Называется он USB-IRPC (USB Infrared Remote Personal Computer Control — «Юэсби-ИРПиСи» или ИРПЦ, кому как больше нравится :). Буква R на самом девайсе — просто сокращение от моего ника.
Важным преимуществом девайса является то, что он программно совместим с Arduino и в случае отсутствия уверенности в своих силах в ЛУТ может быть сделан на основе Arduino на макетной плате. Это, конечно, не так компактно и аккуратно, не так дешево, но зато доступно практически всем, даже навыки пайки особые не потребуются.
Если стремление к комфорту вам не чуждо и идея превратить свой компьютер в медиацентр, а заодно поуправлять электророзетками с пульта вам интересна, тогда вперед.

Просьба, если соберетесь делать устройство после прочтения статьи, задавайте вопросы в комментариях. По опыту предыдущих статей: вас довольно много и вопросы вы задаете одинаковые :)
Я лучше один раз отвечу всем, добавив в статью или в комментариях. Уведомления о комментариях с вопросами я просматриваю и стараюсь отвечать.

Итак, идея устройства

Я хотел иметь следующие возможности:

  • Включать и выключать компьютер с пульта от телевизора или любого другого ИК пульта.
  • Включать и выключать розетки, в которые воткнуты настольная лампа и колонки (две розетки, управляются отдельно).
  • Управлять розетками с ПК программно, чтобы не искать пульт, оставленный на диване, когда сидишь перед компом или включать колонки для работы ПК в качестве будильника по расписанию с утра :)
  • Запускать программы на ПК по нажатию кнопки на пульте.
  • Выполнять custom задачи по нажатию кнопок — какие запрограммирую.

Все это на данный момент работает.
Функционал управляющей программы для ПК будет еще расширяться.

  • Устройство не требует драйверов, работает и под Win7 х86, Win7 x64, Win 8 x64.
  • Не требует прав администратора при подключении и использовании.
  • В системе определяется как HID устройство (USB Input Device).
  • Никаких дополнительных .dll типа lubusb тоже не потребуется.
  • Под Linux не проверял, но не думаю, что будут проблемы. Правда написать софт я не смогу — под Linux я этого не умею.

Также написан плагин для популярной программы настройки горячих и мультимедийных клавиш MKey, для тех, кто не хочет разбираться в моей программе, кто не хочет ставить еще одну программу или уже пользуется MKey. Плагин делает из ИК пульта набор мультимедийных кнопок. Назначайте им действия какие захотите. Как пользоваться, расскажу.
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1

Недостатки

А куда без них :)

  • Пока на мой взгляд распознавание нажатий кнопок пультов не идеально. Можно сделать лучше, уверен. Но это исправляется программно.
  • Вшитые функции, работающие и без ПК, можно поменять только перекомпилировав прошивку, а для этого придется скачать AVR Toolchain — писать прошивку в Arduino IDE сплошное мучение для меня, поэтому я пользуюсь Code::Blocks. Но залить прошивку в Arduino не составляет никакой проблемы. Даже в консоль лезть не придется.Позже можно будет и программно назначить эти функции любым кнопкам пульта.
  • Программа на английском. Я знаю, что у подавляющего большинства проблемы с английским и знаю привычку все и вся русифицировать.

Я не люблю русифицированные интерфейсы по двум причинам:

  1. Русские надписи почти всегда длиннее английских либо имеют уродливые сокращения.
  2. В русском языке не сложилось однозначной терминологии для ИТ и надписи на элементах интерфейса часто больше путают чем проясняют.

Но, весь софт открытый, плагин к MKey вообще не требует ничего читать и настраивать в нем, а надписи в моей программе вы можете перевести, если 7 кнопок и 2 пункта меню вызывают проблемы с пониманием или запоминанием. Скомпилируйте и измените сами. Написано на Delphi 2010, проприетарных программных компонентов нет.

Я расскажу сначала как сделать на основе Arduino, затем расскажу как сделать самому с нуля, а если найдутся желающие, напишу отдельно как с этим устройством работать программно с ПК.

USB-IRPC на основе Arduino

На самом деле я и начинал устройство на основе Arduino. Я использовал дешевую Arduino Pro Mini и кусочек макетной платы:
IRPC
«IRPC v1»
Эта версия не имела связи с ПК, умела только управлять розетаками и питанием ПК, но проработала у меня больше 9 месяцев — с ноября 2011го.
Как обычно, начинаем с закупки деталей.

Нам понадобится:

1. Arduino (любая с питанием от 5В) — примерно от $7

Модуль управления розетками:
2. Плата с реле на 220В, управляемая сигналом 5В. Если хватает опыта, можете сделать сами. У меня была в хозяйстве вот такая, давно думал, куда ее приспособить:
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
Да, релешек на ней 4, а используется только 2, потому что во первых — у меня был только 4проводный кабель под рукой, а для 4 реле жил нужно 6 (+- и 4 сигнальных), а во вторых под рукой было только 2 одинарные розетки, а удлинителей не на общей шине, а с проводами к каждому гнезду отдельно я не нашел на рынке. Мне она досталась за дикие $17, но купил я ее давно. Сейчас она есть на ebay по $3.82, более того, советую вам взять для этого проекта с двумя реле — дешевле и компактнее:
image
Недостаток реле в том, что они щелкают при переключении. И если бы у меня не валялись без дела, я бы сделал на симисторах BT138 с гальванической развязкой на MOC3063 примерно вот по такой схеме (не моя, дернул кусок из найденной гуглом картинки):
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
3. Кабель 4-проводный (можно использовать UTP, если есть, тогда розеток можно сделать больше). Длина — чтобы хватило от ПК до места где будет лежать блок розеток.
4. Коннектор PBS-4 для окончательного варианта или вилка PLS-4, если будете делать на Arduino.
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
5. Кабель медный для подключения розеток к реле — 2 куска примерно сантиметров по 20.
6. Кабель электрический с вилкой Schuko (CEE 7/4) или любой другой, имеющийся под рукой, который выдержит нагрузку:
image
7. Две настенные накладные розетки (или больше, если релешек больше и кабель UTP) — примерно 30 рублей штука.
8. Кусок фанеры и коробочка для крепления платы с реле и розеток.
Я смонтировал в обычную картонную коробку, прикрепил к куску пластика болтиками и закрепил кабели стяжками. получилось вот так:
USB-IRPC 2-sockets 220v module
«USB-IRPC 2-sockets 220v module»
Под столом это смотрится довольно аккуратно. Розетки разные, да, других не было :) Одну купил, вторая осталась от апгрейда настенной розетки на двойную.
RPC-2PWR
«RPC-2PWR»
Оформительские изыски оставляю на ваше усмотрение.

Модуль ИК приемника

9. ИК приемник TSOP1738, TSOP1736 или IRM_3638. Найдете аналог — попробуйте его. У меня IRM3638 работает лучше всего.
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
10. Резистор на 10кОм
11. Светодиод + резистор на 100-390 Ом (какой есть такой и берите), на крайний случай можно обойтись встроенным в Arduino на Pin 13 если под рукой ни резистора ни светодиода нет, будет без выносной индикации.
12. 2 Коннектора PBS-4 для окончательного варианта или вилка PLS-4, если будете делать на Arduino.
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
13. Четырехпроводный кабель такой длины, чтобы хватило от системного блока ПК (девайс установим внутрь) до места, где приемник удобно закрепить, чтобы он был на прямой видимости с дивана (я закрепил на ножке монитора).

Модуль управления питанием ПК

14. Коннектор PBS-2 для подключения к материнской плате вместо кнопки питания.
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
15. Коннектор PLS-2, для подключения кнопки питания от корпуса параллельно, чтобы не терять возможность ей пользоваться. (можно просто купить одну линейку пинов PLS-40 и откусить кусачками от нее куски с нужным количеством пинов).
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
16. Оптопара PC817 или ее аналог. По идее стоит 4-8 рублей, но на Царицынском радионыке барыги за нее потребовали 40 рублей.
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
Можно и реле использовать, но это совсем изврат получится, хотя работать будет :)
17. Токоограничительный резистор на 100-150 ом любой мощности, что найдется под рукой.

Интерфейс с ПК (V-USB)

18. USB кабель, нас интересует только USB A вилка для подключения к ПК, на другом конце может быть что угодно, мы его все равно отрежем. Так что можно использовать любой ненужный кабель. Лишь бы целый был со стороны компа.
19. 2 стабилитрона на 3.6В желательно 0.25 Вт, но можно больше.
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
20. 2 резистора на 68 Ом.
21. 1 резистор на 2.2 кОм. К мощности особых требований нет.

Паяльник, припой, флюс (канифоль сойдет), немного монтажного провода (да любые проводки, какие есть под рукой).
Какой-нибудь пульт с кодировкой RC-5 типа такого:
IR RC
«IR RC»
У меня также отлично работает пульт от AverMedia.

Если будете собирать на макетной плате, то понадобятся она и немного проводов, нечто в этом роде :)
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
Это только кажется что всего много, но на самом деле затраты невелики. Разве что будете покупать все в Чип и Дипе :)

Разбираемся как собрать и как это работает

Если у вас Arduino Pro Mini или Arduino nano, устанавливаем ее на макетную плату типа Breadboard или как в моем случае на кусочек макетки с пятачками для пайки, припаяв ее туда напрямую или с помощью коннекторов, чтобы можно было снять:
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
Обычную придется подключать к макетной плате проводками.

Подключаем ИК приемник.

Сигнальную ножку напрямую к пину 8 (D8). Между сигнальной и ножкой питания включаем резистор на 10к, ну и оставшуюся ножку заземляем:
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
у TSOP 1738 сигнальная ножка на фото справа:
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
Средняя — питание (+5В), левая — земля (GND).
Это три провода, четвертый — для выносного светодиода, я его поставил рядом с приемником, чтобы показывать, что нажатие кнопки принято. Подключаем его через резистор анодом к пину D9, катодом к земле.
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1

Подключаем плату с реле

Тут все предельно просто:

  • VCC к +5 Arduino
  • GND к GND Arduino (земля)
  • IN1 к пину 6
  • IN2 к пину 5

Вот для этого нам и понадобится 4проводный кабель, на конце кабеля припаиваем PBS-4, чтобы аккуратно надеть на вилку платы с реле, конец к макетной плате удобнее сделать с вилкой.
Теперь разбираем розетки. Если вы взяли кабель питания для компа, отрезаем конец силового кабеля, оставив только вилку Schuko и подключаем:
Синий провод — фаза — подаем на реле, на тот конец, что в нормальном состоянии разомкнут (на плате нарисовано).
Коричневый провод — ноль, подаем напрямую на розетки, на один из контактов.
Желто-зеленый — защитное заземление, подключаем к контуру заземления розеток.
Средний контакт реле, который будет замыкаться с фазой при переключении реле, выводите каждый к своей розетке (тут нам и понадобится тот медный провод из пункта 5) на второй контакт.
Можете прозвонить вилку — два штырька должны звониться на синий и коричневый провод, желтозеленый — на контакты заземления на корпусе вилки.
Помещаем все это в корпус (у меня просто коробочка):
USB-IRPC 2-sockets 220v module
«USB-IRPC 2-sockets 220v module»

Подключаем управление питанием ПК

Кнопка питания на корпусе просто замыкает два контакта, мы сделаем то же самое с помощью оптопары PC817.
Когда подаешь 5В на вход светодиода, сопротивление между ножками фотодиода падает почти до нуля (на самом деле не до 0 но для наших целей сойдет). Для того, чтобы выход микроконтроллера не спалить, включаем последовательно токоограничивающий резистор.
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
Резистор подключаем к выходу А2 Arduino, второй контакт резистора к 1й ножке PC817 (отмечена точкой). Вторую ножку на землю. К 3й и 4й подключаем двумя проводами с двухконтактным разъемом те два пина на материнской плате, что обозначены как PWR + и PWR-, сюда же параллельно подключаем кнопку от корпуса ПК, чтобы она тоже могла замыкать эти контакты.

Подключаем к USB

В моем проекте используется программная реализация USB для AVR известная как V-USB.
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
Берем USB кабель, отрезаем конец, который подключался к устройству
Красный — VCC (пин 1 на схеме справа)
Черный — GND (пин 5 на схеме справа)
Зеленый — D+ (пин 3 на схеме справа)
Белый — D- (пин 2 на схеме справа)
D+ подключаем к пину 2 через резистор 68 Ом, D- подключаем к пину 4 через резистор 68 Ом.
резистором на 2.2 кОм соединяем ножки D3 и D4 (подтяжка).
Стабилитроны включаются в обратном направлении катоды (сторона с черной полоской на корпусе) к — D2 и D4 соотвественно, аноды — на землю.
VCC и GND подключаем соответственно к таким же пинам Arduino — питаться она будет от USB.

Все, наша схема собрана.
Внимательно проверьте все по шагам, чтобы не спалить при подключении ничего.
Если все проверили — прошиваем с помощью AvrDudeR. Дело в том, что писал я прошивку на С, компилировано с помощью AVRToolchain. Проект в Code::Blocks. Исходники проекта выложу чуть позже на странице проекта
Настройки такие:
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1
COM порт указывает тот, который назначился для Arduino, для Duemillanove скорость 57600, для UNO 115200.
Файл прошивки берем этот.
Если прошилось все успешно, можно отключить Arduino от компа, подключаем теперь нашим USB проводом, который мы развели на плате через стабилитроны и резисторы. Одновременно лучше не подключать и хвостом самой Arduino и коннектором проекта.
Если все сделали правильно, в системе определится USB Input Device.

Управление с помощью плагина к MKey

Плагин позволяет назначать кнопкам пульта любые функции MKey.
Качаем MKey, устанавливаем, мой плагин к нему кладем в папку Plugins.
Запускаем MKey, на вкладке настроек включаем плагин R USB-IRPC.
Настройка простая. Жмем Add, открывается окошко, где предлагают нажать кнопку, жмем ее на пульте, даем ей название как на пульте и назначаем для нее действие.
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1

Для того, чтобы управлять реле программно, понадобится моя программа:
ИК пульт для ПК и розеток. Часть 1

Сейчас она позволяет:

  • управлять реле и выносным светодиодом
  • программно «нажать» кнопку питания на ПК
  • автоматически отключается от устройства при засыпании ПК
  • автоматически подключается при пробуждении ПК.
  • опрашивает устройство каждые 300 мс по умолчанию (настраивается)
  • выводит состояние реле и индиакторного светодиода, код последней нажатой с момента опроса кнопки пульта
  • включить/отключить прием нажатий кнопок ИК пульта.
  • сохранить в EEPROM состояние реле и считать его оттуда. При включении USB-IRPC считывает из EEPROM состояние реле и устанавливает их.
  • соответствие названий кодам кнопок пульта считывается из простого текстового файла, выбранный файл конфигурации пульта загружается при старте программы автоматически.

чуть позже будет функционал:

  • запуска программ по нажатию кнопки
  • передачи нажатий кнопки в запущенную программу
  • назначения устройству самостоятельной реакции на выбранные кнопки пульта одной из встроенных функций: переключение реле, нажатие кнопки питания ПК. (сейчас такая функциональность в прошивке встроена для одного конкретного пульта).

Я постарался рассказать максимально подробно для самых начинающих, потому что постоянно получаю множество простых одинаковых вопросов в почте, поэтому объем статьи получился большой.

Во второй части расскажу как сделать устройство, изображенное на самой первой фотографии самостоятельно с нуля, а не на основе Arduino.
Все исходники я немного причешу и выложу на страницу проекта, чтобы функционал можно было изменить под себя.
Если будут желающие, расскажу что и как работает с программной точки зрения.http://fotki.yandex.ru/users/masterraven/view/415528/

Автор: RaJa

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля