Controle remoto de TV a bateria com caixa impressa em 3D

Componentes e suprimentos

Arduino UNO

Bateria de 9 V (genérica)

9V para conector Barrel Jack

Transmissor IR (genérico)

Parafuso de máquina, M3

Parafuso de máquina, M2.5

Porca M3

M2.5 porca

Through Hole Resistor, 47 ohm

Placa de prototipagem, 2,54 mm

Botão PCB

Male-Header 36 Position 1 Row- Long (0.1 ")

Ferramentas e máquinas necessárias

Impressora 3D (genérica)

Ferro de soldar (genérico)

Arame de solda, sem chumbo

Filamento PLA, diâmetro 1,75 mm

Sobre este projeto

Introdução

O controle remoto da TV da minha namorada parou de funcionar. Ela poderia ter comprado um substituto barato em uma loja próxima, mas então pensou:nós dois somos engenheiros, vamos fazer o nosso próprio juntos!

Como somos bastante complementares em nossas habilidades, essa foi uma maneira diferente, mas divertida de passar algum tempo durante o bloqueio e nos deu a oportunidade de aprender um pouco sobre como essa tecnologia do dia a dia funciona.

Ah, e ter uma pequena impressora 3D em casa também desempenhou um papel.

Como funciona

Em primeiro lugar, como queríamos fazer um design simples com base no Arduino UNO, avaliamos o número mínimo de comandos necessários para operar nossa TV. Consideramos que 6 comandos eram suficientes:chave ON / OFF, Seleção de fonte, Ch +, Ch-, Vol +, Vol-.

Leitura do botão

Para evitar o uso de resistores adicionais, o projeto conta com os resistores pull-up internos do Arduino. Se o controle remoto não estiver no modo de hibernação (veja abaixo), cada estado do botão é pesquisado em cada ciclo de loop. Para evitar a contagem de acertos múltiplos, uma rotina de eliminação simples é implementada explorando o millis () função.

Enviando sinais infravermelhos

A comunicação infravermelha é tratada pelo IRremote.h biblioteca (parabéns aos programadores!). Tudo o que tivemos que fazer foi configurar o protocolo para nossa tv (diferentes fabricantes desenvolveram seus próprios protocolos) e pesquisar no Google os códigos em HEX dos diferentes comandos que queríamos usar e associá-los aos botões. No que se refere ao projeto do circuito, para que os comandos da biblioteca efetivamente pilotem o LED IR, este deve ser conectado ao pino 3 do Arduino UNO.

Atualmente, o código é escrito para três tipos diferentes de tv, selecionáveis comentando / descomentando um #define diretiva na primeira parte do código.

Bateria salvar

Para reduzir o consumo de energia, algumas estratégias são implementadas, explorando os comandos do avr / sleep.h e avr / power.h bibliotecas.

Todos os periféricos e interfaces não utilizados (ADC, SPI, TWI, timer1, usart) são desligados na rotina de configuração. O LED embutido no pino 13 do PWM também está apagado. Também decidimos dessoldar o LED de alimentação do Arduino UNO, que, caso contrário, está sempre ligado, embora não seja uma operação recomendada.

Além disso, explorando o millis () , se nenhum botão for pressionado por 5 segundos, o controle remoto entrará no modo de hibernação, a partir do qual será ativado quando o botão Liga / Desliga for pressionado novamente.

Como é construído

Eletrônicos montagem

Todo o circuito está embutido em uma placa de prototipagem, projetada para caber nos cabeçalhos do Arduino UNO. Usando um ferro de solda, os botões foram soldados considerando a posição final no controle remoto. Na parte inferior, os dois resistores de 47ohm foram soldados em paralelo, a fim de atingir a corrente desejada através do LED IR.

Usando o fio de solda, traços foram feitos na placa de prototipagem para conectar os pinos do botão e o LED IR aos conectores de pinos machos.

Desta forma, a placa assemelha-se a uma blindagem que é instalada no Arduino UNO através dos conectores de pinos, garantindo todas as conexões corretas.

Gabinete CAD e CAM

O gabinete foi projetado para conter a bateria, o conjunto da placa de prototipagem Arduino UNO +, expondo apenas os botões na parte superior e o LED IR na parte frontal.

O gabinete consiste em duas partes, projetadas com o software SolidWorks CAD, pré-processado com o software de fatiamento Ultimaker Cura e, finalmente, impresso em 3D em PLA usando uma impressora Anycubic Mega Zero 3D.

O Arduino UNO é preso à base usando 3 parafusos M2.5, que se encaixam em orifícios de alinhamento extrudados de dentro da base. Uma vez que o Arduino estiver preso, o LED IR se projetará para fora da placa de prototipagem, a fim de alinhá-lo com o orifício interno específico e mantê-lo na posição durante a montagem das duas partes do gabinete, três minipolares são adicionados para evitar movimentos laterais dos cabos de LED. A bateria é encaixada por pressão em um espaço dedicado.

A capa foi desenhada de forma a expor apenas os botões e ao lado de cada um deles, um símbolo está gravado na capa para mostrar a função de cada botão.

A base e a tampa do gabinete são montadas com 4 parafusos M3.

Galeria de fotos

Código

TV_remote.ino

TV_remote.ino Arduino

 #include  #include  #include  // Definição do pino // Um LED IR deve ser conectado ao Arduino PWM pino 3 # define OnOff 1 # define Source 0 # define CH_plus 4 # define CH_minus 5 # define Vol_plus 6 # define Vol_minus 7 # define Interrupt_Pin 2 // Apenas pino 2 ou 3 no Arduino Uno // Definição do modelo de TV // # define LG_TV // # define SAMSUNG_TV # define SONY_TV // Códigos de definição # ifdef LG_TV unsigned long on_off_code =551489775; // HEX 20DF10EF unsigned long vol_plus_code =551502015; // HEX 20DF40BF sem sinal longo vol_minus_code =551534655; // HEX 20DFC03F unsigned long ch_plus_code =551485695; // HEX 20DF00FF sem sinal long ch_minus_code =551518335; // HEX 20DF807F sem sinal longo source_code =551538735; // HEX 20DFD02F # endif # ifdef SAMSUNG_TV unsigned long on_off_code =3772793023; // HEX E0E040BF unsigned long vol_plus_code =3772833823; // HEX E0E0E01F unsigned long vol_minus_code =3772829743; // HEX E0E0D02F unsigned long ch_plus_code =3772795063; // HEX E0E048B7 unsigned long ch_minus_code =3772778743; // HEX E0E008F7 unsigned long source_code =3772809343; // HEX E0E0807F # endif # ifdef SONY_TV unsigned long on_off_code =2704; // HEX A90 sem sinal long vol_plus_code =1168; // HEX 490 sem sinal longo vol_minus_code =3216; // HEX C90 sem sinal long ch_plus_code =144; // HEX 090 sem sinal long ch_minus_code =2192; // HEX 890 sem sinal longo source_code =2640; // HEX A50 # endif // Habilitar depuração // # define DEBUG // IRsend irsend; // Criar objeto IR sem sinal longo debounce_time; sem sinal longo last_time; void setup () {analogWrite (13,0); // liga o led embutido // noInterrupts (); // desabilita interrupções // CLKPR =_BV (CLKPCE); // habilita as configurações do prescaler do relógio // CLKPR =_BV (CLKPS0); // definir clock prescaler =2 -> 8 MHz // interrupts (); pinMode (OnOff, INPUT_PULLUP); pinMode (fonte, INPUT_PULLUP); pinMode (CH_plus, INPUT_PULLUP); pinMode (CH_minus, INPUT_PULLUP); pinMode (Vol_plus, INPUT_PULLUP); pinMode (Vol_minus, INPUT_PULLUP); pinMode (Interrupt_Pin, INPUT_PULLUP); // economia de energia power_adc_disable (); // desativa todos os ADCs power_spi_disable (); // desativa SPI power_timer1_disable (); // disbale timer 1 (0 é para millis (), 2 é para irremote.h) power_usart0_disable (); // desativa serial power_twi_disable (); // desativa o TWI #ifdef DEBUG Serial.begin (9600); #endif} void loop () {// verificar OnOff if (! digitalRead (OnOff)) {debounce_time =millis (); while (millis () - debounce_time <40) {; } if (! digitalRead (OnOff)) {#ifdef LG_TV irsend.sendNEC (on_off_code, 32); #endif #ifdef SAMSUNG_TV irsend.sendSAMSUNG (on_off_code, 32); #endif #ifdef SONY_TV irsend.sendSony (on_off_code, 12); #endif last_time =millis (); // última vez que um botão foi pressionado #ifdef DEBUG Serial.println ("OnOff"); #endif}} // verifique a fonte if (! digitalRead (Source)) {debounce_time =millis (); while (millis () - debounce_time <40) {; } if (! digitalRead (Source)) {#ifdef LG_TV irsend.sendNEC (source_code, 32); #endif #ifdef SAMSUNG_TV irsend.sendSAMSUNG (source_code, 32); #endif #ifdef SONY_TV irsend.sendSony (source_code, 12); #endif last_time =millis (); // última vez que um botão foi pressionado #ifdef DEBUG Serial.println ("Source"); #endif}} // verificar CH_plus if (! digitalRead (CH_plus)) {debounce_time =millis (); while (millis () - debounce_time <40) {; } if (! digitalRead (CH_plus)) {#ifdef LG_TV irsend.sendNEC (ch_plus_code, 32); #endif #ifdef SAMSUNG_TV irsend.sendSAMSUNG (ch_plus_code, 32); #endif #ifdef SONY_TV irsend.sendSony (ch_plus_code, 12); #endif last_time =millis (); // última vez que um botão foi pressionado #ifdef DEBUG Serial.println ("CH +"); #endif}} // verificar CH_minus if (! digitalRead (CH_minus)) {debounce_time =millis (); while (millis () - debounce_time <40) {; } if (! digitalRead (CH_minus)) {#ifdef LG_TV irsend.sendNEC (ch_minus_code, 32); #endif #ifdef SAMSUNG_TV irsend.sendSAMSUNG (ch_minus_code, 32); #endif #ifdef SONY_TV irsend.sendSony (ch_minus_code, 12); #endif last_time =millis (); // última vez que um botão foi pressionado #ifdef DEBUG Serial.println ("CH-"); #endif}} // verificar Vol_plus if (! digitalRead (Vol_plus)) {debounce_time =millis (); while (millis () - debounce_time <40) {; } if (! digitalRead (Vol_plus)) {#ifdef LG_TV irsend.sendNEC (vol_plus_code, 32); #endif #ifdef SAMSUNG_TV irsend.sendSAMSUNG (vol_plus_code, 32); #endif #ifdef SONY_TV irsend.sendSony (vol_plus_code, 12); #endif last_time =millis (); // última vez que um botão foi pressionado #ifdef DEBUG Serial.println ("Vol +"); #endif}} // verificar Vol_minus if (! digitalRead (Vol_minus)) {debounce_time =millis (); while (millis () - debounce_time <40) {; } if (! digitalRead (Vol_minus)) {#ifdef LG_TV irsend.sendNEC (vol_minus_code, 32); #endif #ifdef SAMSUNG_TV irsend.sendSAMSUNG (vol_minus_code, 32); #endif #ifdef SONY_TV irsend.sendSony (vol_minus_code, 12); #endif last_time =millis (); // última vez que um botão foi pressionado #ifdef DEBUG Serial.println ("Vol-"); #endif}} if (millis () - last_time> 5000) {// um botão não foi pressionado por 10 s #ifdef DEBUG Serial.println ("Indo dormir ..."); #endif going_to_sleep (); // entra no modo de espera #ifdef DEBUG Serial.println ("Waking up ..."); #endif}} // Modo Sleep functionvoid going_to_sleep () {sleep_enable (); // ativa o modo de hibernação attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (Interrupt_Pin), wake_up, LOW); // interromper para acordar -> configurar o pino de interrupção como NOR COM FIO !!! set_sleep_mode (SLEEP_MODE_PWR_DOWN); // modo de hibernação total sleep_cpu (); // ativa o modo de hibernação} // Wake Up functionvoid wake_up () {sleep_disable (); // desativa o modo de espera detachInterrupt (digitalPinToInterrupt (Interrupt_Pin)); // remove a interrupção}

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