## 实验三十五 红外遥控灯 ![59-红外遥控灯（2）](media/6e823de7db355fde0bc5fcb7c1cdc705.jpeg) ### 🌟 项目简介 你有没有试过躺在床上，眼睛都快闭上了，却发现灯还亮着？跑去关灯又得爬起来……太麻烦啦！ 这节课，我们就用**红外遥控器**像控制电视一样控制LED灯——按一下“OK”键，灯亮；再按一下，“啪”，灯灭！还能用数字键（1~9）调节亮度哦～是不是很酷？✨ 前面我们学过点亮LED、用PWM调光，也学会了用红外接收模块读取遥控信号。今天，就把它们“串”起来，做一个真正实用的小发明！ --- ### ⚙️ 工作原理 - 红外遥控器按下按键时，会发出一串**特定时长的红外脉冲信号**（像摩斯电码），被红外接收模块（KE4036）接收并转换成高低电平序列。 - Pico通过GPIO16读取这串信号，并用程序**识别出是哪个按键**（比如“Ok”“1”“2”等）。 - 我们用一个**布尔变量 `flag`** 记住LED当前状态（亮 or 灭）： - 按一次“Ok” → `flag` 切换 → LED状态翻转（亮↔灭） - 用数字键“1”~“9”和“0”控制LED亮度（0%~100%，共10档），通过**PWM（脉宽调制）** 实现——数值越大，灯越亮！ > 💡 小知识：PWM就像“快速开关灯”，人眼看不见闪烁，只感觉亮度变化。Pico的Pin(14)支持PWM输出，所以我们改用 `PWM` 类来控制亮度，比单纯开关更智能！ --- ### 🧰 所需材料 | ![rpi_pico-smd_1_breadboard](media/c4bec8956b5785f9b6c98b310e182d18.png) | ![KS3017 pico扩展板](media/b9233c67c93c243214388d668afe2eab.png) | ![KE4001](media/c7e28ad5b3962481026bbc2134e0e90d.png) | ![KE4036](media/dc37c6b6608e8f4435d46a8ad2985f9f.png) | |--------------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------------------| | Raspberry Pi Pico板 ×1 | Raspberry Pi Pico扩展板 ×1 | Keyes 白色LED模块 ×1 | Keyes 红外接收模块 ×1 | | ![USB线](media/edbfec59fe015bd9987e4b4d542b466d.png) | ![](media/9565387ea4d3df1816ef34e5aeaad3db.png) | ![QQ图片20220426165815](media/47dfea4b451d23ee80c7faaf96e1ab6f.jpeg) | | | Micro-USB数据线 ×1 | 普通红外遥控器（带数字键和OK键）×1 | 防反插3Pin杜邦线 ×2 | | ✅ **小提示**：遥控器建议使用配套的Keyes遥控器（图中所示），或常见空调/电视遥控器（部分按键编码可能不同，可先用实验二十一验证是否能识别）。 --- ### 🔌 接线图 ![Untitled Sketch_bb](media/090b6192331491ff93aa0dbd2178b263.png) 📌 **接线说明（请对照图检查）：** - **LED模块**： - VCC → 扩展板 `5V`（或Pico的 `VSYS`） - GND → 扩展板 `GND` - SIG → Pico 的 `GP14`（即物理引脚第19脚） - **红外接收模块（KE4036）**： - VCC → 扩展板 `5V` - GND → 扩展板 `GND` - OUT → Pico 的 `GP16`（即物理引脚第21脚） ⚠️ 注意：红外接收模块背面有标记 `VCC GND OUT`，务必按顺序连接，接反可能烧坏模块！ --- ### 💻 示例代码（MicroPython） ```python # Keyes Starter Kit for Raspberry Pi Pico # 实验35：红外遥控灯（支持开关 + 10档亮度调节） # 作者：Keyes创客教育团队｜适配MicroPython（Raspberry Pi Pico） from machine import Pin, PWM import time # === 初始化硬件 === led = PWM(Pin(14)) # GP14 支持PWM，用于调光 led.freq(1000) # 设置PWM频率为1kHz（人眼无频闪感） led.duty_u16(0) # 初始关闭LED（占空比0） ird = Pin(16, Pin.IN) # 红外接收信号接GP16 # === 遥控按键编码表（Keyes配套遥控器）=== # 格式：按键名 → 32位二进制码字符串（L=低电平，H=高电平） act = { "1": "LLLLLLLLHHHHHHHHLHHLHLLLHLLHLHHH", "2": "LLLLLLLLHHHHHHHHHLLHHLLLLHHLLHHH", "3": "LLLLLLLLHHHHHHHHHLHHLLLLLHLLHHHH", "4": "LLLLLLLLHHHHHHHHLLHHLLLLHHLLHHHH", "5": "LLLLLLLLHHHHHHHHLLLHHLLLHHHLLHHH", "6": "LLLLLLLLHHHHHHHHLHHHHLHLHLLLLHLH", "7": "LLLLLLLLHHHHHHHHLLLHLLLLHHHLHHHH", "8": "LLLLLLLLHHHHHHHHLLHHHLLLHHLLLHHH", "9": "LLLLLLLLHHHHHHHHLHLHHLHLHLHLLHLH", "0": "LLLLLLLLHHHHHHHHLHLLHLHLHLHHLHLH", "Up": "LLLLLLLLHHHHHHHHLHHLLLHLHLLHHHLH", "Down": "LLLLLLLLHHHHHHHHHLHLHLLLLHLHLHHH", "Left": "LLLLLLLLHHHHHHHHLLHLLLHLHHLHHHLH", "Right": "LLLLLLLLHHHHHHHHHHLLLLHLLLHHHHLH", "Ok": "LLLLLLLLHHHHHHHHLLLLLLHLHHHHHHLH", "*": "LLLLLLLLHHHHHHHHLHLLLLHLHLHHHHLH", "#": "LLLLLLLLHHHHHHHHLHLHLLHLHLHLHHLH" } # === 红外信号解码函数 === def read_ircode(ird): wait = 1 complete = 0 seq0 = [] seq1 = [] # 等待信号起始低电平（下降沿） while wait == 1: if ird.value() == 0: wait = 0 # 记录后续高低电平持续时间（单位：微秒） while wait == 0 and complete == 0: start = time.ticks_us() # 记录低电平时间 while ird.value() == 0: ms1 = time.ticks_us() diff = time.ticks_diff(ms1, start) seq0.append(diff) # 记录高电平时间 while ird.value() == 1 and complete == 0: ms2 = time.ticks_us() diff = time.ticks_diff(ms2, ms1) if diff > 10000: # 超过10ms认为是信号结束 complete = 1 seq1.append(diff) # 将时间序列转换为L/H字符串（简化判断） code = "" for val in seq1: if val < 700: code += "L" # 极短脉冲 → L elif val < 2000: code += "H" # 中等脉冲 → H # 其他忽略（噪声或起始引导码） # 匹配按键 command = "" for k, v in act.items(): if code == v: command = k break return command if command else "UNKNOWN" # === 主程序 === flag = False # LED开关状态：False=灭，True=亮 brightness = 0 # 当前亮度档位（0~9，对应0%~100%） print("红外遥控灯已启动！") print("按 OK 键切换开关；按 0~9 键调节亮度（0=最暗，9=最亮）") while True: cmd = read_ircode(ird) if cmd != "UNKNOWN": print(f"📡 收到指令：{cmd}") # 【开关控制】按 OK 键翻转LED状态 if cmd == "Ok": flag = not flag if flag: led.duty_u16(65535) # 最亮（100%） print("LED 已开启") else: led.duty_u16(0) # 完全关闭 print("LED 已关闭") # 【亮度调节】按数字键设置亮度档位（0~9） elif cmd in "0123456789": brightness = int(cmd) # 映射为0~65535的PWM值（0→0，9→65535） pwm_val = int(brightness * 65535 / 9) led.duty_u16(pwm_val) print(f"亮度设为 {brightness}/9（{int(pwm_val/65535*100)}%）") time.sleep(0.2) # 防抖，避免重复触发 ``` --- ### 📚 代码解析（小学生也能懂！） | 代码片段 | 说明 | |----------|------| | `led = PWM(Pin(14))` | 告诉Pico：“我要用14号引脚做‘调光师’，不是简单开关！” | | `led.duty_u16(65535)` | 把LED亮度调到**最亮**（65535是MicroPython中PWM的最大值） | | `flag = not flag` | “not”就是“取反”：如果原来是`True`，就变`False`；原来是`False`，就变`True`——这就是“按一下开，再按一下关”的魔法！ | | `brightness = int(cmd)` | 把收到的字符“5”变成数字5，方便计算亮度值 | | `pwm_val = int(brightness * 65535 / 9)` | 把0~9档均匀分配到0~65535之间，让亮度变化更平滑 | ✅ **为什么加 `time.sleep(0.2)`？** 遥控器按键时会有“抖动”，就像按开关时手抖了一下，可能被误读成按了两次。加个小暂停，让Pico“缓一缓”，就能准确识别每一次按键啦！ --- ### ✅ 实验现象 1. 接好线路，上传代码，打开Thonny的Shell窗口（或串口监视器）。 2. 屏幕会显示：`🔴 红外遥控灯已启动！` 3. 对准红外接收头，按下遥控器任意键： - Shell显示 `📡 收到指令：1`、`📡 收到指令：Ok` 等； - 按 `Ok` 键：LED灯立即亮起或熄灭； - 按 `1`~`9` 或 `0`：LED亮度实时变化（`0`最暗，几乎不亮；`9`最亮）； 4. 如果按了没反应？别急！检查： - 遥控器电池是否有电？对准接收头（距离≤5米，避开强光直射）； - 接线是否松动？特别是红外模块的 `OUT` 是否接在 `GP16`； - Shell里是否出现 `UNKNOWN`？说明遥控器编码不在表中，可先运行实验二十一打印原始码，再补充到 `act` 字典里。 --- ### ⚠️ 注意事项 - 🔋 **安全第一**：Pico板请使用**5V/1A以上稳压电源**或电脑USB供电，勿用劣质充电宝！ - 🌞 **避光安装**：红外接收模块怕阳光、日光灯直射，实验时尽量拉上窗帘或关灯； - 🔌 **防反插提醒**：所有模块都有防反插设计（凸点对凹槽），强行硬插会损坏针脚！ - 🧩 **扩展板兼容性**：本课使用Keyes KS3017扩展板（带5V稳压），若用其他扩展板，请确认是否提供5V输出（红外模块和LED需5V工作）； - 🐞 **调试小技巧**：把代码中 `print(f"📡 收到指令：{cmd}")` 前面的 `#` 去掉，就能实时看到接收到的原始码，方便匹配新遥控器！ --- ### 🧠 扩展思维 在本课 LED 亮度可调的基础上，如果想让它实现“呼吸灯”效果（灯光缓慢渐亮再渐暗，循环往复），该怎样修改代码？ ![42](media/a37cb22c916d50b6508db92b21c06c7b.jpeg) ![](media/ad0be693b3f956103a6fe8c58c3707d6.png)