利用紅外線搖控 4WD 自走車
作者：劉孝忠 (2008-09-04)
本文介紹大通公司所生產之RC-220萬用紅外線搖控器，並用來控制4WD 自走車。
一、RC-220萬用紅外線搖控器
■代碼設定操作
1.按 "設定" 鍵不放。
2.按 "電視" 設備選擇鍵，然後同時放開。
3.輸入您Sony 3位數字代碼『000』。
4.按 "電源" 鍵，可開啟電視即設定完成。
圖1 RC-220萬用紅外線搖控器
二、Sony紅外線搖控器編碼
Sony搖控器紅外線訊號共有13組負的脈衝訊號(thirteen negative pulses)，第一組訊號為起始訊號，脈衝寬度為2.4ms，剩餘之12組脈衝訊號脈衝寬度不是為1.2ms(Binary 1)就是0.6ms(Binary 0)，剩餘之12組脈衝訊號中之前7組訊號代表Sony搖控器上那一個鍵被按下，後面5個訊號代表此紅外線訊號是傳給那種設備(VCR、CD、TV、DVD)等，訊號之傳輸順序為 LSB(Least Significant Bit) First，也就是說先收到Bit 0。
圖2 Sony搖控器紅外線訊號共有13組負的脈衝訊號
2.1 Sony紅外線搖控器編碼
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Table 1-1: Time Measurements for Each Key unit:2 |
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Array Element |
Remote Key |
||||||||||||||
|
1 (0) |
2(1) |
3(2) |
4(3) |
5(4) |
6(5) |
7(6) |
8(7) |
9(8) |
0(9) |
||||||
|
time(0) |
345(0) |
652(1) |
345(0) |
653(1) |
345(0) |
653(1) |
345(0) |
654(1) |
345(0) |
641(1) |
|||||
|
time(1) |
345(0) |
346(0) |
659(1) |
653(1) |
346(0) |
346(0) |
652(1) |
640(1) |
346(0) |
333(0) |
|||||
|
time(2) |
345(0) |
346(0) |
341(0) |
346(0) |
653(1) |
653(1) |
652(1) |
658(1) |
346(0) |
333(0) |
|||||
|
time(3) |
344(0) |
345(0) |
344(0) |
356(0) |
345(0) |
346(0) |
345(0) |
345(0) |
653(1) |
640(1) |
|||||
|
time(4) |
345(0) |
345(0) |
345(0) |
346(0) |
345(0) |
356(0) |
346(0) |
355(0) |
345(0) |
343(0) |
|||||
|
time(5) |
341(0) |
341(0) |
341(0) |
357(0) |
341(0) |
341(0) |
341(0) |
341(0) |
341(0) |
341(0) |
|||||
|
time(6) |
345(0) |
345(0) |
345(0) |
346(0) |
345(0) |
356(0) |
346(0) |
345(0) |
351(0) |
334(0) |
|||||
|
time(7) |
653 |
652 |
651 |
663 |
652 |
664 |
653 |
652 |
652 |
641 |
|||||
|
time(8) |
345 |
356 |
342 |
346 |
346 |
346 |
346 |
351 |
356 |
343 |
|||||
|
time(9) |
346 |
346 |
345 |
346 |
346 |
357 |
345 |
355 |
345 |
334 |
|||||
|
time(10) |
345 |
346 |
346 |
346 |
356 |
346 |
345 |
345 |
346 |
333 |
|||||
|
time(11) |
345 |
345 |
345 |
357 |
345 |
345 |
345 |
341 |
345 |
344 |
|||||
|
Array Element |
Remote Key |
||||||||||||||
|
VOL-(19) |
VOL+(18) |
CH-(17) |
CH+(16) |
ENTER(11) |
POWER(21) |
||||||||||
|
time(0) |
657(1) |
329(0) |
647(1) |
347(0) |
653(1) |
651(1) |
|||||||||
|
time(1) |
644(1) |
647(1) |
331(0) |
351(0) |
652(1) |
330(0) |
|||||||||
|
time(2) |
345(0) |
340(0) |
341(0) |
350(0) |
345(0) |
650(1) |
|||||||||
|
time(3) |
344(0) |
340(0) |
342(0) |
349(0) |
652(1) |
341(0) |
|||||||||
|
time(4) |
652(1) |
646(1) |
637(1) |
660(1) |
345(0) |
651(1) |
|||||||||
|
time(5) |
341(0) |
325(0) |
341(0) |
341(0) |
357(0) |
341(0) |
|||||||||
|
time(6) |
342(0) |
339(0) |
342(0) |
349(0) |
345(0) |
340(0) |
|||||||||
|
time(7) |
651 |
645 |
647 |
661 |
662 |
650 |
|||||||||
|
time(8) |
340 |
330 |
341 |
338 |
345 |
339 |
|||||||||
|
time(9) |
340 |
339 |
342 |
345 |
344 |
340 |
|||||||||
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time(10) |
340 |
340 |
342 |
340 |
345 |
340 |
|||||||||
|
time(11) |
338 |
339 |
341 |
339 |
355 |
339 |
|||||||||
圖3 Sony紅外線搖控器編碼
圖4 Sony紅外線搖控器方向鍵配置
圖5 紅外線接收器接線圖
三、4WD自走車簡介
整體架構分為四個系統，分別為機構設計、四輪動力驅動系統、微處理器及超音波感測系統、影像處理及傳輸系統、紅外線接收器傳輸系統。
圖6 紅外線控制 4WD 自走車
3.1機構設計
底盤設計使用2mm鋁板利用銑床、鑽床及折邊機製作，主要之功能為承載電路控制板、安裝無線攝影機和超音波感測器及提供直流馬達及電池安裝之位置。
圖7 底盤
3.2 四輪動力驅動系統
利用四顆Pololu 30A 高功率DC馬達驅動器，分別控制四顆12V/200RPM直流馬達，利用BasicStamp 微處理晶片控制電路中 H-Bridge的On/OFF來改變直流馬達旋轉方向和速度大小。
圖8 Pololu 30A 高功率DC馬達驅動器
3.3 微處理器及超音波感測系統
1.3.1 Basic Stamp 單晶片系統
本文利用Basic Stamp 微處理器來控制Pololu 30A 高功率DC馬達驅動器以驅動自走車，接收超音波訊號以避開障礙物，利用RX/TX腳位經由EB500藍芽模組和遠端電腦連線。Basic Stamp 微處理器是以PBASIC程式運行的微型電腦。它有16 個輸入/輸出( I/O )埠，I/O埠可直接連接到按鈕開關、發光二極體、喇叭及其他TTL裝置等。而且加上一至兩個額外元件，接腳更可連接到非TTL裝置，如RS-232 周邊。
圖9 Basic Stamp I/O腳 圖10 Basic Stamp I/O介面
3.3.1 超音波距離感測器
人類可聽到之聲音頻率在20至20K HZ，超音波距離感測器發射一40K Hz頻率，傳輸之速率為每秒1130呎，當發射之超音波偵測到障礙物，此電路可算出時間並進而計算出相對之距離。
圖11 超音波距離感測器及應用電路
3.4 無線影像傳輸及處理系統
3.4.1 1.2GHz無線攝影機
為了避免和使用2.4GHz傳撥訊號之藍芽模組相互干擾，本文使用奇巧數位科技生產之1.2GHz/500mW無線攝影機，採用超高傳輸頻率不容易受外來電波干擾，可同步傳輸音頻及視頻訊號，傳輸距離可達100公尺，內含自動光線補償，可隨著環境自動調整光圈大小，非常適合自走車無線影音傳輸。
圖12 1.2GHz無線攝影機
3.4.2 USB介面影像擷取器
將無線攝影機所擷取之環境影像經由 Uptech UPG300A USB介面影像擷取器整合至 LabView程式中。
圖13 Uptech UPG300A USB介面影像擷取器
