一起玩转树莓派（19）——红外遥控控制实验
红外遥控是生活中非常常见的电子器具，电视机，空调，音响等电器都可以通过遥控器进行控制。本篇博客，我们尝试来通过红外发生器和红外信号接受器来进行红外控制实验，在树莓派上通过红外遥控的按键来处理LED灯的控制。
一. 实验前的准备
本次实验，我们将使用一个红外遥控器来LED灯，需要准备的元件有：红外遥控器，红外收接器和一个双色LED灯。分别如下图所示：
红外遥控只要安装了电池，之后我们点击任意按键的时候就会触发红外信号，红外收接模块可以收接此红外信号，双色LED我们已经十分熟悉了，后面只需根据红外信号来控制LED的亮灭即可。
首先，我们可以先将红外收接传感器连接到树莓派，方便我们测试红外线的收接功能，连线如下：
| 树莓派 | 红外收接器 |
|---|---|
| 5V | VCC |
| GND | GND |
| GPIO27(BCM编码) | DO |
接着，我们需要在树莓派上安装红外驱动库lirc和Python-lirc，在树莓派终端执行如下指令：
sudo apt update
sudo apt install lirc
sudo apt-get install liblircclient-dev
sudo apt-get install python3-lirc
之后，需要对红外接口IO进行配置，在树莓派终端执行：
sudo nano /boot/config.txt
nano是Linux系统下的一个文本编辑器，打开此配置文件后，我们需要找到下面两行配置项：
# Uncomment this to enable the lirc-rpi module
#dtoverlay=lirc-rpi,gpio_out_pin=17,gpio_in_pin=18,gpio_in_pull=up
将第二行的注释去掉，并修改如下：
dtoverlay=lirc-rpi,gpio_in_pin=27,gpio_in_pull=up
需要注意，这里我们采用了树莓派的GPIO27引脚(BCM编码)作为红外信号的收接引脚，并默认设置为上拉电阻。本实验中，我们不需发出红外信号，因此红外信号的输出引脚可以不用配置。修改完成后，使用Control + x来退出编辑器，退出时会询问是否保存修改，按Y键保存即可。
下面，我们还需要对lirc的硬件接口进行配置，在树莓派终端使用如下指令打开配置文件：
sudo nano /etc/lirc/lirc_options.conf
在配置文件中找到如下两行：
driver = devinput
device = auto
修改如下：
driver = default
device = /dev/lirc0
之后，重启树莓派，我们就可以测试红外收接功能了。
二.红外信号的收接
树莓派重启完成后，在终端输入如下指令来测试红外信号：
mode2 -d /dev/lirc0
需要注意，如果提示无法初始化lirc0，则需要先停止服务后在执行上面的指令，使用如下指令来停止服务：
sudo service lircd stop
如果成功进入测试模式，你可以尝试使用红外遥控器对这树莓派按下一些按键，终端上出现如下图所示的输出，则表明已经可以成功收接到红外信号。
仅仅能够收接到信号对我们来说是不够的，这些信号我们并不能友好的进行识别，要将这些信号识别为有意义的按键，我们还需要信号进行编码。首先，在终端执行下面指令来查看所有可用的编码：
irrecord -l
终端将输出如下信息：
可用的编码非常多，本次实验我们可以选3个来使用，例如我们选择KEY\_0，KEY\_1和KEY_2这三个编码来绑定到我们的遥控器对应的0，1和2按键上。
下面我们来进行编码的烧录，在终端执行如下指令：
irrecord -d /dev/lirc0 ~/lircd.conf
之后终端会输出很多描述文案，如下图所示：
如果你有兴趣，可以阅读下这些介绍文案，然后直接回车即可。
如果是第一次进行编码的烧录，终端会提示“Enter name of remote(only ascii, no spaces)”的文件，我们需要为烧录文件取一个名字，需要注意名字只能有ascii字符且不能有空格。输入完成名字后回车，终端会输出“Press RETURN now to start recording.”的提示，我们再次按回车，即可进入烧录阶段。
烧录的过程有些繁琐，刚开始需要分析出遥控的按键间隔，我们可以随便按遥控上的按键，每次按键终端会输出一个“.”，注意一定要有耐心，一下一下的按，不要按住不松。按满一行后，终端会提示“Please keep on pressing btns like described above”，继续之前的操作即可，直到终端出现“Please enter the name for the next btn(press to finish recording)”，即表示按键间隔时间已经分析完成，我们可以开始正式录制。这时开始输入我们需要录制的键，比如KEY_0，之后终端提示如下：
这时我们点按遥控器上的“0”键即可，之后按照相同的方式再录制KEY\_1和KEY\_2。全部录制完成后，再按回车即可。主要特别注意，这时终端会提示要进行保存验证，应尽快按住遥控器上任意一个按键不松，直到终端提示录制成功，如下图所示：
录制完成后，会在当前文件夹下生成*.lircd.conf的录制文件，将其拷贝到/etc/lirc/lircd.conf.d文件夹下，如下：
sudo cp 0_1_2.lircd.conf /etc/lirc/lircd.conf.d/0_1_2.lircd.conf
还有一个细节需要注意，在/etc/lirc/lircd.conf.d文件夹下默认存在一个名为devinput.lircd.conf的文件，默认会读取这个文件的配置，将其改名为devinput.lircd.dist即可。进入/etc/lirc/lircd.conf.d文件夹后，执行如下指令即可：
sudo mv devinput.lircd.conf devinput.lircd.dist
你也可以打开录制的*.lircd.conf文件看一下，如果每个录制的键后面有两串十六进制数，如下图所示：
则你需要将后一串一样的十六进制数删除，否则无法正常使用，删除后的文件如下：
现在，不出意外的话，我们已经可以正常处理这3个按键信号了，在终端输入如下指令开启守护进程：
sudo service lircd restart
lircd --nodaemon --device /dev/lirc0 --driver default
另外开一个终端，输入如下指令来测试遥控按键：
sudo irw
此时，按遥控器上的0，1和2按键，终端已经可以正常的响应了，如下图所示：
三.在Python中使用lirc驱动库
你还记得我们之前的安装的python3-lirc库吧，下面是该用到它的时候了，首先创建一个Python文件，我们暂且命名为19.infrared.py，在树莓派终端将/etc/lirc/irexec.lircrc文件改名为lircrc，需要注意，就是lircrc文件，没有后缀名。下面我们需要根据需求进行一些配置，打开此文件，在其中配置Python程序要处理的红外按键，如下图所示：
如图中所示，通过begin和end组的方式来配置要处理的信号，其中prog需要配置为要处理此信号的Python程序，这里填我们的程序文件名即可，button用来设置要处理的按键，config用来配置传递到Python程序中的数据。更多配置方式可以通过如下链接得到：
https://github.com/tompreston/python-lirc
配置完成后，修改19.infrared.py文件如下，可以进行简单的测试：
# 导入lirc库
import lirc
# 进行初始化 这里设置blocking为False会避免阻塞，不接收的信号直接抛弃
sockid = lirc.init("19.infrared.py", blocking=False)
while True:
#获取按键信息
btn = lirc.nextcode()
if len(btn):
print(btn)
lirc.deinit()
运行上面代码，在红外遥控器上按0，1或者2，可以看到程序会打印出一个数组，其中存放的就是我们的按键值。
现在，原理上说，你已经可以使用红外遥控和红外收接器做非常多的事情了，你可以将所有需要使用的按钮都录入，然后只做一个带LCD屏幕的计算器，或者通过遥控器控制电灯开关，温度气压计的数据上传等等。我们本次实验使用双色LED作为示例，抛砖引玉，希望你能发挥更多创造力。
双色LED有3个引脚，关于双色LED灯的实验在本系列很早的一篇博客中即有介绍，如果你感觉陌生，可以往前翻一翻，这里我们直接连线：
| 双色LED | 树莓派 |
|---|---|
| GND | GND |
| S | GPIO17（BCM编码，对应物理编码11） |
| - | GPIO18（BCM编码，对应物理编码12） |
示例代码如下：
#coding:utd-8
# 导入lirc 和 GPIO库
import lirc
import RPi.GPIO as GPIO
# 初始化lirc
sockid = lirc.init("19.infrared.py", blocking=False)
#初始化GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(11, GPIO.OUT)
GPIO.setup(12, GPIO.OUT)
# 灭灯
def clear():
GPIO.output(11, GPIO.LOW)
GPIO.output(12, GPIO.LOW)
# 设置红灯亮
def red():
GPIO.output(11, GPIO.HIGH)
GPIO.output(12, GPIO.LOW)
# 设置绿灯亮
def green():
GPIO.output(11, GPIO.LOW)
GPIO.output(12, GPIO.HIGH)
clear()
# 监听红外信号
while True:
btn = lirc.nextcode()
if len(btn):
command = btn[0]
if command == '0':
clear()
if command == '1':
red()
if command == '2':
green()
lirc.deinit()
运行代码，尝试下使用红外遥控器来控制灯的颜色和开关吧！
四. 休息一下吧
本系列博客到此，我们已经介绍了很多丰富多彩的传感器，你是否有想过组合使用这些传感器来创造出一些好玩的东西，现在你又具备了使用红外遥控远程控制程序的能力，尝试将你的想法实现一下吧！
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