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    用 ESP32 做紅外線收發器：把老冷氣接進 HA

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    charles

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    22005764
    發表於 3 天前 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
    家裡的舊冷氣、電風扇、電視沒有智能功能，
    但它們都聽紅外線遙控器的。



    原理


    • 接收器 —— 學習你原本遙控器的碼
    • 發射器 —— 模擬那個遙控器發出訊號


    成本大概兩百塊，比買萬用遙控器便宜而且完全本地。

    要買什麼


    • 紅外線接收模組（VS1838B 或類似的）—— 約 20 元
    • 紅外線發射 LED —— 約 10 元（買幾顆備用）
    • 一個 NPN 電晶體（S8050、2N2222 都可以）—— 約 5 元
    • 一個 100Ω 左右的電阻
    • ESP32


    為什麼需要電晶體：

    ESP32 的腳位輸出電流只有 20mA 左右，
    直接接 LED 的話亮度不夠、射程只有幾十公分。

    用電晶體放大之後可以到三五公尺。



    接線

    接收器（很簡單）：
    1. VS1838B     ESP32
    2. -------     -----
    3. VCC    →    3.3V
    4. GND    →    GND
    5. OUT    →    GPIO14
    複製代碼

    發射器（要電晶體）：
    1. ESP32 GPIO4  →  [100Ω 電阻]  →  電晶體 B（基極）
    2. 3.3V 或 5V   →  IR LED 長腳（正極）
    3. IR LED 短腳  →  電晶體 C（集極）
    4. 電晶體 E     →  GND
    複製代碼

    用 5V 供電射程比較遠，但要確認你的板子有 5V 輸出。

    不想接電路的話：市面上有現成的「ESP32 紅外線模組」，
    接線已經做好了。

    第一步：學碼
    1. remote_receiver:
    2.   pin:
    3.     number: GPIO14
    4.     inverted: true
    5.     mode:
    6.       input: true
    7.       pullup: true
    8.   dump: all          # 印出所有能辨識的協定
    9.   tolerance: 55%
    10.   idle: 25ms
    11.   buffer_size: 2kb
    複製代碼

    燒錄之後，接著 USB 線看日誌，然後拿遙控器對著接收器按。

    日誌會出現類似：
    1. [I][remote.nec:070]: Received NEC: address=0x20DF, command=0x10EF
    2. [I][remote.pronto:229]: Received Pronto: data=0000 006D 0022 0002 0157 00AC ...
    3. [I][remote.raw:028]: Received Raw: 9000, -4500, 550, -550, ...
    複製代碼

    dump: all 會印出所有它能辨識的格式。

    冷氣的特別狀況



    冷氣跟電視不一樣，這點很多人不知道。


    • 電視的遙控器：每個按鍵一個碼（「音量+」就是一個碼）
    • 冷氣的遙控器：每次都送「完整狀態」
        （溫度 + 模式 + 風速 + 擺葉，全部打包在一個很長的碼裡）


    所以「冷氣調高一度」不是一個碼，而是一整組新的狀態碼。

    這造成兩個問題：


    • 碼很長（可能 200 個以上的脈衝）
    • 組合很多 —— 16-30 度 × 4 種模式 × 4 種風速 = 幾百種


    解法一：用 ESPHome 內建的冷氣元件（推薦）

    ESPHome 內建了很多冷氣品牌的協定：
    1. climate:
    2.   - platform: daikin           # 或 coolix / fujitsu_general / mitsubishi 等
    3.     name: "客廳冷氣"
    4.     supports_heat: false
    5.     supports_cool: true
    複製代碼

    常見的支援清單（不完整，以官方文件為準）：


    • coolix —— 很多品牌通用（包括不少台灣常見的）
    • daikin / daikin_arc / daikin_brc
    • mitsubishi
    • fujitsu_general
    • hitachi_ac344
    • toshiba
    • tcl112
    • whirlpool


    先試 coolix —— 它涵蓋的品牌最多。

    怎麼知道哪個對：


    • 用 dump: all 學碼時，日誌裡可能會直接顯示協定名稱
    • 或者一個一個試（燒錄很快，OTA 幾十秒）


    解法二：學幾個常用的狀態就好

    實務上你可能只用三四種設定：


    • 26 度冷氣自動風
    • 27 度冷氣低風（睡眠）
    • 除濕
    • 關機


    那就學這四個碼，做成四個按鈕。
    1. button:
    2.   - platform: template
    3.     name: "冷氣 26 度"
    4.     on_press:
    5.       - remote_transmitter.transmit_raw:
    6.           carrier_frequency: 38kHz
    7.           code: [9000, -4500, 550, -550, ...]   # 從日誌複製
    9.   - platform: template
    10.     name: "冷氣關"
    11.     on_press:
    12.       - remote_transmitter.transmit_raw:
    13.           carrier_frequency: 38kHz
    14.           code: [...]
    複製代碼

    這個做法簡單可靠，缺點是不能任意調溫度。



    發射設定
    1. remote_transmitter:
    2.   pin: GPIO4
    3.   carrier_duty_percent: 50%      # 一般紅外線用 50%
    複製代碼

    常見的發射寫法：
    1. # NEC 協定（大部分電視、電風扇）
    2. - remote_transmitter.transmit_nec:
    3.     address: 0x20DF
    4.     command: 0x10EF
    6. # Pronto（萬用格式，最保險）
    7. - remote_transmitter.transmit_pronto:
    8.     data: "0000 006D 0022 0002 0157 00AC ..."
    10. # Raw（最原始，一定能用但最佔空間）
    11. - remote_transmitter.transmit_raw:
    12.     carrier_frequency: 38kHz
    13.     code: [9000, -4500, 550, -550, ...]
    15. # 重複送幾次（訊號不穩時很有用）
    16. - remote_transmitter.transmit_nec:
    17.     address: 0x20DF
    18.     command: 0x10EF
    19.     repeat:
    20.       times: 3
    21.       wait_time: 30ms
    複製代碼

    建議優先順序：


    • 有內建協定就用內建的（最省空間、最好維護）
    • 沒有的話用 Pronto（通用格式）
    • 最後才用 Raw（佔很多記憶體）


    紅外線的致命缺點：單向

    你發出去的指令，不知道有沒有成功。


    • 遙控器沒對準 → 沒反應但 HA 以為成功了
    • 有人用實體遙控器關掉 → HA 不知道
    • 停電之後冷氣的狀態跟 HA 不同步


    三個補救方法

    方法一：加功率監控（最實用）

    在冷氣的電源上加一個功率監測插座（或電箱裡的計量模組）：
    1. template:
    2.   - binary_sensor:
    3.       - name: 冷氣運轉中
    4.         state: >
    5.           {{ states('sensor.aircon_power') | float(0) > 100 }}
    6.         delay_on: "00:01:00"
    7.         delay_off: "00:02:00"
    複製代碼

    這樣至少知道「它現在到底有沒有在吹」。

    方法二：加溫度驗證
    1. alias: 冷氣可能沒收到指令
    2. triggers:
    3.   - trigger: state
    4.     entity_id: climate.living_room
    5.     to: cool
    6. actions:
    7.   - delay: "00:10:00"
    8.   - condition: template
    9.     value_template: >
    10.       {{ states('sensor.living_room_temperature') | float(0)
    11.          >= state_attr('climate.living_room','temperature') | float(26) + 2 }}
    12.   - action: notify.mobile_app_charles
    13.     data:
    14.       message: 冷氣開了十分鐘但溫度沒降，可能沒收到指令
    15. mode: single
    複製代碼

    方法三：重複發送
    1.     repeat:
    2.       times: 3
    3.       wait_time: 50ms
    複製代碼

    成功率會提高不少。

    發射器的擺放


    • 要能「看到」目標裝置 —— 紅外線不會轉彎
    • 距離三公尺內最穩
    • 可以對著天花板或牆壁反射（房間不大的話很有效）
    • 一個發射器可以控制多台裝置（只要都在射程內）
    • 接兩顆 LED 朝不同方向可以涵蓋更廣


    除錯


    • 完全沒反應 → 用手機相機看 IR LED
        （手機看得到紅外線，按下去應該會看到紫色閃光）
    • 近距離可以遠距離不行 → 電晶體沒接好，或供電不足
    • 有時候成功有時候不成功 → 加 repeat
    • 學不到碼 → 接收器的 inverted 設定，或 tolerance 調大


    手機相機那招很好用 ——
    三秒就能確認「LED 到底有沒有在發光」。

    ---

    下一篇：毫米波存在感測器 ——
    偵測「有人但沒在動」。
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