手把手教你做一个相机红外遥控器

ML-L3是用于尼康部分型号相机的无线红外遥控器，可以通过红外方式来控制快门的释放，支持B门拍摄。官方售价100RMB左右，山寨版售价10RMB左右。虽然也能实现基本的遥控功能，但是功能还是比较单一，如不能实现定时拍摄，即用来拍摄制作延时视频的素材。本篇文章介绍如何通过Arduino、MCU或FPGA来控制红外发射器，产生快门指令从而实现无线遥控快门的功能。

拆解ML-L3遥控器

为了实现ML-L3遥控器的功能，我们首先要了解无线遥控器的原理。当然最好的方式就是拆解一个ML-L3，然后看看内部的电路，然后测出红外的编码。但是手头又没有这样的一个遥控器，有国外的网友已经拆解了并且测出了红外编码的波形，如下图。

官方遥控器PCB板：

山寨遥控器PCB板：

从PCB板来看，果然还是官方的用料更足一些，通过测量红外发射引脚，在按下按钮时，红外发射头会发出一串脉冲信号，如下图所示：

其中黑色的部分是38KHz的PWM方波，空白部分是低电平，以上波形就表示一个快门指令。

红外遥控协议主要有两种：NEC协议和Philips RC-5协议，NEC采用PWM方式调制，RC-5采用PPM方式调制。其中使用最多的是NEC协议，38KHz载波，一般是由引导码 地址码 地址反码 数据 数据反码构成。其中逻辑0和逻辑1的编码如下：

基于Arduino的实现

好了，知道了快门指令的红外波形，我们只需要写个函数实现这一串脉冲信号就可以了。Arduino开发板，我手头上有的是Circuit Playground Express这款开发板，板载一对红外发射接收头，和两路按键，对于我们的功能已经是足够用了。在使用前需要先安装Cortex-M0的库。

程序非常简单，按下按键时，发出一个快门指令：

1. #include

2. 
   

3. #define IR_Pin 25

4. #defineLed_Pin13

5. #defineButtonA_Pin4

6. #defineButtonB_Pin5

7. 
   

8. #define LED_ON digitalWrite(Led_Pin, LOW)

9. #define LED_OFF digitalWrite(Led_Pin, HIGH)

10. #define LED_SET(x) digitalWrite(Led_Pin, x)

11. 
    

12. #define IR_ON digitalWrite(IR_Pin, HIGH)

13. #define IR_OFF digitalWrite(IR_Pin, LOW)

14. 
    

15. #define GET_BUTTONA() digitalRead(ButtonA_Pin)

16. #define GET_BUTTONB() digitalRead(ButtonB_Pin)

17. 
    

18. int sts = 0;

19. 
    

20. void setup()

21. {

22. pinMode(IR_Pin, OUTPUT);

23. pinMode(Led_Pin, OUTPUT);

24. pinMode(ButtonA_Pin, INPUT_PULLDOWN);

25. pinMode(ButtonB_Pin, INPUT_PULLDOWN);

26. 
    

27. Serial.begin(9600);

28. }

29. 
    

30. //Nikon ML-L3 红外遥控器快门编码:38KHz=26us

31. void loop()

32. {

33. if(GET_BUTTONA())

34. {

35. delay(10);

36. if(GET_BUTTONA())

37. {

38. sts = !sts;

39. LED_SET(sts);

40. Serial.println("Right button pressed!");

41. OneShot();

42. }

43. }

44. while(GET_BUTTONA()); //等待松开

45. }

46. 
    

47. voidOneShot()

48. {

49. int i = 0;

50. for(i = 76; i > 0; i--) //2100ms

51. {

52. IR_ON; //13.5

53. delayMicroseconds(12);

54. IR_OFF; //13.7

55. delayMicroseconds(12);

56. }

57. IR_OFF;

58. delay(28); //2803us

59. for(i = 15; i > 0; i--) //393us

60. {

61. IR_ON;

62. delayMicroseconds(12);

63. IR_OFF;

64. delayMicroseconds(12);

65. }

66. IR_OFF;

67. delayMicroseconds(1580); //1611us

68. 
    

69. for(i = 15; i > 0; i--)

70. {

71. IR_ON;

72. delayMicroseconds(12);

73. IR_OFF;

74. delayMicroseconds(12);

75. }

76. delayMicroseconds(3580);

77. for(i = 15; i > 0; i--)

78. {

79. IR_ON;

80. delayMicroseconds(12);

81. IR_OFF;

82. delayMicroseconds(12);

83. }

84. IR_OFF;

85. }

基于STM32的实现

在STM32F103上的实现也是非常简单，主要用到了GPIO控制和精确延时函数。红外控制引脚和按键引脚可根据需要来调整。

1. //根据Nikon ML-L3红外遥控器编码协议，产生快门指令

2. voidOneShot(void)

3. {

4. int i = 0;

5. for(i = 76; i > 0; i--) //2100ms

6. {

7. IR_ON; //13.5

8. delay_us(12);

9. IR_OFF; //13.7

10. delay_us(12);

11. }

12. IR_OFF;

13. delay_ms(28); //2803us

14. for(i = 15; i > 0; i--) //393us

15. {

16. IR_ON;

17. delay_us(12);

18. IR_OFF;

19. delay_us(12);

20. }

21. IR_OFF;

22. delay_us(1580); //1611us

23. 
    

24. for(i = 15; i > 0; i--)

25. {

26. IR_ON;

27. delay_us(12);

28. IR_OFF;

29. delay_us(12);

30. }

31. delay_us(3580);

32. for(i = 15; i > 0; i--)

33. {

34. IR_ON;

35. delay_us(12);

36. IR_OFF;

37. delay_us(12);

38. }

39. IR_OFF;

40. }

基于FPGA的实现

对于FPGA来说，这种波形的产生，时间可以控制的更精确，这取决于FPGA的时钟，时钟越高精度越高，而且可控性更强一些，就是实现起来稍微麻烦一些。

Verilog文件

1. module ml_l3_pulse_gen(

2. 
   

3. input clk_50M, //20ns

4. input rst_n,

5. input trig, //negedge trig

6. 
   

7. output pulse

8. );

9. 
   

10. parameter T1_2000US = 100000;

11. parameter T2_28000US = 1400000;

12. parameter T3_400US = 20000;

13. parameter T4_1580US = 79000;

14. parameter T5_400US = T3_400US;

15. parameter T6_3580US = 179000;

16. parameter T7_400US = T3_400US;

17. 
    

18. parameter T1_STS = 1;

19. parameter T2_STS = 2;

20. parameter T3_STS = 3;

21. parameter T4_STS = 4;

22. parameter T5_STS = 5;

23. parameter T6_STS = 6;

24. parameter T7_STS = 7;

25. parameter T8_STS = 8;

26. parameter T0_STS = 0;

27. parameter TIME_38KHZ = 658;

28. 
    

29. reg [7:0] cur_sts;

30. reg [31:0] cnt_38khz;

31. reg [31:0] cnt;

32. reg [31:0] cnt_max;

33. 
    

34. reg en;

35. reg pwm_38k;

36. reg trig_reg;

37. 
    

38. assign pulse = (en) ? pwm_38k : 0;

39. 
    

40. always @ (posedge clk_50M)

41. begin

42. trig_reg <= trig;

43. end

44. 
    

45. always @ (posedge clk_50M)

46. begin

47. if(!rst_n)

48. cnt_max <= 0;

49. else

50. begin

51. case(cur_sts)

52. T0_STS : cnt_max <= 0;

53. T1_STS : cnt_max <= T1_2000US;

54. T2_STS : cnt_max <= T2_28000US;

55. T3_STS : cnt_max <= T3_400US;

56. T4_STS : cnt_max <= T4_1580US;

57. T5_STS : cnt_max <= T5_400US;

58. T6_STS : cnt_max <= T6_3580US;

59. T7_STS : cnt_max <= T7_400US;

60. default: cnt_max <= 0;

61. endcase

62. end

63. end

64. 
    

65. always @ (posedge clk_50M)

66. begin

67. if(!rst_n)

68. en <= 0;

69. else

70. begin

71. case(cur_sts)

72. 1,3,5,7: en <= 1;

73. 2,4,6,0: en <= 0;

74. default: en <= 0;

75. endcase

76. end

77. end

78. 
    

79. always @ (posedge clk_50M)

80. begin

81. if(!rst_n)

82. cnt <= 0;

83. else

84. begin

85. if(cur_sts != T0_STS