Обучаемый пульт: записываем коды в EEPROM и воспроизводим

У универсальных пультов из магазинов есть слабое место: они обучаются, пока жива их батарейка, и забывают всё в первый же месяц простоя. Когда у моего друга умер пульт от люстры, я пообещал собрать обучаемый приёмник на Arduino: люстра слушает один-единственный код, а «обучить» её должен любой пульт — хоть от телевизора, хоть от старого музыкального центра. Идея та же, что у магазинных устройств: режим обучения, в котором плата запоминает коды, и рабочий режим, в котором сравнивает с ними каждую нажатую кнопку. Только памятью служит EEPROM платы — коды переживают выдёргивание из розетки.

Разберём весь механизм: вход в обучение зажатием кнопки на десять секунд, запись по шести слотам через EEPROM.put, маркер пустого слота 0xFF, сравнение команд в рабочем режиме с подтверждением писком. Заодно честно определим границы: команда NEC — один байт, и в байтовые слоты ложится идеально, а RAW-коды чужих протоколов длинные, им нужна отдельная оговорка и другой способ хранения, о котором скажу прямо.

Прежде чем писать в память, полезно понять, что вообще лежит в тысяче ячеек EEPROM Uno, — раскладка устройства разобрана в уроке про карту памяти. Наш проект займёт первые двенадцать байт: шесть слотов по два.

Проектирую слоты я так: каждый хранит пару «адрес пульта + команда» — два байта, шесть слотов, двенадцать байт памяти. Адрес нужен, чтобы обученный пульт отличался от чужого: сравнение только по команде откроет дверь пульту, который шлёт те же числа. Пару байт в одном вызове кладёт EEPROM.put со структурой — механику put/get с sizeof и типами я разбирать не буду, она живёт в уроке про EEPROM.put и get; здесь берём готовый приём.

Пустой слот узнаётся по маркеру. Свежая ячейка EEPROM читается как 0xFF — заводское состояние, и если адрес слота равен 255, слот пуст. Трюк старый и хрупкий одновременно: обученный пульт с адресом 255 перепутает маркер с данными. У меня такого нет, а у вас, если появится, — ставьте отдельный magic-байт в отдельную ячейку, о котором пишет урок про magic-число и заводские дефолты.

Вход в обучение — зажатие кнопки на плате на десять секунд. Долгое зажатие — не прихоть: нажатие кнопки — обычное дело при монтаже и переносе макетки, и режим записи, который включается от случайного касания, перепишет живую карту кодов. Десять секунд держать сознательно — цена в одну константу HOLD_MS, и в проекте у меня это 10000; при желании правится в 3000 для отладки. Каждая записанная кнопка подтверждается писком 60 мс — писать коды под вой нельзя, но и молча тоже нельзя: без звука не отличить «записалось» от «не долетело».

Три решения в этом скетче связаны с таймерами, адресами и износом. Первое: строка #define IR_USE_AVR_TIMER1 до include — та же разводка таймеров, что в охранном уроке: приёмник уходит на Timer1, и каждый писк tone() не выбивает тик приёма; без этой строки обучение записало бы первый кадр и оглохло до перезагрузки. Второе: put и get кладут структуру целиком по адресу slot * sizeof(SlotData) — пересчитывать байты вручную не нужно, sizeof сам даст два, а за парами «что лежит в какой ячейке» следит карта памяти. Третье: запись в EEPROM не бесплатная — ячейка переживает порядка ста тысяч перезаписей, и на этом расчёте построен целый урок про update и ресурс ячеек; обучение переписывает шесть ячеек считаные разы за год, так что износ здесь не тема, но привычка считать перезаписи — да.

Режим работы прост до занудства: каждый кадр сравнивается со всеми живыми слотами по паре «адрес + команда», совпадение пищит и печатает номер слота. Тот же пульт работает сразу после перепрошивки, другой пульт — после десяти секунд удержания и пяти секунд записи. Занятно, что происходит при частичном обучении: если записали две кнопки и вышли, слоты со второго по пятый остались по 0xFF и рабочая петля их честно пропускает через маркер. Никакой магии стирания не нужно — незаписанные слоты просто не участвуют в сравнении.

Про честную границу хранения. Байтовая пара «адрес + команда» — это NEC и родственные протоколы, где decodedIRData отдаёт ровно эти два байта. А вот RAW-коды из урока про неизвестный пульт длинные: там хранятся длительности импульсов, и кадр может занимать десятки и сотни байт — в двухбайтовый слот он не поместится физически. RAW хранят по-протокольному: длина кадра отдельной ячейкой, дальше сами длительности, и карта памяти проекта пересчитывается заново. Если ваш пульт не NEC — сначала снимите его читалкой и убедитесь, что decodedIRData вообще распознаёт протокол.

В симуляторе собрана упрощённая байтовая версия: движок эмулирует байтовые ячейки EEPROM через read и update, а put/get со структурами — нет, поэтому в слот кладётся одна команда без адреса. Логика обучения и сравнения та же: десять секунд удержания, писк на каждую запись, в рабочем режиме — узнавание по совпадению. Побудьте студентом своего же прибора: обучите две-три кнопки, выйдите из режима и проверьте узнавание; затем обучите заново другие кнопки и убедитесь, что старая карта полностью переписалась — обучение всегда стартует с нулевого слота.

Отдельный сценарий для любопытных: обучите пульт, затем попробуйте нажимать кнопки другого пульта. Совпадений не будет — при байтовой версии без адреса может повезти с чужой командой, и это честная уязвимость упрощения: в полном скетче выше пара «адрес + команда» отсеивает чужаков, а здесь защищает только таблица кодов. На два пульта в комнате этого хватает не всегда — поэтому полный вариант с адресом я считаю минимально разумным для чего-то постоянно включённого.

Этот проект — мой любимый способ показать, зачем EEPROM вообще существует: без него обучение умирало бы с каждой перезагрузкой, с ним приёмник помнит карту неделями. Куда расти дальше: считайте ресурс записи в проектах, где обучение нажимается каждый день, — урок про ресурс и износ ячеек даст числа; а если захочется обучать не шесть кнопок, а целый пульт люстры с диммером, слотовая карта разрастётся в таблицу протоколов, и начинать стоит с RAW-разбора из урока про неизвестный пульт.