自制 Arduino 电视遥控器：3D 打印外壳、电池供电、支持三大品牌协议

项目起因

女友电视遥控器损坏，两人均为工程师，决定封锁期间合作自制。技能互补：硬件焊接/3D 建模/固件编程全流程自主完成，兼作学习红外通信协议的实战演练。

功能定义

精简为 6 个核心命令：电源开关、信号源切换、频道+/–、音量+/–。采用 Arduino UNO + IRremote 库实现。

硬件设计

主控与电源

• Arduino UNO（最终焊接成 Shield 形态）
• 9V 方块电池 + 9V 转 DC 插头转接头
• 极致省电策略：
  – 关闭 ADC/SPI/TWI/Timer1/USART 外设
  – 关闭板载 LED（PWM 引脚 13 模拟写 0）
  – 拆焊板载 PWR LED（非推荐操作，但显著降低静态功耗）
  – 5 秒无操作进入 SLEEP_MODE_PWR_DOWN，按键中断唤醒

按键电路

• 6 个 PCB 轻触开关，利用 Arduino 内部上拉（INPUT_PULLUP），无需外部电阻
• 软件消抖：检测到按下 → 延时 40ms 复测确认

红外发射电路

• IR LED 接 PWM 引脚 3（IRremote 库硬性要求）
• 两个 47Ω 电阻并联等效 23.5Ω，提供约 150mA 驱动电流，增强发射距离
• 原型板焊接成 Shield，通过排针/排母与 UNO 结合

3D 打印外壳

• SolidWorks 设计，Cura 切片，Anycubic Mega Zero 打印（PLA）
• 两体结构：底座含电池仓、UNO 固定柱（3×M2.5）；盖板镂空按键位、正面 IR 窗口、按键旁刻字符号
• 4×M3 螺丝合箱，IR LED 伸出原型板对准窗口，三微柱限位防侧移

固件核心逻辑

• 编译时通过宏切换协议：#define LG_TV / SAMSUNG_TV / SONY_TV
• 各品牌 6 个命令的十六进制码预存常量
• 主循环轮询 6 个按键，消抖后调用 irsend.sendNEC()/sendSAMSUNG()/sendSony()
• 记录 last_time，超时 5000ms 进入睡眠，attachInterrupt 配置电源键（引脚 2）低电平唤醒

完整代码

#include 
#include 
#include 

#define OnOff 1
#define Source 0
#define CH_plus 4
#define CH_minus 5
#define Vol_plus 6
#define Vol_minus 7
#define Interrupt_Pin 2

#define SONY_TV  // 取消注释切换品牌
//#define LG_TV
//#define SAMSUNG_TV

#ifdef SONY_TV
  unsigned long on_off_code = 2704;   // 0xA90
  unsigned long vol_plus_code = 1168; // 0x490
  // ... 其余 4 个码
#endif

IRsend irsend;
unsigned long debounce_time, last_time;

void setup() {
  analogWrite(13,0);
  pinMode(OnOff,INPUT_PULLUP); // ... 其余 5 键同理
  pinMode(Interrupt_Pin,INPUT_PULLUP);
  power_adc_disable(); power_spi_disable(); power_timer1_disable();
  power_usart0_disable(); power_twi_disable();
}

void loop() {
  checkButton(OnOff, on_off_code);
  checkButton(Source, source_code);
  checkButton(CH_plus, ch_plus_code);
  checkButton(CH_minus, ch_minus_code);
  checkButton(Vol_plus, vol_plus_code);
  checkButton(Vol_minus, vol_minus_code);

  if (millis() - last_time > 5000) going_to_sleep();
}

void checkButton(int pin, unsigned long code) {
  if (!digitalRead(pin)) {
    debounce_time = millis();
    while (millis() - debounce_time < 40);
    if (!digitalRead(pin)) {
      #ifdef LG_TV irsend.sendNEC(code, 32); #endif
      #ifdef SAMSUNG_TV irsend.sendSAMSUNG(code, 32); #endif
      #ifdef SONY_TV irsend.sendSony(code, 12); #endif
      last_time = millis();
    }
  }
}

void going_to_sleep() {
  sleep_enable();
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(Interrupt_Pin), wake_up, LOW);
  set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN);
  sleep_cpu();
}
void wake_up() { sleep_disable(); detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(Interrupt_Pin)); }

原理图与源文件

• Fritzing 原理图：remote_sketch_r4f8a47oWX.fz
• 外壳 STEP/STL 文件见项目附件