Управление камерой, приборами и данные с датчиков на экране телевизора

Устройство на Arduino, используется микросхема max7456.

Это OSD (on screen display) монохромный
256 зарезервированных символов 
TSSOP 28 – корпус
Подключается к телевизору по входам "тюльпан". 

Возможности:
 - просмотр изображения с камеры
 - управление камерой (вверх-вниз, влево-вправо)
 - отображение данных с датчиков (температура, влажность воздуха, давление)
 - управление приборами (RGB лента, новогодняя лампа-ночник RGB, прожектор на входе, управление открыванием входной двери)
- по срабатыванию датчика движения - переключение телевизора на изображение с видеокамеры

Управляется все пультом с используемого телевизора. Сначала предисловие, почему возникла необходимость данного устройства. На лампу и RGB-ленту постоянно неизвестно где пульт, к камере доступ с компа по WEB-интерфейсу, что не очень удобно, если хочешь посмотреть кто пришел. Если все будет на экране телевизора и управляться пультом с этого же телевизора, конечно же упростит пользование данными приборами. Конечно и пульт от телевизора теряется, но гораздо реже.

Микросхема max7456 имелась лишняя (покупал для платы OSD для радиоуправляемого автомобиля, но пришла бракованная плата GPS и пока проект откладывается)

Вот схема устройства (нет пока датчика движения и микросхемы часов D1307)

И скетч для Arduino (неполный - еще не пришли датчик движения и микросхема часов DS1307)

Используются библиотеки

MAX7456 -  вывод символов через max7456;

IRremote - получение и отправка ИК;

Servo - для управления сервоприводами поворота камеры;

OneWire - для работы с датчиками температуры DS18B20; 

DHT - для работы с датчиком DH11 (измерение влажности воздуха)

BMP085 - для работы с датчиком BMP085 (атмосферное давление)

#define DATAOUT 11//MOSI 
#define DATAIN  12//MISO 
#define SPICLOCK  13//sck 
#define MAX7456SELECT 10//ss 
#define VSYNC 0x02// INT0

#define DMM_reg   0x04 
#define DMAH_reg  0x05 
#define DMAL_reg  0x06 
#define DMDI_reg  0x07 
#define VM0_reg   0x00 
#define VM1_reg   0x01 

#define VIDEO_BUFFER_DISABLE 0x01 
#define MAX7456_RESET 0x02 
#define VERTICAL_SYNC_NEXT_VSYNC 0x04 
#define OSD_ENABLE 0x08 
#define SYNC_MODE_AUTO 0x00 
#define SYNC_MODE_INTERNAL 0x30 
#define SYNC_MODE_EXTERNAL 0x20 
#define VIDEO_MODE_PAL 0x40 
#define VIDEO_MODE_NTSC 0x00 

#define BLINK_DUTY_CYCLE_50_50 0x00 
#define BLINK_DUTY_CYCLE_33_66 0x01 
#define BLINK_DUTY_CYCLE_25_75 0x02 
#define BLINK_DUTY_CYCLE_75_25 0x03 

#define BLINK_TIME_0 0x00 
#define BLINK_TIME_1 0x04 
#define BLINK_TIME_2 0x08 
#define BLINK_TIME_3 0x0C 

#define BACKGROUND_BRIGHTNESS_0 0x00 
#define BACKGROUND_BRIGHTNESS_7 0x10 
#define BACKGROUND_BRIGHTNESS_14 0x20 
#define BACKGROUND_BRIGHTNESS_21 0x30 
#define BACKGROUND_BRIGHTNESS_28 0x40 
#define BACKGROUND_BRIGHTNESS_35 0x50 
#define BACKGROUND_BRIGHTNESS_42 0x60 
#define BACKGROUND_BRIGHTNESS_49 0x70 

#define BACKGROUND_MODE_GRAY 0x40 

#define CLEAR_display 0x04 
#define CLEAR_display_vert 0x06 
#define END_string 0xff 
#define ENABLE_display 0x08 
#define ENABLE_display_vert 0x0c 
#define MAX7456_reset 0x02 
#define DISABLE_display 0x00 


#define WHITE_level_80 0x03 
#define WHITE_level_90 0x02 
#define WHITE_level_100 0x01 
#define WHITE_level_120 0x00 

#define MAX_screen_size 390 
#define MAX_screen_rows 16 

 byte spi_junk, eeprom_junk; 
 int x; 
 
 //***************************
 struct MENU    // структура меню
  {
  char* name1[27];    // наименование
  int y[27];
  int x[27];
  int activ[27];
  int pos1;           // позиция меню
  char bottom2[100];
  int offbottom2;
  };
 MENU MENU1={
   {"Камера","\xD6","\xD2","\xD5","\xD7","00",
    "Датчики","Выкл",
    "Прибор","Ч","Б","К","О","С","Г","З","Б",
    "Ч","Б","К","О","С","Г","З","Б",
    "Выкл","00:00"   },
    {2,4,5,4,5,4,10,13,19,19,20,21,22,23,24,25,26,19,20,21,22,23,24,25,26,19,22},
    {1,2,2,3,3,4,1, 6,  1, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 7, 13},
    {1,0,0,0,0,0,1, 0,  1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1},
    0," ",0};
 
  struct MYDATA    // структура меню
  {
  int servo_ud;    // положение камеры up-down
  int servo_lr;    // положение камеры left-right
  float t1;        // значение t1
  float t2;        // значение t2
  float h1;        // значение h1 - относительная влажность
  float p1;        // значение p1 - давление
  int dd;          // датчик движения Выкл-Вкл
  int posl1;       // лампа (0-7)
  int posl2;       // лента (0-7)
  int posp1;       // прожектор
  };
MYDATA MYDATA1={0,0,0.0,0.0,0.0,0.0,0,0,0,0};
  
 #include "IRremote.h"
 int RECV_PIN=2;
 IRrecv irrecv(RECV_PIN);
 IRsend irsend;
 //decode_results results;
 unsigned long ir_dt, old_ir;
 long ir_kod;
 unsigned long ir_time1, ir_time2;
 #define B_LEFT1 0x11
 #define B_LEFT2 0x811
 #define B_RIGHT1 0x10
 #define B_RIGHT2 0x810
 #define B_OK1 0x25
 #define B_OK2 0x825
 #define B_CLEARMENU1 0x37
 #define B_CLEARMENU2 0x837
   
 #include "Servo.h"
 Servo camera_hor,camera_vert;
 
 #include "OneWire.h"
OneWire  ds(8);  // on pin 8
byte my_addr[3][8]={{0x28,0x67,0xE5,0xC7,2,0,0,0xA0},
                    {0x28,0x94,0xB4,0x65,4,0,0,0xAC},
                    {0x28,0xF6,0x98,0xBA,2,0,0,0x92}};
#include "Wire.h"
#include "BMP085.h"
BMP085 dps = BMP085();
long Pressure085 = 0, Altitude085 = 0;

#include "DHT.h"

#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11 
DHT dht(7, DHTTYPE);
float dh1;
////////////////////////////////////////////////////////////// 
void setup() 
{ 
  Serial.begin(9600); 
  Serial.flush(); 
  Serial.println("setup");
 
  pinMode(MAX7456SELECT,OUTPUT); 
  digitalWrite(MAX7456SELECT,HIGH);  

  pinMode(DATAOUT, OUTPUT); 
  pinMode(DATAIN, INPUT); 
  pinMode(SPICLOCK,OUTPUT); 
  pinMode(VSYNC, INPUT); 

  SPCR = (1<0)
   {
   Serial.println(ir_kod,HEX);
   change_pos_menu(ir_kod);
   ir_kod=0;
   } 
  delay(100); 

} 
////////////////////////////////////////////////////////////// 
byte spi_transfer(volatile byte data) 
{ 
  SPDR = data;             
  while (!(SPSR & (1<> 8; 
  char_address_lo = linepos; 

  settings = B00000001; 

  if (blink) { 
    settings |= (1 << 4);     
  } 

  if (invert){ 
    settings |= (1 << 3);     
  } 


  digitalWrite(MAX7456SELECT,LOW); 

  spi_transfer(DMM_reg);  
  spi_transfer(settings); 

  spi_transfer(DMAH_reg);  
  spi_transfer(char_address_hi); 

  spi_transfer(DMAL_reg);  
  spi_transfer(char_address_lo); 

  while(s[local_count]!='\0')  
  { 
    screen_char = s[local_count]; 
      if(screen_char != 208 && screen_char != 209) 
      { 
        spi_transfer(DMDI_reg); 
        spi_transfer(screen_char); 
      } 
    local_count++; 
  } 

  spi_transfer(DMDI_reg); 
  spi_transfer(END_string); 

  spi_transfer(DMM_reg);  
  spi_transfer(B00000000); 

  digitalWrite(MAX7456SELECT,HIGH); 
}
// получить код переданный с ИК пульта
void get_ir_kod()
 {
 
 decode_results results;
 detachInterrupt(0);    // отключить прерывание 0
 if (irrecv.decode(&results))  
  { 
  if (results.value > 0 && results.value < 0xFFFFFFFF) 
    { 
    ir_dt = results.value; 
    ir_time2=millis();
    if (ir_time2-ir_time1>400)
      {ir_kod = ir_dt;ir_time1=ir_time2;}
    else
      ir_kod = 0;
    } 
    irrecv.resume(); 
  } 
  attachInterrupt(0, get_ir_kod, FALLING); 
 }
// 
void show_menu()
  {
   for(int i=0;i<27;i++)
    {
    if(i==MENU1.pos1 && MENU1.activ[i]==1)  
      OSD_write_to_screen(MENU1.name1[i],MENU1.y[i],MENU1.x[i], 1,1);  
    else if(MENU1.activ[i]==1)  
      OSD_write_to_screen(MENU1.name1[i],MENU1.y[i],MENU1.x[i], 0,0);  
    }
  }
// проверка на определенные для действий клавиши
void change_pos_menu(long kod)
  {
   int newpos=0;int dd=1;
   if(kod==B_LEFT1 || kod==B_LEFT2) // уменьшить звуко
        { do {
          newpos=max(MENU1.pos1-dd,0);dd++;
         } while(MENU1.activ[newpos]<1);
         MENU1.pos1=newpos;}
   else if(kod==B_RIGHT1 || kod==B_RIGHT2) // увеличить звуко
        { do {
          newpos=min(MENU1.pos1+dd,26);dd++;
         } while(MENU1.activ[newpos]<1);
         MENU1.pos1=newpos;}
    else if(kod==B_OK1 || kod==B_OK2) // ok
         prg_ok();
    else if(kod==B_CLEARMENU1 || kod==B_CLEARMENU2) // ok
         clear_menu2();
    else ;
    Serial.println(MENU1.pos1);
    
  }
  // очистка всех подменю
  void clear_menu2()
    {
    MENU1.pos1=0;
    for(int i=0;i<27;i++)
       {MENU1.activ[i]=0;
        for(int j=2;j<8;j++)
          OSD_write_to_screen(" ", i, j, 0,0);
       } 
    MENU1.activ[0]=1;MENU1.activ[6]=1;
    MENU1.activ[8]=1;MENU1.activ[26]=1; 
    }
  // клавиша ok
  void prg_ok()
   {char c1[4];char dd[7];
   switch(MENU1.pos1)
     {
     case 0 : // меню камера
        if(MENU1.activ[2]==1)
          {
          OSD_write_to_screen("       ",2,2,0,0);  
          OSD_write_to_screen("       ",2,3,0,0);  
          OSD_write_to_screen("       ",2,4,0,0);  
          MENU1.activ[1]=0;MENU1.activ[2]=0;MENU1.activ[3]=0;
          MENU1.activ[4]=0;MENU1.activ[5]=0;
          }
        else
          {
          MENU1.activ[1]=1;MENU1.activ[2]=1;MENU1.activ[3]=1;
          MENU1.activ[4]=1;MENU1.activ[5]=1;
          }  
        break;
    case 1 : // камера вниз
        MYDATA1.servo_ud=max(MYDATA1.servo_ud-10,-90);
        camera_vert.attach(5);
        camera_vert.write(MYDATA1.servo_ud+90);
        delay(500);
        camera_vert.detach();
        Serial.print("down=");Serial.println(MYDATA1.servo_ud);
        break;
    case 2 : // камера  вверх
       MYDATA1.servo_ud=min(MYDATA1.servo_ud+10,90);
       camera_vert.attach(5);
       camera_vert.write(MYDATA1.servo_ud+90);
       delay(500);
       camera_vert.detach();
       Serial.print("up=");Serial.println(MYDATA1.servo_ud);
        break;
    case 3 : // камера влево
        MYDATA1.servo_lr=max(MYDATA1.servo_lr-10,-90);
        camera_hor.attach(4);
        camera_hor.write(MYDATA1.servo_lr+90);
        delay(500);
        camera_hor.detach();
        Serial.print("left=");Serial.println(MYDATA1.servo_lr);
       break;
    case 4 : // "камера вправо"
        MYDATA1.servo_lr=min(MYDATA1.servo_lr+10,90);
        camera_hor.attach(4);
        camera_hor.write(MYDATA1.servo_lr+90);
        delay(500);
       Serial.print("right=");Serial.println(MYDATA1.servo_lr);
        camera_hor.detach();
        break;
    case 5 : // "камера в 0"
        MYDATA1.servo_ud=0;MYDATA1.servo_lr=0;
        camera_hor.attach(4);camera_vert.attach(5);
        camera_hor.write(90);camera_vert.write(90);
        delay(500);
        camera_hor.detach();camera_vert.detach();
        break;
    case 6 : // меню датчики
        if(MENU1.activ[7]==1)
          {
          OSD_write_to_screen("       ",10,2,0,0);  
          OSD_write_to_screen("       ",10,3,0,0);  
          OSD_write_to_screen("       ",10,4,0,0);  
          OSD_write_to_screen("       ",10,5,0,0);  
          OSD_write_to_screen("       ",10,6,0,0);  
          MENU1.activ[7]=0;
          }
        else
          {
          MENU1.activ[7]=1;
          dtostrf(getMeteoData(2),0,2,dd); 
          OSD_write_to_screen(dd,10,2,0,0); 
          //sprintf(dd,"%f",getMeteoData(1));    
          dtostrf(getMeteoData(1),0,2,dd); 
          OSD_write_to_screen(dd,10,3,0,0); 
          Serial.print("dht=");
  detachInterrupt(0); 
  delay(100);
  irsend.sendRC5(0xff,12); 
  delay(1000);
  attachInterrupt(0, get_ir_kod, FALLING);
          dh1=dht.readHumidity();
          Serial.println(dh1);
          dtostrf(dht.readHumidity(),0,0,dd); 
          dd[3]=0x25;dd[4]=' ';dd[2]=' ';
          OSD_write_to_screen(dd,10,4,0,0); 
          dps.getPressure(&Pressure085); 
          dtostrf(Pressure085/133.3,0,2,dd);
          OSD_write_to_screen(dd,10,5,0,0);  
          OSD_write_to_screen("ДД ",10,6,0,0);  
          OSD_write_to_screen("Вкл ",13,6,0,0);  
          irrecv.enableIRIn();  
          }  
        break;
    case 7 : // датчик движения
        MYDATA1.dd=1-MYDATA1.dd;
        if(MYDATA1.dd==0) MENU1.name1[7]="Выкл";
        else MENU1.name1[7]="Вкл ";
        send_ir_kod(0x01);
        send_ir_kod(0x838);
        break;
    case 8 : // меню приборы
        if(MENU1.activ[9]==1)
          {
          OSD_write_to_screen("        ",19,2,0,0);  
          OSD_write_to_screen("        ",19,3,0,0);  
          MENU1.activ[9]=0;MENU1.activ[10]=0;
          MENU1.activ[11]=0;MENU1.activ[12]=0;MENU1.activ[13]=0;
          MENU1.activ[14]=0;MENU1.activ[15]=0;MENU1.activ[16]=0;
          OSD_write_to_screen("        ",19,4,0,0);  
          OSD_write_to_screen("        ",19,5,0,0);  
          MENU1.activ[17]=0;MENU1.activ[18]=0;
          MENU1.activ[19]=0;MENU1.activ[20]=0;MENU1.activ[21]=0;
          MENU1.activ[22]=0;MENU1.activ[23]=0;MENU1.activ[24]=0;
          OSD_write_to_screen("        ",19,6,0,0);
          MENU1.activ[25]=0;  
          OSD_write_to_screen("        ",19,7,0,0);  
          }
        else
          {
          OSD_write_to_screen("Лампа",19,2,0,0);  
          MENU1.activ[9]=1;MENU1.activ[10]=1;
          MENU1.activ[11]=1;MENU1.activ[12]=1;MENU1.activ[13]=1;
          MENU1.activ[14]=1;MENU1.activ[15]=1;MENU1.activ[16]=1;
          OSD_write_to_screen("Лента",19,4,0,0);  
          MENU1.activ[17]=1;MENU1.activ[18]=1;
          MENU1.activ[19]=1;MENU1.activ[20]=1;MENU1.activ[21]=1;
          MENU1.activ[22]=1;MENU1.activ[23]=1;MENU1.activ[24]=1;
          OSD_write_to_screen("Прож",19,6,0,0);  
          MENU1.activ[25]=1;  
          OSD_write_to_screen("    ",19,7,0,0);  
         }  
        break;
    // лампа1    
    case 9 : // черный
        MYDATA1.posl1=0;send_ir_kod(0x1);break;
    case 10 : // белый
        MYDATA1.posl1=1;send_ir_kod(0x2);break;
    case 11 : //  
        MYDATA1.posl1=2;send_ir_kod(0x2);break;
    case 12 : //  
        MYDATA1.posl1=3;send_ir_kod(0x2);break;
    case 13 : //  
        MYDATA1.posl1=4;send_ir_kod(0x2);break;
    case 14 : //  
        MYDATA1.posl1=5;send_ir_kod(0x2);break;
    case 15 : //  
        MYDATA1.posl1=6;send_ir_kod(0x2);break;
    case 16 : //  
        MYDATA1.posl1=7;send_ir_kod(0x2);break;
    // лента светодиодная  
    //0xDF,0x9F,0x5F,0xEF,0xAF,0x6F,0x1F,0xBF  
    case 17 : // черный
        MYDATA1.posl2=0;send_ir_kod(0xBF);break;
    case 18 : // белый
        MYDATA1.posl2=1;send_ir_kod(0x1F);break;
    case 19 : //  R
        MYDATA1.posl2=2;send_ir_kod(0xDF);break;
    case 20 : //  RB
        MYDATA1.posl2=3;send_ir_kod(0x2);break;
    case 21 : //  B
        MYDATA1.posl2=4;send_ir_kod(0x5F);break;
    case 22 : // BG 
        MYDATA1.posl2=5;send_ir_kod(0x2);break;
    case 23 : // G 
        MYDATA1.posl2=6;send_ir_kod(0x9F);break;
    case 24 : // RG 
        MYDATA1.posl2=7;send_ir_kod(0x2);break;
    // прожектор    
    case 25 : 
        MYDATA1.posp1=1-MYDATA1.posp1;
        if(MYDATA1.posp1==0) MENU1.name1[25]="Выкл";
        else MENU1.name1[25]="Вкл ";
        break;
    default:
        break;
     }  
    sprintf(c1,"%d",abs(MYDATA1.servo_ud)); 
    OSD_write_to_screen("  ",2,2,0,0);OSD_write_to_screen("  ",6,2,0,0);
    if(MYDATA1.servo_ud<0 && MENU1.activ[2]==1) 
      {OSD_write_to_screen(c1,2,2,0,0);}
    else if(MYDATA1.servo_ud>0 && MENU1.activ[2]==1)
      {OSD_write_to_screen(c1,6,2,0,0);}
    else ;
    sprintf(c1,"%d",abs(MYDATA1.servo_lr)); 
    OSD_write_to_screen("  ",2,3,0,0);OSD_write_to_screen("  ",6,3,0,0);
    if(MYDATA1.servo_lr<0 && MENU1.activ[2]==1) 
      {OSD_write_to_screen(c1,2,3,0,0);}
    else if(MYDATA1.servo_lr>0 && MENU1.activ[2]==1)
      {OSD_write_to_screen(c1,6,3,0,0);}
    else ;
   }
// Отправка ИК-кода
void send_ir_kod(long sendkod)
  {
  detachInterrupt(0); 
  delay(100);
  irsend.sendRC5(sendkod,12); 
  delay(1000);
  attachInterrupt(0, get_ir_kod, FALLING);
  irrecv.enableIRIn(); 
  Serial.print("sendkod=");Serial.println(sendkod,HEX); 
  }
  // получение температуры датчика
float getMeteoData(int nn)
 {
byte i;
byte present = 0;
byte data[12];
byte addr[8];
int Temp;
float fTemp;
char m0[5];
String str1="";

  ds.reset();
  ds.select(my_addr[nn-1]);
  ds.write(0x44,1);        // start conversion, with parasite power on at the end
  delay(1000);     // maybe 750ms is enough, maybe not

  present = ds.reset();
  ds.select(my_addr[nn-1]);
  ds.write(0xBE);          // Read Scratchpad
  for ( i = 0; i < 9; i++) {         // we need 9 bytes
    data[i] = ds.read();
  }
  Temp=(data[1]<<8)+data[0];//take the two bytes from the response relating to temperature

  Temp=Temp;//divide by 16 to get pure celcius readout

  fTemp=Temp/16+(float(Temp%16))/16;
  MYDATA1.t2=fTemp;
  return fTemp;
 }

Проблемы, возникшие при написании скетча:
DHT отказывалась работать с IRremote (функция enableIRIn() занимает таймер, используемый библиотекой DHT), проблема решилась отключением  на время получения с датчика DHT11  enableIRIn(), и включением после получения данных.

Управление с помощью пульта телевизора. Навигация влево-вправо (громкость), выбор (ОК), свернуть все подменю -(EYE/*)

Необходимо рассказать о прошивке символов микросхемы MAX7456. В памяти микросхемы уже имеются прошитые символы

Необходимо перепрошить, чтобы были русские символы и некоторые специальные (стрелки). 

Скачиваем библиотеку MAX7456. В библиотеке есть пример перепрошивки символов - UploadFont и несколько файлов .mcm с шрифтами для загрузки.

Запускаем программу Hiper Terminal, выбираем порт на котором сидит Ардуино, скорость порта 9600, управление потоком xon-xoff. В меню программы гипертерминал выбираем пункт send to file и указываем путь к файлу со шрифтом. Файл с русским шрифтом arduino1.mcm я взял на форуме http://www.compcar.ru/forum/showthread.php?t=6064. Символы такие (arduino1.png)

+ =

Я захотел добавить еще символов. Берется файл arduino1.png, открываетcя в редакторе Paint и редактируется (я копипастил из файла custom.png и вставлял, где необходимо). Получившийся png файл преобразовывается в файл .mcm на ресурсе http://www.mylifesucks.de/tools/max7456/ (там же доступно и обратное преобразование mcm->png).

Этот набор символов я залил в max7456.

Окончательный монтаж уже после прихода всех датчиков

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Arduino
• OSD