Arduinoで赤外線リモコン方式を使って双方向通信

#include <Arduino.h>
#include <IRremote.hpp> // v3.x以降の新しいヘッダーファイル

const int IR_RECEIVE_PIN = 2; // 受信ピンをDigital 3に指定

void setup() {
  Serial.begin(115200); // シリアル通信の速度を115200bpsに設定
  while (!Serial);      // シリアルポートの準備完了を待つ

  Serial.println(F("=== 赤外線リモコン受信テスト開始 ==="));
  Serial.print(F("受信ピン: Digital "));
  Serial.println(IR_RECEIVE_PIN);

  // 赤外線受信の開始（LEDフィードバック有効：ボード上のLEDが受信時に点滅します）
  IrReceiver.begin(IR_RECEIVE_PIN, ENABLE_LED_FEEDBACK);
}

void loop() {
  // 赤外線信号を受信したかチェック
  if (IrReceiver.decode()) {
    
    // リピートコード（長押し信号）の場合はスキップしたい場合などの判定用
    if (IrReceiver.decodedIRData.flags & IRDATA_FLAGS_IS_REPEAT) {
      Serial.println(F("-> [Repeat Code]"));
    } else {
      Serial.println(F("------------------------------------"));
      
      // 1) 通信方式（プロトコル）の出力
      Serial.print(F("通信方式 (Protocol) : "));
      Serial.println(getProtocolString(IrReceiver.decodedIRData.protocol));

      // 2) 受け取ったデータ（コマンドコード / アドレス / Rawデータ）
      Serial.print(F("コマンドデータ (Command)  : 0x"));
      Serial.println(IrReceiver.decodedIRData.command, HEX);

      Serial.print(F("アドレスデータ (Address)  : 0x"));
      Serial.println(IrReceiver.decodedIRData.address, HEX);

      // 参考：デコードされた生の32bitデータ
      Serial.print(F("Decoded Raw Data         : 0x"));
      Serial.println(IrReceiver.decodedIRData.decodedRawData, HEX);
    }

    // 次の信号を受信するためにレシーバーを再開
    IrReceiver.resume();
  }
}

IrReceiver.begin(IR_RECEIVE_PIN, ENABLE_LED_FEEDBACK)

if (IrReceiver.decode()) { 
  ...

  IrReceiver.resume();
}

IrReceiver.decodedIRData.flags & IRDATA_FLAGS_IS_REPEAT)

getProtocolString()

IrReceiver.decodedIRData.protocol
IrReceiver.decodedIRData.command
IrReceiver.decodedIRData.address
IrReceiver.decodedIRData.decodedRawData

#include <Arduino.h>
#include <IRremote.hpp>

// 赤外線LEDを接続するデジタルピンを指定
const int IR_SEND_PIN = 3;

// 送信するアドレスとコマンドの定義
const uint16_t sAddress = 0x01; // アドレス（実験用リモコンでは0x00が一般的）
const uint8_t  sCommand = 0x42; // 指定のコマンド（16進数の42 = 0x42）
const int      sRepeats = 2;    // リピート回数

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial);

  Serial.println(F("=== 赤外線送信テスト開始 ==="));
  Serial.print(F("送信ピン: Digital "));
  Serial.println(IR_SEND_PIN);

  // 送信機能の初期化
  IrSender.begin(IR_SEND_PIN);
}

void loop() {
  Serial.println(F("NEC信号を送信します..."));
  Serial.print(F("  Address : 0x"));
  Serial.println(sAddress, HEX);
  Serial.print(F("  Command : 0x"));
  Serial.println(sCommand, HEX);
  Serial.print(F("  Repeat  : "));
  Serial.println(sRepeats); 

  // NEC方式でデータ送信
  // sendNEC(Address, Command, Repeats)
  IrSender.sendNEC(sAddress, sCommand, sRepeats);

  Serial.println(F("送信完了。5秒待機します...\n"));
  
  // 5秒（5000ミリ秒）間隔
  delay(5000);
}

IrSender.begin(IR_SEND_PIN)

IrSender.sendNEC(sAddress, sCommand, sRepeats)

- Address とは Custom Codeのこと
- Data とは Data Codeのこと

- Address
  00 通信状態の確認に使用する
  01以降 データ通信時に01からデータ一つ毎に一つ増やし同時に送信する
  
(1) (送信側)
  Address を 0、 Dataを '0x01'にセットし受信側へ送信する
  
   (受信側)
  上記を正常に受信した場合は
  Address を 0、 Dataを '0x02'にセットし送信側へ送信する
  
 (送信側)
  正常に返信されない場合は(1)へ返る
  返信待ち（ACK待ち）のタイムアウトは1000msecとする
  
(2) (送信側)
  Address を 01、 Dataを温度データのMSBをアスキーコードに変換した数値を受信側へ送信する

  (受信側)
  上記を正常に受信した場合は
  Address を 01、 Dataを温度データのMSBをアスキーコードに変換した数値を送信側へ送信する  
  
  (送信側)
  正常に返信されない場合は(2)へ返る 
  返信待ち（ACK待ち）のタイムアウトは1000msecとする  
  正常に返信された場合は、温度の次の数値を受信側に送る、同時にアドレスの数値はひとつづつ増やす

  ...  温湿度データを送り終わるまでこれを繰り返す
  
(3) (送信側)
  データがAddress を 0、 Dataを '0x03'にセットし受信側へ送信する   
  
  (受信側)
  上記を正常に受信した場合は
  Address を 0、 Dataを '0x04'にセットし送信側へ送信する  

  (送信側)
  正常に返信されない場合は(3)へ返る

正常に終了した場合は、5秒間待ち、(1)からの手順で次の温湿度データを送信する。

#include <Arduino.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_ADT7410.h>
#include <IRremote.hpp>

#define DEBUG

#ifdef DEBUG
  #define DEBUG_PRINT(x)       Serial.print(x)
  #define DEBUG_PRINTLN(x)     Serial.println(x)
  #define DEBUG_PRINT_HEX(x)   Serial.print(x, HEX)
  #define DEBUG_PRINTLN_HEX(x) Serial.println(x, HEX)
#else
  #define DEBUG_PRINT(x)
  #define DEBUG_PRINTLN(x)
  #define DEBUG_PRINT_HEX(x)
  #define DEBUG_PRINTLN_HEX(x)
#endif

enum VerifyResult {
  RESULT_SUCCESS = 0,
  RESULT_TIMEOUT,
  RESULT_MISMATCH
};

const int IR_RECEIVE_PIN = 2;
const int IR_SEND_PIN    = 3;

Adafruit_ADT7410 tempsensor = Adafruit_ADT7410();

VerifyResult sendAndVerify(uint16_t sendAddr, uint8_t sendData, uint16_t expectedAddr, uint8_t expectedData);
bool getTemperatureWithTimeout(float &temp);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial);

  Serial.println(F("=== 送信側 (Arduino #1) 起動 ==="));

  if (!tempsensor.begin(0x48)) {
    Serial.println(F("[ERROR] ADT7410センサが検出できません。配線を確認してください。"));
    while (1);
  }

  IrSender.begin(IR_SEND_PIN);
  IrReceiver.begin(IR_RECEIVE_PIN, DISABLE_LED_FEEDBACK);
}

void loop() {
  float tempVal = 0.0;

  Serial.println(F("\n----------------------------------------"));
  Serial.println(F("[ADT7410] 温度測定開始..."));

  if (!getTemperatureWithTimeout(tempVal)) {
    Serial.println(F("[ERROR] 温度データ取得タイムアウト (5秒)"));
    delay(1000);
    return;
  }

  char tempStr[6];
  dtostrf(tempVal, 4, 1, tempStr);
  if (tempStr[0] == ' ') tempStr[0] = '0';
  String sendString = String(tempStr);

  Serial.print(F("[測定成功] 温度: "));
  Serial.print(tempVal, 1);
  Serial.print(F(" ℃ (送信データ: \""));
  Serial.print(sendString);
  Serial.println(F("\")"));

  // (1) 通信状態確認
  DEBUG_PRINTLN(F("[Step 1] 通信確認要求 (Addr:0x00, Data:0x01)"));
  while (true) {
    VerifyResult res = sendAndVerify(0x00, 0x01, 0x00, 0x02);
    if (res == RESULT_SUCCESS) {
      DEBUG_PRINTLN(F("  [OK] 通信確認ACK受信"));
      break;
    } else if (res == RESULT_TIMEOUT) {
      DEBUG_PRINTLN(F("  [TIMEOUT] ACK未受信。再試行..."));
    } else if (res == RESULT_MISMATCH) {
      DEBUG_PRINTLN(F("  [MISMATCH] ACK不一致。再試行..."));
    }
    delay(200);
  }

  // (2) 温度文字列送信
  uint16_t currentAddr = 0x01;
  int strLen = sendString.length();

  for (int i = 0; i < strLen; i++) {
    uint8_t charToSend = sendString.charAt(i);
    delay(100);

    DEBUG_PRINT(F("[Step 2] データ送信 ["));
    DEBUG_PRINT(i + 1);
    DEBUG_PRINT(F("/"));
    DEBUG_PRINT(strLen);
    DEBUG_PRINT(F("]: Addr:0x"));
    if (currentAddr < 0x10) DEBUG_PRINT('0');
    DEBUG_PRINT_HEX(currentAddr);
    DEBUG_PRINT(F(", Data:'"));
    DEBUG_PRINT((char)charToSend);
    DEBUG_PRINTLN(F("'"));

    while (true) {
      VerifyResult res = sendAndVerify(currentAddr, charToSend, currentAddr, charToSend);
      if (res == RESULT_SUCCESS) {
        DEBUG_PRINTLN(F("  [OK] ACK受信"));
        break;
      } else if (res == RESULT_TIMEOUT) {
        DEBUG_PRINTLN(F("  [TIMEOUT] ACK未受信。再試行..."));
      } else if (res == RESULT_MISMATCH) {
        DEBUG_PRINTLN(F("  [MISMATCH] ACK不一致。再試行..."));
      }
      delay(200);
    }

    currentAddr++;
  }

  // (3) 送信完了通知
  delay(100);
  DEBUG_PRINTLN(F("[Step 3] 完了通知送信 (Addr:0x00, Data:0x03)"));
  while (true) {
    VerifyResult res = sendAndVerify(0x00, 0x03, 0x00, 0x04);
    if (res == RESULT_SUCCESS) {
      DEBUG_PRINTLN(F("  [OK] 完了応答ACK受信"));
      break;
    } else if (res == RESULT_TIMEOUT) {
      DEBUG_PRINTLN(F("  [TIMEOUT] ACK未受信。再試行..."));
    } else if (res == RESULT_MISMATCH) {
      DEBUG_PRINTLN(F("  [MISMATCH] ACK不一致。再試行..."));
    }
    delay(200);
  }

  Serial.println(F("[送信完了] 5秒間待機します。"));
  delay(5000);
}

bool getTemperatureWithTimeout(float &temp) {
  unsigned long start = millis();
  while (millis() - start < 5000) {
    float t = tempsensor.readTempC();
    if (!isnan(t) && t > -40.0 && t < 125.0) {
      temp = t;
      return true;
    }
    delay(100);
  }
  return false;
}

VerifyResult sendAndVerify(uint16_t sendAddr, uint8_t sendData, uint16_t expectedAddr, uint8_t expectedData) {
  // 1. 送信前にバッファを完全クリア
  IrReceiver.resume();

  // 2. パルス送信
  IrSender.sendNEC(sendAddr, sendData, 0);

  // 3. 送信パルス（約68ms）＋余韻が完全に消去されるのを待つ
  delay(90);

  // 4. 自局送信の回り込みデータをすべて読み捨ててパージする
  while (IrReceiver.decode()) {
    IrReceiver.resume();
    delay(5);
  }

  // 5. ACK受信用にバッファを最終リセット
  IrReceiver.resume();

  unsigned long startTime = millis();

  // 6. 相手からのACK待機 (1000ms)
  while (millis() - startTime < 1000) {
    if (IrReceiver.decode()) {
      if (IrReceiver.decodedIRData.protocol == NEC && 
          !(IrReceiver.decodedIRData.flags & IRDATA_FLAGS_IS_REPEAT)) {

        uint16_t recvAddr = IrReceiver.decodedIRData.address;
        uint8_t  recvData = IrReceiver.decodedIRData.command;

        // 自分が今送ったデータ（回り込みの遅延）なら無視して待機継続
        if (recvAddr == sendAddr && recvData == sendData && 
           !(sendAddr == expectedAddr && sendData == expectedData)) {
          IrReceiver.resume();
          continue;
        }

        // 期待するACKが来たら成功
        if (recvAddr == expectedAddr && recvData == expectedData) {
          IrReceiver.resume();
          return RESULT_SUCCESS;
        } else {
          DEBUG_PRINT(F("    [ミスマッチ] 期待: Addr:0x"));
          DEBUG_PRINT_HEX(expectedAddr);
          DEBUG_PRINT(F(" Data:0x"));
          DEBUG_PRINT_HEX(expectedData);
          DEBUG_PRINT(F(" / 受信: Addr:0x"));
          DEBUG_PRINT_HEX(recvAddr);
          DEBUG_PRINT(F(" Data:0x"));
          DEBUG_PRINTLN_HEX(recvData);

          IrReceiver.resume();
          return RESULT_MISMATCH;
        }
      }
      IrReceiver.resume();
    }
  }

  return RESULT_TIMEOUT;
}

#include <Arduino.h>
#include <IRremote.hpp>

#define DEBUG

#ifdef DEBUG
  #define DEBUG_PRINT(x)       Serial.print(x)
  #define DEBUG_PRINTLN(x)     Serial.println(x)
  #define DEBUG_PRINT_HEX(x)   Serial.print(x, HEX)
  #define DEBUG_PRINTLN_HEX(x) Serial.println(x, HEX)
#else
  #define DEBUG_PRINT(x)
  #define DEBUG_PRINTLN(x)
  #define DEBUG_PRINT_HEX(x)
  #define DEBUG_PRINTLN_HEX(x)
#endif

const int IR_RECEIVE_PIN = 2;
const int IR_SEND_PIN    = 3;

void sendResponse(uint16_t addr, uint8_t data);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial);

  Serial.println(F("=== 受信側 (Arduino #2) 起動 ==="));

  IrSender.begin(IR_SEND_PIN);
  IrReceiver.begin(IR_RECEIVE_PIN, DISABLE_LED_FEEDBACK);
}

void loop() {
  static String receivedString = "";
  static uint16_t expectedAddr = 0x01;
  static bool inDataSequence   = false;

  if (IrReceiver.decode()) {
    if (IrReceiver.decodedIRData.protocol == NEC && 
        !(IrReceiver.decodedIRData.flags & IRDATA_FLAGS_IS_REPEAT)) {

      uint16_t addr = IrReceiver.decodedIRData.address;
      uint8_t  data = IrReceiver.decodedIRData.command;

      // (1) 通信開始要求
      if (addr == 0x00 && data == 0x01) {
        DEBUG_PRINTLN(F("\n[Step 1] 通信開始要求を受信 (Addr:0x00, Data:0x01)"));
        
        receivedString = "";
        expectedAddr   = 0x01;
        inDataSequence = true;

        DEBUG_PRINTLN(F("  -> ACK応答送信 (Addr:0x00, Data:0x02)"));
        sendResponse(0x00, 0x02);
      }
      // (3) 通信完了通知
      else if (addr == 0x00 && data == 0x03) {
        DEBUG_PRINTLN(F("[Step 3] 通信完了通知を受信 (Addr:0x00, Data:0x03)"));
        DEBUG_PRINTLN(F("  -> ACK応答送信 (Addr:0x00, Data:0x04)"));
        sendResponse(0x00, 0x04);

        Serial.print(F("\n========================================\n"));
        Serial.print(F("[受信成功] 取得温度: "));
        Serial.print(receivedString);
        Serial.println(F(" ℃\n========================================\n"));

        inDataSequence = false;
      }
      // (2) データ1文字受信
      else if (inDataSequence && addr == expectedAddr) {
        char c = (char)data;
        receivedString += c;

        DEBUG_PRINT(F("[Step 2] データ受信 [Addr:0x"));
        if (addr < 0x10) DEBUG_PRINT('0');
        DEBUG_PRINT_HEX(addr);
        DEBUG_PRINT(F(", Data:'"));
        DEBUG_PRINT(c);
        DEBUG_PRINT(F("'] -> 現在の文字列: \""));
        DEBUG_PRINT(receivedString);
        DEBUG_PRINTLN(F("\""));

        DEBUG_PRINT(F("  -> エコーバック送信 (Addr:0x"));
        if (addr < 0x10) DEBUG_PRINT('0');
        DEBUG_PRINT_HEX(addr);
        DEBUG_PRINT(F(", Data:'"));
        DEBUG_PRINT(c);
        DEBUG_PRINTLN(F("')"));

        sendResponse(addr, data);
        expectedAddr++;
      }
      else {
        DEBUG_PRINT(F("[IGNORE] 予期しないデータ: Addr:0x"));
        DEBUG_PRINT_HEX(addr);
        DEBUG_PRINT(F(", Data:0x"));
        DEBUG_PRINTLN_HEX(data);
        IrReceiver.resume();
      }
    } else {
      IrReceiver.resume();
    }
  }
}

void sendResponse(uint16_t addr, uint8_t data) {
  // 送信側が「パルス送信＋自局パルス破棄」を終えるまで十分待つ
  delay(120);

  // ACK送信
  IrSender.sendNEC(addr, data, 0);

  // 送信パルス完了待ち
  delay(90);

  // 自局ACK送信パルスの回り込みを完全パージ
  while (IrReceiver.decode()) {
    IrReceiver.resume();
    delay(5);
  }
  IrReceiver.resume();
}