赤外線リモコンの受信回路｜受光モジュールの配線と信号の読み方

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赤外線リモコンの受信回路は、受光モジュールの3本足（OUT・GND・VS）をつなぎ、VS に 100Ω と 47µF を入れるだけです。配線は受光モジュールの回路の節、NEC フォーマットの 0 と 1 の読み方は見分け方の節、回路の値は早見表にあります。

テレビやエアコンのリモコンは、目に見えない赤外線で命令を送っています。受信回路を作ると、手元のリモコンでマイコンの LED やモーターを動かせるようになります。

この記事では、実在する受光モジュールのデータシートの数字を使って、回路・信号のしくみ・読み方・送る側の計算を、順番に説明します。

赤外線リモコンが届くまで：送る→光→受ける→読む

リモコンはボタンの番号を赤外線の点滅に変えて送り、受光モジュールがそれを H・L の信号に戻し、マイコンが H・L の長さを測って番号に戻します。

	やること	この記事の節
リモコン（送る側）	番号を「合図の間隔」に変え、38kHz で点滅させて送る	送る側の回路
赤外線（940nm）	目に見えない光が空中を進む	38kHz の変調
受光モジュール	38kHz の点滅だけを拾って H・L にする	3本足・回路
マイコン	L になる間隔を測って 0・1 に戻す	NEC フォーマット

受光モジュールは、光を電気に変える受光素子（フォトダイオード）・小さな電流を大きくする増幅・38kHz だけを通すフィルタ・H と L に整える回路が、3本足の1つの部品に入ったものです。

つまり、むずかしい所は受光モジュールの中に入っています。外の回路は、電源と出力をつなぐだけです。

38kHzの変調：光を点滅させて「合図」を送る

リモコンの赤外線は、1秒に 38000 回（周期 26.3µs）点滅しています。この点滅がひとかたまり続く部分を合図（バースト）と呼び、NEC フォーマットでは 1つの合図が 22 回の点滅で約0.58ms です。

なぜ点滅させるのでしょうか。部屋の照明や日光にも赤外線がふくまれていて、ただ光らせるだけでは、リモコンの光とまぎれてしまいます。決まった速さ（38kHz）で点滅させ、受ける側がその速さの変化だけを拾えば、まわりの光と区別できます。

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つまり、38kHz は「光の点滅の速さ」。情報そのものは、合図と休みの並びに乗っています。

受光モジュールの中：38kHzだけを拾ってH・Lにする

受光モジュールは、38kHz の点滅を受けているあいだ OUT を L（約0V）、受けていないあいだ H（約5V）にします。受けると L になる「逆」の出力です。

中の回路	やること
受光素子（フォトダイオード）	赤外線を小さな電流に変える
増幅	小さな電流を大きくする
38kHz のフィルタ	38kHz 以外の変化（照明・日光）を捨てる
検波・整形	点滅の有無を H・L のきれいな形にする

TSOP382 のデータシートのブロック図では、OUT は中で約30kΩ の抵抗で電源に引き上げられています（プルアップ）。だから、外にプルアップを足さなくても、マイコンの入力ピンに直接つなげます。

受けていないとき OUT が H なので、マイコンからは「ふだん H、合図のときだけ L」に見えます。入力ピンが浮かない（電圧が決まっている）ことが大事です。

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つまり、受光モジュールは「38kHz を受けたら L」の部品。出力が逆なことだけ覚えておきます。

受光モジュールの3本足：OUT・GND・VS

TSOP38238（Vishay）も OSRB38C9AA（OptoSupply）も、レンズを手前にして左から 1 OUT・2 GND・3 VS（VCC）です。ただし、品種によって並びが違うことがあるので、必ずデータシートで確かめます。

	TSOP38238	OSRB38C9AA
1番 / 2番 / 3番	OUT / GND / VS	OUTPUT / GROUND / VCC
電源の電圧	2.0〜5.5V	2.7〜5.5V
流れる電流	0.25〜0.45mA（3.3V）	0.9mA（typ）・1.5mA（max）
受ける周波数	38kHz	37.9kHz（中心）
出力	L で受信（Active low）	L で受信（Active Low）

OSRB38C9AA は秋月電子などで手に入りやすい品種で、TSOP38238 は海外の通販でよく見かける品種です。どちらも 5V のマイコンでも 3.3V のマイコンでも使えます（OSRB38C9AA は 2.7V 以上）。

つまり、例の2品は「左から OUT・GND・VS」。違う品種は、差す前にデータシートを見ます。

受光モジュールの回路：電源に100Ωと47µFを入れる

VS を 100Ω を通して 5V につなぎ、VS と GND の間に 47µF（電解コンデンサ）を入れます。OUT はマイコンの D2 へ直接、GND は GND へつなぎます。

OSRB38C9AA のデータシートは「電源が汚い（雑音がある）ときは、100Ω（47〜100Ω）と約47µF（47〜100µF）の電解コンデンサを入れる」と書いています。TSOP382 も、電源に強いリプルやスパイクがあるときに抵抗 R1 とコンデンサ C1 を入れるよう勧めています（値は書かれていません）。

受光モジュールの中の増幅は、わずかな光の変化を大きくしているので、電源の雑音にも弱いです。雑音が OUT に出ると、押していないのに L が出る誤動作になります。

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つまり、受信回路の部品は「受光モジュール＋100Ω＋47µF」の3つです。

100Ωと47µFの計算：雑音は約1/1100、電圧の下がりは0.15V以下

100Ω と 47µF の時定数は 4.7ms で、約34Hz より速い雑音を減らします。38kHz の雑音は約1/1100 に、1kHz でも約1/30 になります。100Ω での電圧の下がりは最大 0.15V です。

抵抗を大きくすると雑音はもっと減りますが、電圧の下がりも大きくなります。データシートの 47〜100Ω の範囲なら、どちらも心配いりません。電源を入れてからコンデンサが満ちるまでは、時定数の5倍で約23ms です。

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つまり、100Ω と 47µF は「雑音をしっかり減らし、電圧はほとんど下げない」組み合わせです。

出力は「Lが受信」：OUTの波形と時間のずれ

合図（38kHz の点滅）が届くと、少し遅れて OUT が L になり、合図が終わると H にもどります。TSOP382 では、L の長さは合図の長さより ±132µs ずれ、184〜342µs 遅れて出ます。

データシートの決まり（TSOP382）	式	38kHz・合図 579µs のとき
L の長さ	合図の長さ ± 5 ÷ 38kHz	約447〜710µs
遅れ	7 ÷ 38kHz 〜 13 ÷ 38kHz	約184〜342µs

OSRB38C9AA のデータシートでも、600µs の合図に対して出力は 400〜800µs と書かれています。受光モジュールの出力の「長さ」は、ぴったりにはなりません。

これが、次の節で「L の長さ」ではなく「L になる時刻の間隔」で読む理由です。

つまり、OUT は合図の形をなぞりますが、長さには幅があります。読む側はそれを見込んで作ります。

NECフォーマットの形：リーダー＋32ビット

NEC フォーマットは、9ms の合図と 4.5ms の休み（リーダー）のあとに、アドレス 8bit とその反転、データ 8bit とその反転の 32bit が続きます。全部で 67.5ms で、押し続けると 108ms ごとに短い合図をくり返します。

部分	中身	長さ
リーダー	9ms の合図 ＋ 4.5ms の休み	13.5ms
アドレス＋反転	機器の番号 8bit と、その 0・1 を入れかえた 8bit	27ms
データ＋反転	ボタンの番号 8bit と、その反転 8bit	27ms
押し続け	リーダーと短い合図だけをくり返す	108ms ごと

反転を送るのは、受けた側で「元」と「反転」をくらべ、まちがいを見つけるためです。反転があるので、32bit の中に 0 と 1 は必ず16個ずつ入り、どのボタンでも長さが同じになります（0 が 1.125ms、1 が 2.25ms なので 16×1.125＋16×2.25＝54ms）。

NEC 以外にも、家電製品協会（AEHA）方式やソニー方式など、合図の長さや並びが違う方式があります。手元のリモコンの方式は、ロジアナで波形を見るとわかります。

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つまり、NEC は「リーダー → 32bit」。反転のおかげで長さが一定で、まちがいも見つけられます。

0と1の見分け方：合図と合図の「間隔」で決まる

NEC では、合図の長さはどれも約0.58ms で、次の合図までの間隔が 1.125ms なら 0、2.25ms なら 1 です。読むときは、OUT が L になった時刻の差を測り、1.69ms より短ければ 0、長ければ 1 とします。

L の長さだけで読むと、前の節の ±132µs のずれをまともに受けます。立ち下がりから次の立ち下がりまでの間隔なら、遅れがどちらにも同じように入るので打ち消し合い、ずれに強くなります。

つまり、0 と 1 は「L→L の間隔」で読みます。しきい値は 1.69ms です。

オシロ・ロジアナで見たOUTの波形（イメージ）

OUT をロジアナやオシロスコープで見ると、まず約9ms の長い L（リーダー）、4.5ms の H のあとに、短い L が 33個並びます。短い L のあとの H が短ければ 0、長ければ 1 です。

図は、アドレス 0x00・データ 0x45 を、下位のビットから送ったとして計算で描いたイメージです（本物の波形の写真ではありません）。アドレス 0x00 は 0 が8つなので短い間隔が8回、その反転は 1 が8つなので長い間隔が8回並びます。

最後のビットの終わりを知らせるために、32bit のあとにもう1つ合図が来ます。そのため短い L は 33個です。

オシロスコープで見るときは、トリガを「立ち下がり」にすると、リーダーの始まりで画面が止まり、見やすくなります。

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つまり、波形は「長い L → H → 短い L が33個」。間隔の長短が 0 と 1 です。

マイコンで読む：Lになる時刻の差を測る

OUT をマイコンの割り込みのある入力ピン（例：D2）につなぎ、立ち下がりのたびに時刻の差を測って、リーダー・0・1 を分けます。実際には、IRremote などのライブラリがこの判定をしてくれます。

L→L の間隔	意味	判定
13.5ms 前後	リーダー（始まり）	数え始める
約1.1ms	0	1.69ms より短い
約2.3ms	1	1.69ms より長い
9ms の L のあと短い H	押し続けの合図	前と同じボタン
それ以外	雑音・別の方式	捨てて待ち直す

考え方を Arduino 風に書くと、次のようになります（立ち下がりの割り込みの中で動かす例。押し続けの合図や、ふつうでない間隔を捨てる処理は省いています）。

// OUT が L になった時刻の差で 0 と 1 を分ける（考え方の例）
unsigned long now = micros();
unsigned long dt = now - last;   // 前に L になった時刻との差
last = now;
if (dt > 12000 && dt < 15000) { n = 0; }          // 約13.5ms：リーダー
else if (dt < 1690) { /* 0 */ n++; }
else if (dt < 2800) { code |= (1UL << n); n++; }  // 1（下位のビットから）

自分で書くのは勉強になりますが、実際に使うならライブラリのほうが確実です。ライブラリを使うときも、この節の「L→L の間隔」の考え方を知っておくと、うまく受からないときに原因を探せます。

つまり、受信のプログラムは「立ち下がりの時刻の差」を3つに分けるだけ。中身はこれだけです。

送る側の回路：赤外線LEDをトランジスタで流す

送る側は、赤外線 LED（例：TSAL6200）を 38kHz で点滅させます。マイコンのピンで直接なら 200Ω で約18mA、トランジスタ 2N3904 を使えば 36Ω で約93mA 流せて、遠くまで届きます。

光の強さは電流にほぼ比例し、距離の2乗で弱まります。電流を約5倍にすると、届く距離は約2.3倍が目安です（向き・レンズ・受光モジュールの感度で変わります）。

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つまり、近くならピンで直接、遠くまで届かせるならトランジスタで電流を増やします。

送る側の計算：36Ωとベース抵抗430Ω

LED の抵抗は (5−1.35−0.3)÷100mA＝33.5Ω → 36Ω（約93mA）、ベース抵抗は 93mA÷30×3＝9.3mA から (5−0.7)÷9.3mA＝462Ω → 430Ω です。点滅なので、抵抗の平均の電力は約27mW と小さくなります。

抵抗は 1/4W で足ります。ただし、LED を点けっぱなしにして試すと 0.31W かかるので、そういう試し方をするなら 1/2W にします。TSAL6200 の連続の最大は 100mA なので、点けっぱなしでも 93mA なら範囲内です。

ベース抵抗の考え方（hFE の最小値・余裕3倍・丸める向き）は、連載のベース抵抗の記事と同じです。

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つまり、LED の抵抗は電流が増えない側、ベース抵抗は電流が減らない側に丸めます。

早見表：赤外線リモコンの受信・送信回路（5V）

答えだけ欲しい人向けの表です。受信は3本足と2つの部品、送信は LED とトランジスタです。

項目	値・つなぎ方	メモ
受光モジュール	1 OUT・2 GND・3 VS（例の2品）	OUT は D2 へ直接
電源のフィルタ	100Ω ＋ 47µF（電解）	38kHz の雑音 約1/1100・下がり 0.15V 以下
NEC の 0 と 1	L→L が 1.125ms／2.25ms	しきい値 1.69ms
リーダー	9ms の L ＋ 4.5ms の H	始まりの目印
赤外線 LED（ピンで直接）	200Ω	約18mA
赤外線 LED（2N3904）	36Ω・ベース 430Ω	約93mA

つまり、表の値で組めば、まず動きます。品種が違うときは、足の並びと電源の範囲だけ確かめ直します。

ブレッドボードの配線：受光モジュールをD2へ

レンズを手前にして、OUT・GND・VS を 6・7・8 列に差します。8列（VS）から 100Ω で 11列へ渡し、11列から 5V へ。47µF は＋を 8列、−を 7列へ。6列（OUT）からマイコンの D2 へつなぎます。

モーターなど電気の雑音を出す部品といっしょに使うときは、受光モジュールの電源と GND の線をなるべく短くし、47µF を足のそばに置きます。

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つまり、VS の列に「100Ω」と「47µF の＋」、GND の列に「47µF の−」と GND、OUT の列から D2 です。

よくある失敗4つ：赤外線リモコンの受信回路

足の並びを思いこむ・周波数が合っていない・電源の雑音・日光や照明の真下に置く、の4つがよくある失敗です。

1. 足の並びを思いこむ

品種によって OUT・GND・VS の順が違います。ほかの品種の配線図をそのまま使うと、電源を逆に入れて壊すことがあります。データシートの図で確かめます。

2. 周波数が合っていない

受光モジュールには 36kHz・38kHz・40kHz などの品種があります。リモコンの周波数とずれると、届く距離が短くなります。NEC 方式なら 38kHz の品種を選びます。

3. 電源の雑音で誤動作

モーターや DC-DC コンバータの雑音が電源に乗ると、押していないのに L が出ることがあります。100Ω と 47µF を足のそばに入れます。

4. 日光・照明の真下に置く

強い光が当たると、受光モジュールの感度が下がり、届く距離が短くなります。直射日光を避け、筒やフードで横からの光をさえぎります。

つまり、足・周波数・電源・置き場所の4つを見直せば、たいていの「受からない」は直ります。

確かめ方：テスターで電源とOUT、ロジアナで形

最低限、①VS と GND の間が約4.9V あるか、②押していないとき OUT が約5V で、ボタンを押すと少し下がるか、をテスターで確かめます。

最低限ここだけ

余裕があれば

ロジックアナライザやオシロスコープがあれば、OUT の L の長さと間隔を見ます。9ms の L・4.5ms の H のあとに短い L が33個並べば NEC フォーマットです。

つまり、テスターで「電源」と「OUT が動くか」、ロジアナで「形」。この順に見れば、どこが悪いかを切り分けられます。

よくある質問（FAQ）