Consumidor RI - Consumer IR
IR do consumidor , infravermelho do consumidor ou CIR é uma classe de dispositivos que emprega a porção infravermelha do espectro eletromagnético para comunicações sem fio . As portas CIR são comumente encontradas em dispositivos eletrônicos de consumo , como controles remotos de televisão , PDAs , laptops e computadores .
A funcionalidade do CIR é tão ampla quanto os eletrônicos de consumo que o transportam. Por exemplo, um controle remoto de televisão pode transmitir um comando de "canal para cima" para a televisão, enquanto um computador pode navegar na Internet apenas via CIR. O tipo, velocidade, largura de banda e potência das informações transmitidas dependem do protocolo CIR específico empregado.
CIR é o tipo mais comum de comunicação óptica em espaço livre .
Descrição do protocolo
Uma vez que os protocolos IR do consumidor em sua maioria não são padronizados, os computadores e os remotos universais geralmente memorizam um fluxo de bits, possivelmente com compactação e possivelmente sem determinar a taxa de bits real, e o reproduzem. As semelhanças entre os controles remotos costumam ser em grande parte o resultado acidental da seleção finita de chips codificadores / decodificadores infravermelhos (embora agora microcontroladores também sejam usados) e módulos receptores de infravermelho ou imitação dos chips mais antigos, em vez do design. Os fabricantes de eletrodomésticos geralmente reutilizam o mesmo protocolo em muitos dispositivos semelhantes, embora para cada fabricante e tipo de dispositivo geralmente haja vários protocolos em uso. As listagens de código informam sobre qualquer controle remoto universal.
CIR e implementação de protocolo
Com a disponibilidade imediata de chips microcontroladores baratos, muitos controles remotos podem ser baseados em tais chips hoje em vez de chips codificadores de controle remoto dedicados. Isso torna mais fácil manter os mesmos códigos ao mover os botões do controle remoto.
Além disso, a funcionalidade do decodificador será frequentemente integrada em um microcontrolador mais complicado que controla o dispositivo AV, eliminando a necessidade de um chip separado. Na ausência de um padrão viável, os microcontroladores podem ser usados para emular os protocolos ambíguos usados pelos antigos chips codificadores / decodificadores dedicados e parece que esse é frequentemente o caso. Existem até mesmo microcontroladores programáveis por máscara de 4 bits projetados apenas para uso em controle remoto (como o μPD612xA da NEC (descontinuado), μPD613x, μPD1724x, μPD6x; e μPD17932x família de 8 bits). Eles oferecem ativação de teclado, modos de espera de baixa energia e código de controlador de amostra, embora recursos semelhantes estejam presentes em microcontroladores PIC mais gerais ou AVRs Atmel .
Influências CIR em outros dispositivos
Alguns teclados e mouses sem fio de infravermelho usam protocolos semelhantes aos dispositivos de infravermelho do consumidor. Alguns controles remotos de PC usados para controlar reprodutores de mídia de computador, controlar software de apresentação ou outros aplicativos também usam protocolos de estilo IR de consumidor. Alguns controles remotos de computador, teclados e mouses também podem usar o protocolo IrDA, embora o IrDA tenha sido projetado para uso em um alcance muito curto.
Padrões
A Sony fabricou vários dispositivos de consumo de diferentes tipos que compartilham um protocolo proprietário comum , chamado S-link. Uma tomada em cada dispositivo permitia que os sinais do controle remoto fossem interconectados entre os dispositivos. O protocolo incluía o recurso útil, mas incomum, de oferecer suporte a mais de um dispositivo do mesmo tipo (como vários trocadores de CD). Alguns componentes AV podem gerar códigos de status informativos que podem ser usados para fazer coisas como parar automaticamente o toca-fitas quando o CD que você estava gravando parar de tocar. O software executado em um PC com uma interface adequada também pode controlar os componentes AV e monitorar sua atividade; por exemplo, seu computador poderia dizer que disco e faixa estavam tocando em seu trocador de CD e pesquisar os títulos em um dos bancos de dados de CD da Internet. A Sony cobra US $ 5.000 pelo acesso à documentação do S-Link. A Sony usa o protocolo SIRC para controles remotos. O SIRC é desenvolvido em três versões diferentes: 12 bits, 15 bits e 20 bits. Após o recebimento de 12 bits, o receptor espera para ver se há mais bordas descendentes para saber se o protocolo SIRC é codificado em 15 ou 20 bits.
Os códigos RECS-80 e RC-5 desenvolvidos pela Philips foram casualmente chamados de padrões internacionais. No entanto, o protocolo RECS-80 estava sujeito a interferências e foi rapidamente substituído pelo protocolo RC-5. Embora pareça que eles eram protocolos proprietários desenvolvidos pela Philips , eles também foram adotados por vários outros fabricantes, especificamente os europeus e americanos. Isso permitiu a interoperabilidade entre os aparelhos remotos e equipamentos de várias marcas. O código RC-5 era, e ainda é, usado por muitos fabricantes de equipamentos de áudio / vídeo especializados nos Estados Unidos e na Europa. Infelizmente, a documentação dos comandos padrão não foi amplamente distribuída. Portanto, existem algumas marcas de equipamentos que utilizam comandos fora do padrão, causando interferência em outros equipamentos que também utilizam o protocolo RC-5.
O conjunto de comandos RC-5 foi definido no final dos anos 1980 e expandido para aumentar o número de comandos no início dos anos 1990 (às vezes chamado de RC-5x). No entanto, os requisitos em rápida expansão para novas categorias de produtos eletrônicos desde aquela época (por exemplo, leitores de DVD, caixas de cabo, DVRs, etc.) levaram a Philips a substituir o protocolo RC-5 pelo protocolo RC-6 mais recente que tem um conjunto expandido de dispositivos (256 versus 32) e comandos por dispositivo (256 versus 64 no RC-5 e 128 no RC-5x). Novamente, as informações sobre o protocolo RC-6 não estão prontamente disponíveis na Philips.
Em contraste, os principais fabricantes japoneses de eletrônicos de consumo quase que universalmente adotaram um protocolo que foi desenvolvido e administrado pela NEC (agora Renesas ). No protocolo NEC, cada fabricante recebe um código único que está contido no comando transmitido, evitando a possibilidade de disparos falsos por outros aparelhos remotos.
RECS-80 usa modulação por posição de pulso e RC-5 usa bifásico . Os primeiros chips de uso dedicado foram oferecidos pela Philips Semiconductors para permitir o uso fácil dos protocolos RECS-80 e RC-5. Os chips codificadores SAA3004, SAA3007 e SAA3008 usaram RECS-80, e os chips codificadores SAA3006 e SAA3010 usaram RC-5. O chip decodificador SAA3049A decodificou qualquer um dos tipos. (Observe que a divisão Philips Semiconductors agora é NXP Semiconductors ). Todos esses chips foram descontinuados. No entanto, esses protocolos de transmissão são facilmente criados e / ou decodificados com microcontroladores de 8 bits de uso geral, como os oferecidos pela Microchip Technology e Atmel .
A transmissão dos comandos IR requer apenas um microcontrolador e um LED infravermelho , disponível em uma ampla variedade de fontes. A recepção dos comandos modulados para os protocolos RC-5, RC-6 e NEC é facilmente realizada com receptores IR especializados, mais facilmente disponíveis na Sharp Corporation e Vishay Intertechnology . Esses receptores incluem um foto-diodo, um circuito de controle automático de ganho (AGC) e um demodulador. O sinal demodulado é então decodificado com um microcontrolador.
CEA-931-B define um método para encapsular códigos de controle remoto sobre IP e CEA-931-A define um método para encapsular códigos de controle remoto sobre IEEE-1394 [1] . Esses documentos não são gratuitos, embora os padrões livres sejam a norma para protocolos da Internet e tenham contribuído significativamente para sua ampla adoção.
Limitações de protocolo
A falta de padronização cria muitos problemas para os consumidores: a necessidade de comprar controles remotos universais porque o original não pode controlar funções relacionadas em dispositivos interconectados e atualizá-los ao comprar um novo dispositivo, controles remotos universais que não controlam adequadamente os dispositivos, incapacidade de controlar mais do que uma unidade do mesmo tipo, a incapacidade na maioria das configurações de consumidor de interromper a gravação da fita quando o CD termina, a incapacidade dos videocassetes de controlar os canais a cabo e a posse de mais de 5 controles remotos diferentes.
Informação técnica
- Comprimento de onda infravermelho: cerca de 870 nm e 930–950 nm. O último é o preferido porque a água na atmosfera bloqueia a luz do sol neste comprimento de onda, tornando os dispositivos menos suscetíveis à cegueira.
- Freqüência da portadora : Normalmente, a frequência da portadora fixa, geralmente entre 33 e 40 kHz ou 50 a 60 kHz. O protocolo mais comumente usado é o protocolo NEC, que especifica uma frequência portadora de 38 kHz. O protocolo NEC é usado pela grande maioria dos eletrônicos de consumo fabricados no Japão. Os protocolos Philips RC-5 e RC-6 especificam uma frequência portadora de 36 kHz. No entanto, os primeiros chips de codificação RC-5 dividiam a frequência mestre do microcontrolador de 4 bits por 12. Isso exigia um ressonador de cerâmica de 432 kHz para atingir uma portadora de 36 kHz, que não estava amplamente disponível. Muitas empresas, portanto, usaram um ressonador de cerâmica de 455 kHz, o que é comum devido a essa frequência ser usada nos estágios de frequência intermediária de rádios de transmissão AM , resultando em uma frequência portadora de 37,92 kHz (essencialmente 38 kHz). Até a documentação dos chips controladores da Philips recomendava um ressonador de cerâmica de 429 kHz mais fácil de obter, gerando uma frequência portadora de 35,75 kHz. Os transmissores de IV modernos geralmente usam microcontroladores de 8 bits com uma frequência de clock mestre de 4 MHz, permitindo uma seleção quase arbitrária da frequência da portadora.
- Esquemas de modulação: tipicamente 100% de chaveamento de amplitude (ASK). Também pode envolver modulação de posição de pulso , codificação bifásica / manchester , etc. dos pulsos transmitidos (em oposição à própria portadora). A maioria dos controles remotos usa o comprimento do espaço entre os pulsos para codificar os dados.
- Taxa de dados: geralmente significativamente inferior à frequência da portadora. A maioria dos protocolos parece variar entre 120 bits / segundo e 4 bits / segundo. A taxa de dados pode ser variável, pois alguns esquemas de codificação de bits comuns variam o tempo entre os pulsos para distinguir entre 1 e 0.
- Codificação: varia de acordo com os chips codificadores / decodificadores usados. Geralmente inclui alguma redundância para detecção ou correção de erros. Por exemplo, alguns chips NEC enviam o mesmo código quatro vezes (invertido na segunda e na quarta vez).
- Chave para mapeamento de código: varia de controle remoto para controle remoto. Em muitos casos, os códigos enviados podem ter mais a ver com as posições de linha e coluna no controle remoto do que com qualquer plano unificado.