távirányítók

Infravörös (IR) átvitel

Az infravörös átvitel (IR) az egyik leggyakoribb vezeték nélküli átvitel. A leggyakrabban talán a tévék és egyéb háztartási gépek távirányítójában alkalmazzák ezt, mármint a jelforrást. A fogadó ezekben az esetekben a tévé-készülék, vagy bármi ilyesmi, amire a távirányítónk hatással lehet, és megspórolja nekünk annak nehézségeit, hogy felemeljük a fenekünket a kanapéról.

A fénynek az emberi szem számára már éppen hogy nem észlelhető tartományában zajlik. Mivel szinte minden fénynek van IR komponense is, ezért az átvitelt ezektől el kell különíteni. Erre a célra került az IR-be a 38kHz-es moduláció. Nagyon kevés olyan természetes forrás áll rendelkezésre, amelyek szabályszerűen 38 kHz-es jelet adnak, így az infravörös adó, amely ezen a frekvencián adatokat küld, kiemelkedik a környezeti IR források közül.

Infravörös (IR) átvitel

A leggyakrabban ez egy galliumarzenid-LED, ami az infravörös tartományban ad ki fényt. Ezt egy oszszillátoros elektronika kapcsolgatja az elvárt modulációnak megfelelően.

IR jelvevő

Szinte minden esetben egy fotódióda fogadja az infrajeleket, majd egy szelektíven működő 36 / 38 kHz szabályozott erősítő (AGC) és egy demodulátor alakítja át az érkező jeleket a fogadóegység számára. A fotódióda is általában egy fényáteresztő szűrőként funkcionáló műanyag tokozásban található. A legnépszerűbb ilyen integrált IR fogadó család a TSOP17.., TSOP382.., TSOP384.. sorozatok, ahol a második két azonosító a fogadott frekvenciájára utal, kHz-ben: 30, 33, 36, 36,7, 38, 40 és 56.

IR jelvevő séma

Az Arduino-knál gyakran alkalmazott IR vevő-sorozat a 38KHz-es IR1838.

Persze túl egyszerű lenne ez az egész, ha itt lezáródott volna ez a történet, a 38 kHz-et mindenki elismerte volna kvázi-standard-ként, és klasszul passzolna az összes gyártó minden terméke a többihez. De hát, soha nem ez volt a cél, így például kialakult az un. RC-5 standard, ami a Philips-ig vezethető vissza, ahol a hordozófrekvencia 36 kHz-re változott.

Az RC-5-öt a Philips fejlesztette ki 1980-ban. Az IR a hordozófrekvenciáját 36 kHz-ben határozták meg, így egy jel hossza a 38 kHz-es 560 µs-ról 889 µs-ra változott:

  • Moduláció típusa: Manchester kód
  • Hordozófrekvencia: 36 KHz
  • Egy telegram teljes hossza: 14 bit, RC5 kibővített protkoll esetén 15 bit.
  • Start bit: 1
  • Mezőbitek: 1
  • Cím bitek: 5
  • Parancs bitek: 6 vagy 7 (ha az RC5 bővített változatát alkalmazzuk)
  • Bit periódus: 1,778 ms
  • Teljes telegramm időtartama: 24,892 ms
  • Jel ismétlési intervallum: 100 ms

38kHz-es IR moduláció

Az RC-5 telegram felépítése

Az RC-5 telegram felépítése

bitpozíciómező nevefunkciója
1.startbit (1)A startbitnek mindig "1"-nek kell lennie.
2.mező-bit (1)Ennek a bitpozíciónak akkor változott meg a funkciója, amikor a Philips ráeszmélt, hogy a 64 parancs (6 bites parancshossz = 64) nem elég, ezért bevezette az RC-5 kiterjesztett protokollt. Ahhoz, hogy fenntartsák a kompatibilitást az eredeti RC-5-tel, úgy döntöttek, hogy ezzel a mezővel lehet választani a két típus között. Ha a bit "1", marad az eredeti 6-bites RC-5, ha "0", akkor a (7 bites) RC-5 kiterjesztett protokoll kerül átvitelre.
3.toggle-bit (1)Mindaddig, amíg egy adatsor kerül sokszor és ismételten átvitelre, a bit értéke "1" marad. Új adatsor esetén "0"-ra vált.
4.cím-bitek (5)Ez az 5 bites halmaz a készülék azonosítási címét jelenti.
9.parancs bitek (6 vagy 7)Az utolsó 6 bit a végrehajtandó parancsot tartalmazza. A kiterjesztett RC-5 protokoll esetén ez 7 bit hosszú.

A lenti példán egy RC-5 telegram felépítése látható:

RC-5 telegram felépítése

RC-5 előre definiált címek

címkészülék
$00 - 0TV1
$01 - 1TV2
$02 - 2Teletext
$03 - 3Video
$04 - 4LV1
$05 - 5VCR1
$06 - 6VCR2
$07 - 7Experimental
$08 - 8Sat1
$09 - 9Camera
$0A - 10Sat2
$0B - 11 
$0C - 12CDV
$0D - 13Camcorder
$0E - 14 
$0F - 15 
$10 - 16Pre-amp
$11 - 17Tuner
$12 - 18Recorder1
$13 - 19Pre-amp2
$14 - 20CD player
$15 - 21Phone
$16 - 22SatA
$17 - 23Recorder2
$18 - 24 
$19 - 25 
$1A - 26CDR
$1B - 27 
$1C - 28 
$1D - 29Lighting
$1E - 30Lighting
$1F - 31 

RC-5 előre definiált parancsok

parancstv funkcióvideó funkció
$00 - 000
$01 - 111
$02 - 222
$03 - 333
$04 - 444
$05 - 555
$06 - 666
$07 - 777
$08 - 888
$09 - 999
$0A - 10-/–-/–
$0B - 11StandbyStandby
$0C - 12MuteMute
$0D - 13Volume + 
$0E - 14Volume - 
$0F - 15Brightness + 
$10 - 16Brightness - 
$11 - 17Program +Program +
$12 - 18Program -Program -
$32 - 50 Fast rewind
$34 - 52 Fast forward
$35 - 53 Play
$36 - 54 Stop
$37 - 55 Recording
  • 8 bites cím és 8 bites parancshossz
  • Kiterjesztett mód áll rendelkezésre, megduplázva a cím méretét
  • A cím és a parancs kétszer kerül továbbításra a megbízhatóság érdekében
  • Impulzus távolság moduláció
  • Hordozófrekvencia: 38 kHz
  • Bit idő 1,125 ms vagy 2,25 ms

NEC IR moduláció

NEC IR moduláció

A NEC protokoll a bitek impulzus távolság kódolását használja. Minden impulzus egy 560 μs hosszú 38 kHz-es jelsor (kb. 21 ciklus). Egy logikai "1" 2,25 ms-os időszelet első részét tölti ki, míg a logikai "0" ennek csak a fele, azaz 1,125 ms.

NEC IR telegram

NEC IR telegram

A NEC telegram minden esetben egy 9 ms-os bevezető résszel indul, melyet egy 4,5 ms-os rés követ. Ezután a telegram címrésze kerül átvitelre, LSB-vel kezdve. A fenti példában a cím 59 és a parancs 16. Mind a cím, mind az adat átvitele után ezek negáltan megismétlődnek, redundanciát; ellenőrzési lehetőséget biztosítva ezzel.

NEC IR telegram szekvencia

A parancs csak egyszer továbbítható, még akkor is, ha a távvezérlő gombja lenyomva marad. Ezt követően a jeladó minden 110 ms-nál egy ismétlődő kódot továbbít. Ez az ismétlődő kód egy 9 ms-os impulzus, melyet egy 2,25 ms-os rés és egy 560 μs-os felfutás követ.

Kiterjesztett NEC protokoll

A NEC protokollt olyan széles körben használják, hogy gyakorlatilag minden lehetséges címet elhasználtak. A cím redundancia beáldozásával a címtartomány 256 lehetséges értékről körülbelül 65 000 különböző értékre bővült, azáltal, hogy a címtartomány 8 bitről 16 bitre változott. A parancs-redundancián nem változtattak:

Kiterjesztett NEC protokoll