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.
Jeladó
A leggyakrabban ez egy galliumarzenid-LED, ami az infravörös tartományban ad ki fényt. Ezt egy oszszillátoros elektronika kapcsolgatja az elvárt modulációnak megfelelően.
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.
Az Arduino-knál gyakran alkalmazott IR vevő-sorozat a 38KHz-es IR1838.
Változatok
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.
RC-5 IR protokoll
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
Az RC-5 telegram felépítése
| bitpozíció | mező neve | funkciója |
|---|---|---|
| 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 előre definiált címek
| cím | készülék |
|---|---|
| $00 - 0 | TV1 |
| $01 - 1 | TV2 |
| $02 - 2 | Teletext |
| $03 - 3 | Video |
| $04 - 4 | LV1 |
| $05 - 5 | VCR1 |
| $06 - 6 | VCR2 |
| $07 - 7 | Experimental |
| $08 - 8 | Sat1 |
| $09 - 9 | Camera |
| $0A - 10 | Sat2 |
| $0B - 11 | |
| $0C - 12 | CDV |
| $0D - 13 | Camcorder |
| $0E - 14 | |
| $0F - 15 | |
| $10 - 16 | Pre-amp |
| $11 - 17 | Tuner |
| $12 - 18 | Recorder1 |
| $13 - 19 | Pre-amp2 |
| $14 - 20 | CD player |
| $15 - 21 | Phone |
| $16 - 22 | SatA |
| $17 - 23 | Recorder2 |
| $18 - 24 | |
| $19 - 25 | |
| $1A - 26 | CDR |
| $1B - 27 | |
| $1C - 28 | |
| $1D - 29 | Lighting |
| $1E - 30 | Lighting |
| $1F - 31 |
RC-5 előre definiált parancsok
| parancs | tv funkció | videó funkció |
|---|---|---|
| $00 - 0 | 0 | 0 |
| $01 - 1 | 1 | 1 |
| $02 - 2 | 2 | 2 |
| $03 - 3 | 3 | 3 |
| $04 - 4 | 4 | 4 |
| $05 - 5 | 5 | 5 |
| $06 - 6 | 6 | 6 |
| $07 - 7 | 7 | 7 |
| $08 - 8 | 8 | 8 |
| $09 - 9 | 9 | 9 |
| $0A - 10 | -/– | -/– |
| $0B - 11 | Standby | Standby |
| $0C - 12 | Mute | Mute |
| $0D - 13 | Volume + | |
| $0E - 14 | Volume - | |
| $0F - 15 | Brightness + | |
| $10 - 16 | Brightness - | |
| $11 - 17 | Program + | Program + |
| $12 - 18 | Program - | Program - |
| $32 - 50 | Fast rewind | |
| $34 - 52 | Fast forward | |
| $35 - 53 | Play | |
| $36 - 54 | Stop | |
| $37 - 55 | Recording |
NEC IR protokoll
- 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
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
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.
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:
