Потребительские IR

Consumer IR , потребительский инфракрасный порт или CIR — это класс устройств, использующих инфракрасную часть электромагнитного спектра для беспроводной связи . ^{[ нужна ссылка ]} Порты CIR обычно встречаются в устройствах бытовой электроники , таких как пульты дистанционного управления телевизорами , КПК , ноутбуки , компьютеры и контроллеры видеоигр.

Функциональность CIR столь же широка, как и бытовая электроника, на которой она реализована. Например, пульт дистанционного управления телевизором может передавать на телевизор команду «включить канал», в то время как компьютер может выходить в Интернет исключительно через CIR. Тип, скорость, полоса пропускания и мощность передаваемой информации зависят от конкретного используемого протокола CIR.

CIR — наиболее распространенный тип оптической связи в свободном пространстве .

Описание протокола

Поскольку потребительские ИК-протоколы по большей части не стандартизированы, компьютеры и универсальные пульты часто запоминают битовый поток, возможно, со сжатием, а возможно, и без определения фактической скорости передачи данных, и воспроизводят его. Сходство между пультами дистанционного управления часто является в значительной степени случайным результатом ограниченного выбора микросхем инфракрасного кодера/декодера (хотя сейчас также используются микроконтроллеры ) и модулей ИК-приемника или имитации старых чипов, а не дизайном. Производители бытовой техники часто повторно используют один и тот же протокол на многих похожих устройствах, хотя для каждого производителя и типа устройства обычно используется несколько протоколов. Списки кодов содержат информацию о любом универсальном пульте дистанционного управления.

CIR и реализация протокола

Благодаря доступности недорогих микроконтроллеров сегодня многие пульты дистанционного управления могут быть основаны на таких чипах, а не на специализированных чипах кодировщиков дистанционного управления. Это упрощает сохранение одних и тех же кодов при перемещении кнопок на пульте дистанционного управления.

Кроме того, функции декодера часто интегрируются в более сложный микроконтроллер, который управляет AV-устройством, что устраняет необходимость в отдельном чипе. В отсутствие жизнеспособного стандарта микроконтроллеры могут использоваться для эмуляции неоднозначных протоколов, используемых старыми специализированными микросхемами кодера/декодера, и похоже, что это часто так. ^{[ нужны разъяснения ]} Существуют даже урезанные 4-битные микроконтроллеры, программируемые по маске, предназначенные только для использования в режиме дистанционного управления (например, семейство 8-битных микроконтроллеров NEC µPD612xA (снято с производства), µPD613x, µPD1724x, µPD6x и µPD17932x. ^[1]). Они предлагают пробуждение клавиатуры, режимы ожидания с низким энергопотреблением и образец кода контроллера, хотя аналогичные функции присутствуют в более общих микроконтроллерах PIC или AVR Atmel .

Влияние CIR на другие устройства

Некоторые инфракрасные беспроводные клавиатуры и мыши для ноутбуков используют протоколы, аналогичные потребительским ИК-устройствам. Некоторые пульты дистанционного управления ПК, используемые для управления компьютерными медиаплеерами, программным обеспечением для презентаций или другими приложениями, также используют потребительские ИК-протоколы. Некоторые компьютерные пульты, клавиатуры и мыши также могут использовать протокол IrDA, хотя IrDA был разработан для использования на очень небольшом расстоянии.

Стандарты

Sony выпустила ряд потребительских устройств разных типов, использующих общий проприетарный протокол , называемый S-link. Разъем . на каждом устройстве позволял передавать сигналы пульта дистанционного управления между устройствами Протокол включал полезную, но необычную функцию поддержки более чем одного устройства одного типа (например, нескольких CD-чейнджеров). Некоторые AV-компоненты могут генерировать информационные коды состояния, которые можно использовать для таких действий, как автоматическая остановка кассетной деки, когда записываемый компакт-диск прекращает воспроизведение. Программное обеспечение, работающее на ПК с подходящим интерфейсом, также может управлять AV-компонентами и отслеживать их активность; например, ваш компьютер может определить, какой диск и дорожка воспроизводятся в вашем чейнджере компакт-дисков, и найти названия в одной из баз данных компакт-дисков в Интернете. Sony взимает 5000 долларов США за доступ к документации S-Link. ^[2]Sony использует протокол SIRC для дистанционного управления. ^[3] SIRC разработан в трех разных версиях: 12-битная, 15-битная и 20-битная. После получения 12 бит получатель ожидает, есть ли еще спадающие фронты, чтобы узнать, является ли протокол SIRC 15-битным или 20-битным кодированием.

Коды RECS-80 и RC-5, разработанные Philips, небрежно называют международными стандартами. ^[4]^[5] Однако протокол RECS-80 был подвержен помехам и был быстро заменен протоколом RC-5. Хотя кажется, что это были проприетарные протоколы, разработанные Philips , они также были приняты другими производителями, особенно европейскими и американскими. Это позволило обеспечить совместимость между удаленными телефонами и оборудованием различных марок. Код RC-5 использовался и до сих пор используется многими производителями специального аудио/видео оборудования в США и Европе. К сожалению, документация стандартных команд не получила широкого распространения. Поэтому существуют некоторые марки оборудования, которые используют нестандартные команды, создавая помехи другому оборудованию, также использующему протокол RC-5.

Набор команд RC-5 был определен в конце 1980-х годов и расширен за счет увеличения количества команд в начале 1990-х годов (иногда называемый RC-5x). Однако быстро растущие с тех пор требования к новым категориям электронных продуктов (например, DVD-проигрывателям, кабельным приставкам, видеорегистраторам и т. д.) заставили Philips заменить протокол RC-5 новым протоколом RC-6, который имеет как расширен набор устройств (256 против 32) и команд на одно устройство (256 против 64 в RC-5 и 128 в RC-5x). Опять же, информация о протоколе RC-6 у Philips недоступна.

Напротив, основные японские производители бытовой электроники почти повсеместно приняли протокол, разработанный и администрируемый NEC (теперь Renesas ). В протоколе NEC каждому производителю присваивается уникальный код, который содержится в передаваемой команде, что позволяет избежать возможности ложного срабатывания другими удаленными трубками.

RECS-80 использует импульсно-позиционную модуляцию , а RC-5 использует двухфазную модуляцию . Первые специализированные чипы предлагались компанией Philips Semiconductors, чтобы обеспечить простое использование протоколов RECS-80 и RC-5. В чипах кодировщиков SAA3004, SAA3007 и SAA3008 использовался RECS-80, а в чипах кодировщиков SAA3006 и SAA3010 использовался RC-5. Чип декодера SAA3049A декодирует любой тип. (Обратите внимание, что подразделение Philips Semiconductors теперь называется NXP Semiconductors ). Все эти чипы сняты с производства. Однако эти протоколы передачи легко создаются и/или декодируются с помощью 8-битных микроконтроллеров общего назначения, например, предлагаемых Microchip Technology и Atmel .

Для передачи ИК-команд требуется только микроконтроллер и инфракрасный светодиод , доступный из самых разных источников. Прием модулированных команд для протоколов RC-5, RC-6 и NEC легко осуществляется с помощью специализированных ИК-приемников, которые чаще всего можно приобрести у компаний Sharp Corporation и Vishay Intertechnology . Эти приемники включают в себя фотодиод, схему автоматической регулировки усиления (АРУ) и демодулятор. Демодулированный сигнал затем декодируется микроконтроллером.

CEA-931-B определяет метод инкапсуляции кодов дистанционного управления через IP , а CEA-931-A определяет метод инкапсуляции кодов дистанционного управления через IEEE 1394 . ^[6] Эти документы не являются бесплатными, хотя свободные стандарты являются нормой для интернет-протоколов и в значительной степени способствовали их широкому распространению.

Ограничения протокола

Отсутствие стандартизации создает множество проблем для потребителей: необходимость приобретения универсальных пультов, поскольку оригинал не может управлять соответствующими функциями на взаимосвязанных устройствах, и их модернизация при покупке нового устройства, универсальные пульты, которые неадекватно управляют устройствами, невозможность управления дополнительными устройствами. чем одно устройство того же типа, невозможность в большинстве потребительских установок остановить запись на ленту, когда заканчивается компакт-диск, неспособность видеомагнитофонов управлять кабельными каналами и наличие более 5 различных пультов дистанционного управления.

Техническая информация

Длина волны инфракрасного излучения: около 870 нм и 930–950 нм. ^[7]^[8]^[9] Последнее предпочтительнее, поскольку вода в атмосфере блокирует солнечный свет на этой длине волны , что делает устройства менее подверженными ослеплению.
Несущая частота : обычно фиксированная несущая частота, обычно где-то между 33 и 40 кГц или 50–60 кГц. Наиболее часто используемым протоколом является протокол NEC, который определяет несущую частоту 38 кГц. Протокол NEC используется подавляющим большинством бытовой электроники японского производства. Оба протокола Philips RC-5 и RC-6 определяют несущую частоту 36 кГц. Однако ранние чипы кодирования RC-5 делили основную частоту 4-битного микроконтроллера на 12. Для этого требовался керамический резонатор 432 кГц для достижения несущей 36 кГц, которая не была широко доступна. Поэтому многие компании использовали керамический резонатор с частотой 455 кГц, что является обычным явлением, поскольку эта частота используется на промежуточной частоты каскадах AM- радиостанций, в результате чего несущая частота составляет 37,92 кГц (по сути 38 кГц). Даже в документации к собственным чипам контроллера Philips рекомендовался более простой в приобретении керамический резонатор на 429 кГц, обеспечивающий несущую частоту 35,75 кГц. В современных ИК-передатчиках обычно используются 8-битные микроконтроллеры с основной тактовой частотой 4 МГц, что позволяет практически произвольно выбирать несущую частоту.
Схемы модуляции: обычно 100% амплитудная манипуляция (ASK). Это может также включать позиционно-импульсную модуляцию , двухфазное/ Манчестерское кодирование и т. д. передаваемых импульсов (в отличие от самой несущей). Большинство пультов дистанционного управления используют длину промежутка между импульсами для кодирования данных.
Скорость передачи данных: обычно значительно ниже несущей частоты. Большинство протоколов имеют скорость от 120 бит/сек до 4 бит/сек. Скорость передачи данных может быть переменной, поскольку некоторые распространенные схемы кодирования битов изменяют время между импульсами, чтобы различать 1 и 0.
Кодирование: зависит от используемых чипов кодера/декодера. Обычно он включает в себя некоторую избыточность для обнаружения или исправления ошибок. Например, некоторые чипы NEC отправляют один и тот же код четыре раза (второй и четвертый раз инвертированные).
Ключ к сопоставлению кода: варьируется от пульта дистанционного управления к пульту дистанционного управления. Во многих случаях отправленные коды могут иметь большее отношение к позициям строк и столбцов на пульте дистанционного управления, чем к какому-либо единому плану.

См. также

Ссылки

^ «UPD17932x (без рекламы)» . Поддержка группы UPD17932x ограничена клиентами, которые уже внедрили эти продукты. При переходе на новые продукты рассмотрите другие серии, например, группу RL78/L12.
^ Ресурсный центр Sony S-Link
^ https://www.sbprojects.net/knowledge/ir/sirc.php Протокол Sony SIRC
^ Юрген Путцгер. Расшифровка ИК-пультов дистанционного управления. Архивировано 10 февраля 2007 г. на Wayback Machine.
^ Эрик Маасс (2001). ' Как работает универсальный пульт дистанционного управления? ', МэдСай
^ «ЦЭА» . Архивировано из оригинала 27 сентября 2007 г.
^ Секция ламп, Национальная ассоциация производителей электротехники (1998). Взаимодействие инфракрасного управления и электронных компактных люминесцентных ламп
^ Электронная Панорама. Технология инфракрасного дистанционного управления
^ http://www.vishay.com/docs/82486/tsmp58138.pdf ^{[ пустой URL PDF ]}

Внешние ссылки

[1] «UPD17932x (без рекламы)» . Поддержка группы UPD17932x ограничена клиентами, которые уже внедрили эти продукты. При переходе на новые продукты рассмотрите другие серии, например, группу RL78/L12.

[2] Ресурсный центр Sony S-Link

[3] ttps://www.sbprojects.net/knowledge/ir/sirc.php Протокол Sony SIRC

[4] Юрген Путцгер. Расшифровка ИК-пультов дистанционного управления. Архивировано 10 февраля 2007 г. на Wayback Machine.

[5] Эрик Маасс (2001). ' Как работает универсальный пульт дистанционного управления? ', МэдСай

[6] «ЦЭА» . Архивировано из оригинала 27 сентября 2007 г.

[7] Секция ламп, Национальная ассоциация производителей электротехники (1998). Взаимодействие инфракрасного управления и электронных компактных люминесцентных ламп

[8] Электронная Панорама. Технология инфракрасного дистанционного управления

[9] ttp://www.vishay.com/docs/82486/tsmp58138.pdf ^{[ пустой URL PDF ]}

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

v т и Оптическая связь
Базовый	Дымовой сигнал Маяк Гидравлический телеграф Флаги кораблей Оптический телеграф Гелиограф Сигнальная лампа Фотофон
Передовой	Волоконная оптика Оптическое волокно Кабель Разъемы Оптическая беспроводная связь Свободное пространство Видимый свет Ли-Фай В космосе Потребительские IR Оптическая транспортная сеть
Технологии	ОК Тарифы Модуляция интенсивности Модулирующий светоотражатель
Категория Портал