Vizualizarea semnalului telecomenzilor IR pe computer

Construirea unui adaptor simplu pentru placa de sunet care permite vizualizarea semnalelor IR pe computer

Comunicarea folosind semnale luminoase în spectrul infraroșu (IR) este utilizată pe scară largă la majoritatea dispozitivelor care pot fi controlate prin telecomandă. Există mult protocoale, iar comenzile trimise sub formă de șiruri de octeți diferă de la un producător la altul, de la un dispozitiv la altul. Acest articol prezintă o metodă simplă de vizualizare a semnalului infraroșu emis de o telecomandă. Deoarece semnalul este transmis la frecvențe joase, pentru vizualizarea lui poate fi utilizată placa de sunet a calculatorului și mai multe aplicații gratuite.

Într-un articol anterior am descris cum poate fi identificată existența unui semnal IR folosind un modul receptor și un LED. Acum, în loc să folosim semnalul captat de receptor pentru a aprinde un LED, îl vom trimite pe una din intrările audio ale plăcii de sunet.

Adaptorul pentru computer este simplu de construit, cu un modul receptor IR de tipul TSOP1738, TSOP33138 sau SFH506. Amplitudinea semnalului va fi limitată cu ajutorul unei diode și a unui rezistor pentru a nu depăși valoarea maximă a plăcii de sunet. Aceasta este schema electrică:

Adaptor IR pentru placa de sunet a PC-ului

Căderea maximă de tensiune pe dioda 1N4148 este 1V, dar la curentul mic ce apare prin circuitul prezentat, nu va depăși 500-600mV. Aceasta este deci, amplitudinea maximă a semnalului la intrarea plăcii audio. Montajul poate fi alimentat și cu 3V, dacă modulul IR folosit este compatibil cu această tensiune. Pentru realizarea practică am folosit o placă de test:

Adaptorul IR pe placă de test

Nu folosiți portul de microfon al plăcii de sunet. Acesta trimite o tensiune de 2-3 V pentru alimentarea microfoanelor. Opțional, se poate adăuga un condensator de decuplare înainte de conectarea la PC, de 4,7-22uF (electrolitic). Se recomandă conectarea montajului la portul Line In, eventual legând între ele ambele canale L și R.

Pentru vizualizarea formei de undă putem folosi Audacity. Este o aplicație gratuită, ce rulează pe mai multe sisteme de operare.

Semnal IR înregistrat cu Audacity

Începeți prin a selecta sursa corectă pentru semnalul de intrare (Line In) (1) și opțional setând numărul de canale pe Mono. Faceți câteva înregistrări de test (4 și 5), apăsând un buton de pe o telecomandă în timp ce înregistrarea este pornită. Ajustați nivelul semnalului dacă este cazul (2). Setați rata de eșantionare la o valoare mai mare (96 sau 192 kHz). Folosiți butoanele de zoom (6) pentru a vizualiza șirurile de biți.

Citind articolele referitoare la protocoale IR de pe site-ul lui San Bergman (folosiți meniul din dreapta sus pentru a accesa paginile) am reușit să identific protocolul din exemplu ca fiind NEC. Semnalul este însă inversat, ceea ce este normal. Am văzut în articolul anterior că modulul receptor inversează semnalul. Pentru Audacity, acest lucru nu este o problemă. În meniul Effect găsiți opțiunea Invert. După aplicare, semnalul poate fi decodat:

Analizarea semnalului IR

Emisia începe cu un impuls mai lat, denumit AGC burst necesar pentru calibrarea amplificatorului integrat din modulul receptor. Apoi urmează șirul de biți (un impuls urmat de o pauză mai mare reprezintă logic „1”, iar un impuls urmat de pauză mică „0”). Primul octet trimis reprezintă adresa dispozitivului. Al doilea octet poate fi restul adresei (pentru dispozitive care folosesc adrese pe 16 biți) sau poate fi primul octet inversat. Toate butoanele de pe acceași telecomandă transmit aceiași octeți de adresă, această valoare fiind specifică unui dispozitiv. Apoi urmează comanda propriu zisă: un octet, apoi același octet inversat. Protocolul NEC este transmis cu cel mai mic bit la început (LSB first).

Evident, decodarea „manuală” în acest fel a biților este dificilă și inutilă. Mai ales că aici am prezentat doar protocolul NEC. În mod asemănător, semnalul mai poate fi vizualizat folosind Soundcard Oscilloscope (aplicație pentru Windows), Nethome Protocol Analyzer (aplicație Java) și LIRC (pentru Linux) cu echivalentul lui WinLIRC (pentru Windows). În afară de prima aplicație, celelalte pot decoda semnalul. Decodarea este necesară dacă se dorește programarea unei telecomenzi universale sau a unei aplicații pentru smartphone.

Decodarea, înregistrarea și configurarea unei aplicații Android vor fi descrise într-un articol viitor.