Controle Remoto RC5

Olá pessoal, hoje iremos abordar um periférico bem bacana que é o Sensor IR encontrado na placa PK2Lab. Este sensor nos trás a possibilidade de controlarmos a placa a distância utilizando controles remotos convencionais de televisores e outros produtos de consumo a que temos acesso diariamente e que muitas vezes acabamos descartando por falta de uso. 

Funcionamento:

O sensor IR baseia se na iluminação infra vermelha que é uma luz não visível ao ser humano, pois seu comprimento de onda é muito longo para ser detectado pelo nosso sistema de visão e que é muito utilizado em comunicações sem fio entre diversos dispositivos como controles remotos, celulares e instrumentos de teste e medição.

Embora não seja vísivel, este tipo de luz é muito mais comum do que imaginamos, o sol é uma fonte inesgotável de luz infra vermelha, outra fonte de luz infra vermelha são as lampadas florescentes encontradas em muitos lares hoje em dia, mas como pode então um controle remoto de um televisor funcionar tão bem em um ambiente em que temos a presença de luz solar ou outra iluminação que gere interferência na comunicação?

Para que tenhamos uma comunicação realmente confiável, faz se o uso de uma modulação em frequência, na forma de um trem de pulsos quadrados na frequência de 36KHz, que é denominada portadora.  Cada bit 0, é composto de 889us de pulsos a frequência da portadora, seguido de 889us em nível baixo, enquanto um bit 1 é formado de 889us em nível baixo, seguido de 889us de pulsos a frequência da portadora.

                               

Protocolo RC5

O protocolo RC5 foi desenvolvido pela Philips em 1980 para ser utilizado em seus equipamentos de consumo e consiste em uma palavra de 14 bits, sendo que, os 2 primeiros bits são StartBits, servem para o receptor regular o AGC(Controle de ganho automático), o bit seguinte é chamado de Toogle, e serve como um indicador de Status informando ao receptor se a tecla está sendo continuamente pressionada ou se simplesmente foi pressionada apenas uma vez, os 5 bits seguintes são bits de endereçamento e os 6 bits restantes referem se ao comando transmitido. Neste código todos os bits têm a mesma duração de 1778us e usam a codificação Manchester, onde uma transição descendente corresponde ao bit 0 e uma transição ascendente corresponde ao bit  1. A duração de cada mensagem é de 24,889ms e a distância mínima entre mensagens é de 88,889ms, ou seja, 50x a duração de bit.

A Philips implementou um sistema completo, com endereços e comandos padronizados para cada tipo de equipamento, abaixo podemos visualizar estas informações:

Para o nosso exemplo, vamos utilizar um controle remoto de televisor Philips cujo código de endereço é zero (controle da foto abaixo), porém foram testados vários outros controles que usam o mesmo protocolo RC5 e todos eles efetuaram o controle da placa corretamente. Apenas temos que levar em consideração o fato de que nem todos os controles da Philips realmente usam a norma RC5, os mais novos já utilizam o protocolo RC6, que é a evolução do protocolo em análise.

Programa do microcontrolador:

Para decodificar este protocolo, é necessário esperar que o sensor TSOP4838 que está conectado ao pino RB0 do microcontrolador, detecte o primeiro StartBit da mensagem para ler os 13 bits restantes. Para isto, dois delays foram implementados , sendo que o primeiro de 4867us é chamado após a detecção do StartBit para aguardar o período de AGC mais o Toogle (não utilizado neste exemplo), assim quando retornar do delay, o programa  estará exatamente no ponto de efetuar a analise do primeiro bit referente ao endereço, posteriormente é chamado o delay de 1770us e é feito novamente a análise do bit, e este procedimento se repete até que obtenhamos  os próximos bits referentes à informação de endereço e por fim comando.

Usei a função de analisador lógico da placa PK2Lab para capturar dois frames do protocolo RC5. Nestes frames podemos observar que apenas houve alteração no ultimo bit da mensagem que passou de 0 para 1. Esta função de análizador é uma ferramenta muito útil na análise de protocolos pois nos permite efetuar as medições de tempo entre transições, para isto após a captura basta clicar com o botão esquerdo do mouse em cima do inicio da transição e depois clicar com o botão direito do mouse no final da transição que se deseja analizar, o tempo e a frequência serão mostrados na tela do software. 

Frame tecla 0

Frame tecla 1

O programa foi desenvolvido em duas versões, uma em assembly, desenvolvida por Marcos Guilherme Cunha e outra em C desenvolvida por Jean Carlos da Silva. As duas versões seguem a mesma idéia, porém, vale ressaltar que o programa escrito em assembly teve uma complexidade muito maior no que diz respeito aos delays.

Vídeo demonstrando o funcionamento do programa na placa PK2Lab.

 Arquivos para download:


Código fonte do programa C (MikroC)
Código fonte do programa Assembly (MPLAB) 

Agradecimento especial ao colaborador Marcos Guilherme Cunha que gentilmente desenvolveu a versão em assembly para este post.