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Infravermelho

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Como o Infravermelho Funciona

A luz infravermelha é invisível para os humanos. O comprimento de onda do IR varia de 0,7 a 1000 micrômetros. Os controles remotos domésticos usam um sinal IR para transmissão de dados e operam na faixa de comprimento de onda de 0,75..1,4 micrômetros. Um microcontrolador no controle remoto faz um LED infravermelho piscar com uma frequência específica, transformando o sinal digital em um sinal IR.

Para receber sinais IR, um fotoreceptor é utilizado. Ele converte a luz IR em pulsos de tensão, que já são sinais digitais. Normalmente, há um filtro de luz escura dentro do receptor, que permite apenas a passagem do comprimento de onda desejado e elimina o ruído.

Variedade de Protocolos IR

Os protocolos IR diferem em 3 fatores:

  • codificação de bits
  • estrutura de dados
  • frequência portadora — frequentemente na faixa de 36..38 kHz

Formas de codificação de bits

1. Codificação por Distância de Pulso

Os bits são codificados modulando a duração do espaço entre os pulsos. A largura do pulso em si é constante.

2. Codificação por Largura de Pulso

Os bits são codificados pela modulação da largura do pulso. A largura do espaço após a explosão do pulso é constante.

3. Codificação de Fase

É também conhecida como codificação Manchester. O valor lógico é definido pela polaridade da transição entre a explosão do pulso e o espaço. "Espaço para explosão de pulso" denota lógica "0", "explosão de pulso para espaço" denota lógica "1".

4. Combinação dos anteriores e outras exóticas

{% hint style="info" %} Existem protocolos IR que estão tentando se tornar universais para vários tipos de dispositivos. Os mais famosos são RC5 e NEC. Infelizmente, o mais famoso não significa o mais comum. No meu ambiente, encontrei apenas dois controles remotos NEC e nenhum RC5.

Os fabricantes adoram usar seus próprios protocolos IR únicos, mesmo dentro da mesma gama de dispositivos (por exemplo, caixas de TV). Portanto, controles remotos de diferentes empresas e às vezes de diferentes modelos da mesma empresa, não conseguem funcionar com outros dispositivos do mesmo tipo. {% endhint %}

Explorando um sinal IR

A maneira mais confiável de ver como o sinal IR do controle remoto se parece é usar um osciloscópio. Ele não demodula ou inverte o sinal recebido, ele é apenas exibido "como está". Isso é útil para testes e depuração. Vou mostrar o sinal esperado com o exemplo do protocolo IR NEC.

Normalmente, há um preâmbulo no início de um pacote codificado. Isso permite que o receptor determine o nível de ganho e o fundo. Também existem protocolos sem preâmbulo, por exemplo, Sharp.

Em seguida, os dados são transmitidos. A estrutura, o preâmbulo e o método de codificação de bits são determinados pelo protocolo específico.

O protocolo IR NEC contém um comando curto e um código de repetição, que é enviado enquanto o botão é pressionado. Tanto o comando quanto o código de repetição têm o mesmo preâmbulo no início.

O comando NEC, além do preâmbulo, consiste em um byte de endereço e um byte de número de comando, pelos quais o dispositivo entende o que precisa ser realizado. Os bytes de endereço e número de comando são duplicados com valores inversos, para verificar a integridade da transmissão. Há um bit de parada adicional no final do comando.

O código de repetição tem um "1" após o preâmbulo, que é um bit de parada.

Para lógica "0" e "1", o NEC usa Codificação por Distância de Pulso: primeiro, uma explosão de pulso é transmitida, após a qual há uma pausa, cuja duração define o valor do bit.

Ar Condicionados

Diferente de outros controles remotos, os ar condicionados não transmitem apenas o código do botão pressionado. Eles também transmitem todas as informações quando um botão é pressionado para garantir que a máquina de ar condicionado e o controle remoto estejam sincronizados.
Isso evitará que uma máquina configurada para 20ºC seja aumentada para 21ºC com um controle remoto, e então, quando outro controle remoto, que ainda tem a temperatura como 20ºC, for usado para aumentar mais a temperatura, ela "aumentará" para 21ºC (e não para 22ºC pensando que está em 21ºC).

Ataques

Você pode atacar o Infravermelho com Flipper Zero:

{% content-ref url="flipper-zero/fz-infrared.md" %} fz-infrared.md {% endcontent-ref %}

Referências

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