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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines
Videorecorders.
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Es
ist hinreichend bekannt, dass elektronische Konsumergeräte durch
eine Fernbedienung gesteuert werden können. Es ist außerdem bekannt,
dass eine derartige Fernbedienung als lernende Fernbedienung ausgebildet
sein kann und die Fähigkeit
hat, indem ein Fernsteuersignal in einem Speicher gespeichert werden kann,
nachdem ein derartiges Fernsteuersignalempfangen und analysiert
worden ist, und auf der Grundlage der in dem Speicher gespeicherten
Daten für
die Übertragung
wiedergegeben werden kann.
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Es
gibt außerdem
so genannte Satelliten-Befehlsgeber (satellite commanders), die
z. B. in den Videokassettenrecordern (VCR) Telefunken M9445 benutzt
werden. Diese Befehlsgeber sind in der Lage, Satelliten/Kabelboxen
für eine
Timerprogrammierung zu steuern. Daher muss der VCR eine gewaltige
Zahl von Infrarot (IR)-Timingdatencodes für jede einzelne Satelliten/Kabelbox
speichern. Das bewirkt eine große
Menge an Speicherplatz auf dem Mikrocontroller des VCR. Da normalerweise
nur ein bestimmter Typ einer Satelliten/Kabelbox benutzt wird, ergeben
die übrigen
unbenutzten Codeergebnisse eine Verschwendung an Speicherplatz.
Daher ist ein effizienterer Weg zur Speicherung des bestimmten Satzes
von IR-Daten für
eine Satelliten/Kabelbox erwünscht.
Das erfordert ein eingebautes Fernbedien-Lernmerkmal auf dem VCR.
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Die
konventionellen tragbaren Fernbedienungen auf dem Markt bestehen
normalerweise aus einer komplizierten Schaltung zur Erfassung des
ankommenden IR-Signals.
Da die Kosten in der Wirtschaftlichkeit eines Konsumerprodukts eine
wichtige Rolle spielen, ist ein kostengünstiger Aufbau der eingebauten
lernenden Fernbedienung auf dem VCR notwendig.
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Es
wurde häufig
beobachtet, dass die konventionellen lernenden Fernbedienungen die
so genannten Toggle-Bit nicht identifizieren, die in einigen IR-Signalen
anwesend sind.
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Die
deutsche Patentanmeldung
DE
43 08 441 A1 zeigt ein Verfahren und ein Gerät zur Fernbedienung mit
einem IR-Empfänger,
einem Mikroprozessor, einer Tastatur, einem Speicher, einer Wiedergabeeinheit,
einem Oszillator und einer Übertragungs-Photodiode.
Dieses bekannte lernende Fernbediengerät kann Toggle-Bit mit unterschiedlichen
Frequenzbereichen lernen. Die Toggle-Bit werden detektiert durch
Vergleich von zwei Sätzen
von Daten bei verschiedenen Zeiten für denselben Schlüssel oder
Befehl. Die Bedeutung der Toggle-Bit ist beschrieben in der
DE 43 08 441 A1 .
Daher erfolgt eine detaillierte Beschreibung in der vorliegenden
Anmeldung nur soweit, wie sie für
das Verständnis
der vorliegenden der vorliegenden Erfindung notwendig ist.
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Die
europäische
Patentanmeldung
EP
0 380 371 A2 zeigt ein Fernbediengerät mit einem Speicher und mit
einer Kurvenformungsschaltung zur Formung eines empfangenen Fernbediensignals
und zur Ausgabe eines Impulssignals und eines einhüllenden
Signals in dem Mikrocomputer, der das Fernbediensignal in Daten für die Speicherung
in einem Speicher umsetzen und das fernbediente Signal auf der Basis
der in dem Speicher gespeicherten Daten wiedergeben kann. Dieser
Mikrocomputer enthält
einen Eingangsanschluss zum Empfang des empfangenen fernbedienten
Signals, eine Ermittlungsschaltung zur Ermittlung, ob das empfangene
fernbediente Signal ein Fernbediensignal eines bestimmten Formats
auf der Basis des Impulssignals und dem einhüllenden Signals ist oder nicht,
ein Speicher, der das fernbediente Signal in Daten umsetzen und
die Daten auf der Grundlage des fernbedienten Signals speichern
kann, das in den Eingangsanschluss eingegeben wird, in dem Fall,
dass das empfangene fernbediente Signal das fernbediente Signal
des bestimmten Formats ist, und eine Wiedergabeschaltung zur Wiedergabe
des Fernsteuersignals eines bestimmten Formats auf der Grundlage
der in dem Speicher gespeicherten Daten.
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Diese
bekannten lernenden Fernbedieneinheiten haben die Nachteile, dass
sie schwache Benutzerschnittstellen haben, insofern, als sie nur
blinkende LEDs oder bestenfalls LCD-Wiedergabeeinheiten haben, so
dass der Lernfortgang kompliziert und Ihre Schaltung zu kompliziert
wird.
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Die
Patentanmeldung
EP 0
320 067 A beschreibt eine rekonfigurierbare Fernbedienung,
die die Fähigkeit
hat, das Signal der Übertragungsgeräte mit zwei
verschiedenen Protokollen zu erfassen. Als Hilfe für den Benutzerschritt
durch die Erfassungsfolge werden Informationen mittels einer LCD-Wiedergabeeinheit
auf der Fernbedienung oder durch ein Fernsehgerät wiedergegeben.
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Ein
weiterer Versuch zur Vereinfachung der Steuerung von verschiedenen
Geräten
mit einer einzigen Fernbedienung wurde in der
US 5 365 282 vorgeschlagen. In dieser
Lösung
sendet ein Videorecorder vorgespeicherte Testcodes und überwacht
eine mögliche
Rückkopplung
von anderen Geräten,
um automatisch die Steuercodes für
diese Geräte
zu ermitteln.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine lernende Fernbedieneinheit
zu bilden, die als Teil einer Fernbedieneinheit benutzt werden oder
z. B. in einem VCR, Fernsehgerät
oder GEMSTAR G-code/Showvieweinheit enthalten sein kann, die eine
einfache Schaltung enthält
und eine bequeme Benutzerschnittstelle liefert.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Das
Verfahren zur Steuerung eines Videorecorders gemäß der Erfindung enthält die folgenden
Schritte:
Aufforderung eines Benutzers, eine Taste auf einer
Fernbedieneinheit einer Satelliten/Kabelbox zu drücken,
Empfang
von der Fernbedieneinheit ankommender Signale über Infrarot-Empfangsmittel des
Videorecorders,
Ermittlung, ob die von der Fernbedieneinheit
der Satelliten/Kabelbox ankommenden Signale vom Impulstyp oder einem
modulierten Typ sind,
Ermittlung, ob die von der Fernbedieneinheit
der Satelliten/Kabelbox ankommenden Signale Toggle-Bit enthalten,
Ermittlung
von Datencodes der von der Fernbedieneinheit der Satelliten/Kabelbox
ankommenden Signals,
Ermittlung eines Übertragungsformat des von der
Fernbedieneinheit der Satelliten/Kabelbox ankommenden Signals und
Speicherung
der ermittelten Datencodes in Speichermitteln des Videorecorders.
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Vorzugsweise
startet das Verfahren mit dem Schritt a) und endet beim Schritt
e), wobei die Reihenfolge der Schritte b), c) und d) veränderbar
ist. Normalerweise wird zunächst
die Photodiodenschaltung aktiviert mit einer entsprechenden Einstellung
der Schaltmittel, so dass zunächst
die Impulsbreite oder die Trägerperiode
ermittelt wird.
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Die
Trägerperiode
wird in der folgenden Weise ermittelt: Wenn das erste niedrige Signal
ankommt, wird ein Timer gestartet, der eine vorbestimmte Zeitperiode
T, vorzugsweise 250 μs,
herunterzählt,
ein Register W wird in jeder Zeitperiode t, t < T und vorzugsweise t = 8 μs, für ein niedriges
Signal inkrementiert, und ein anderes Register A wird in jeder Zeitperiode
t inkrementiert, vorzugsweise t = 8 μs, für ein hohes Signal, wenn ein Übergang
von Hoch auf Niedrig erfolgt, werden beide Register W und A gelöscht, während ein
anderes Register C inkrementiert wird, so dass nach einer Zeitperiode
von T + t0, t0 << T, vorzugsweise (T + t0)
= 255 μs,
eine Timerunterbrechung erzeugt wird und die Periode des Trägers aus
der folgenden Gleichung berechnet wird: Periode
= (T – (W
+ A)*t)/C [in geeigneten Einheiten].
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Entsprechend
dem Ergebnis wird entschieden, ob das ankommende IR-Signal ein Träger- oder
Impulstyp ist. Die Schaltmittel werden auf die Photodiodenschaltung
gesetzt, wenn das ankommende IR-Signal als ein Impulstyp identifiziert
wird, und werden auf das IR-Modul gesetzt, wenn das ankommende IR-Signal
als ein Trägertyp
identifiziert wird.
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In
dem Verfahren gemäß der Erfindung
werden vorzugsweise die in dem Speicher zu speichernden Daten komprimiert,
wodurch Speicherplatz eingespart wird.
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Um
die Datenkomprimierung durchzuführen,
werden dieselben Timing-Einstellungen,
die aus einem hohen und einem niedrigen Timing bestehen, gruppiert,
so dass nur ein Datensatz zusammen mit einem entsprechenden IR-Timing-Datenzeiger
gespeichert wird. Identische Codeeinstellungen (Timing-Einstellungen) werden
nur einmal gespeichert, da der jeweilige Zeiger die Information
trägt,
wie oft der Satz wiederholt werden muss.
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Außerdem enthält die Erfindung
eine Benutzerschnittstelle zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung,
wobei die Stufen des Lernvorgangs, das heißt die Schritte a)–e) auf
dem Fernsehbildschirm dargestellt werden.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
des Geräts
und des Verfahren einschließlich
der Benutzerschnittstelle einer lernenden Fernbedienung werden anhand
der beigefügten
Zeichnung im Detail beschrieben:
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1 zeigt eine lernende Fernbedieneinheit
gemäß einer
ersten Ausführungsform,
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2 zeigt eine lernende Fernbedieneinheit
gemäß einer
zweiten Ausführungsform,
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3 zeigt ein Verfahren zum
Erfassen der Trägerfrequenz,
und
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4a bis 4e zeigen eine Benutzerschnittstelle
zum Einbau in eine lernende Fernbedienung auf einem VCR.
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Wie
in 1 gezeigt, besteht
das lernende Fernbediengerät,
das in einen VCR eingebaut werden könnte, aus einer Photodiodenschaltung 1,
einem IR-Modul 2, das vorzugsweise ein Bestandteil des
VCR ist, einer IR-Übertragungsschaltung 3,
einem Mikrocontroller 4 und einem Speicher 5 wie
einem EEPROM, der ebenfalls ein Bestandteil des VCR ist. Außerdem ist
eine Fernbedieneinheit 7 dargestellt, die codierte IR-Signale
sendet.
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2 zeigt eine Abwandlung
der ersten Ausführungsform,
die außerdem
eine Schaltanordnung 6 enthält, die zwischen dem Mikrocontroller 4 auf
der einen Seite und der Photodiodenschaltung 1 und dem
IR-Modul 2 auf der anderen Seite liegt. Die Schaltanordnung 6 schaltet
zwischen den beiden IR-Empfangs-Einheiten 1, 2,
so dass nur eine von ihnen in den Mikrocontroller 4 eingegeben
wird.
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3 zeigt ein Verfahren zur
Erfassung der Trägertrequenz
des ankommenden IR-Signals.
Um den ankommenden IR-Code zu lernen, wird zunächst die Photodiodenschaltung 1 aktiviert.
Wenn eine Schaltanordnung 6 besteht, wird sie so eingestellt,
dass nur das Signal von der Photodiodenschaltung 1 zu dem
Mikrocontroller 4 übertragen
werden kann. Wenn ein Benutzer eine Taste auf seiner Fernbedieneinheit 7 (RCU) drückt, würde die
Software der lernenden Fernbedieneinheit ermitteln, ob das IR-Signal
vom Impuls- oder vom Trägertyp
ist. Zur selben Zeit wird die Impulsbreite (wenn ein Impulstyp)
oder Trägerperiode
(wenn Trägertyp) durch
die Software ermittelt. Das Verfahren zur Ermittlung der Trägerperiode
ist in 3 dargestellt.
Wenn das erste niedrige Signal "0" ankommt, wird ein
Timer gestartet, der 250 μs
abwärts
zählt.
Ein Register, z. B. REG W, wird für ein niedriges Signal in einer
Schleife alle 8 μs
inkrementiert, und ein anderes Register, z. B. REG A, wird für ein hohes
Signal alle 8 μs
inkrementiert. Wenn der Übergang
von Hoch auf Niedrig erfolgt, werden REG W und A gelöscht, während ein
anderes Register, z. B. REG C inkrementiert wird. Nach 255 μs, wird eine Timerunterbrechung
erzeugt. Die Periode des Trägers
wird nun aus der folgenden Gleichung berechnet: Periode
= (255 μs – (W + A)*8 μs)/C.
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Wenn
das IR-Signal vom Impulstyp ist, würde eine die hohen und niedrigen
Signale untersuchende Software die Länge der Impulsbreite ermitteln.
Das Folgende beschreibt den Betrieb des lernenden Fernbediengeräts. Wenn
das IR-Signal vom Trägertyp
ist, dann würde
die Software die Schaltanordnung 6 setzen, um zu ermöglichen,
dass nur das durch das IR-Modul 2 erfasste Signal zu dem
Mikroprozessor 4 gelangt. In der ersten Ausführungsform
wird diese Umschaltung durch den Mikrocontroller 4 selbst
durchgeführt.
Die Träger
des IR-Signals werden bei dem Durchlauf durch das IR-Modul 2 gefiltert,
so dass nur die Einhüllenden
der IR-Signale erfasst werden. Das Timing des IR-Signalcodes wird
dann in der Form der Hexadezimalen Daten in dem RAM 5 des
Mikrocontrollers 4 gespeichert.
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Wenn
das IR-Signal als ein Impulstyp identifiziert wird, würde die
Software die Schaltanordnung 6 so setzen, dass nur das
durch die Photodiodenschaltung 1 erfasste IR-Signal durchgelassen
wird. In der ersten Ausführungsform
erfolgt dieser Vorgang durch den Mikrocontroller 4 selbst.
das Timing der IR-Signalcodes wird dann in derselben Weise wie für die Daten
vom Trägertyp
gespeichert.
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Ein übliches
IR-Fernbediensignal besteht normalerweise aus einer Markierung,
einem Zwischenraum, einem Synonym, gefolgt von 32 Datenbit. Es gibt
jedoch Fernbediencodes, die verschiedene Anzahlen an Datenbit enthalten.
Zurzeit enthält
der längste
Datenstrom 44 Bit. Zur Anpassung an diesen langen Typ eines Datenstroms
werden 48 Bit des Signals von der Fernbedieneinheit des Satellitenempfängers erfasst.
Wenn diese Menge von Bit nicht genug ist, kann die Datenmenge auf
64 Bit oder mehr ausgedehnt werden. Daher werden zurzeit insgesamt
48 Sätze
von hohen und niedrigen Signalen erfasst. Das reicht aus, IR-Signale mit einem IR-Code
von weniger als 46 Bit zu erfassen. Ein zweites Fenster dient zur
Detektierung des IR-Signals, das weniger als 46 Bit enthält, und
sendet Daten nur einmal. Nachdem ein Satz von 48 Timingdaten sich
angesammelt hat, wird die Wartezeit für das erfasste IR-Signal durch
die Annahme ermittelt, dass die Wartezeit das längste Hoch-Timing ist. Die
Wartezeit würde
dann als das Ende des IR-Signalsatzes markiert. Daten nach der Wartezeit
würden
gelöscht
oder verworfen. Die Daten werden dann zur Minimierung des Speicherplatzes
komprimiert, der für
die Speicherung der IR-Codes in dem EEPROM 5 benötigt wird.
Einige Timingsätze,
die aus einem hohen und einem niedrigen Timing bestehen, würden gruppiert,
so dass nur ein Datensatz zusammen mit einem Zeiger für jeden
Satz gespeichert wird.
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Beispiel:
Es wird angenommen, dass die Taste "1" der
Fernbedieneinheit gedrückt
wird. Dann wird angenommen, dass der folgende Datenstrom durch den
Timingzähler
des Mikrocontrollers erfasst wird.
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In
der folgenden Beschreibung werden die binären Werte "Hoch" und "Niedrig" folgendermaßen bezeichnet:
Low
oder Niedrig oder "Null" oder nicht gesetzt
oder "0"
High oder Hoch
oder "Eins" oder Bit gesetzt
oder "1".
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Tabelle
1 (Timing in Hexadezimalcodes)
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Wenn
die Zeitbasis für
den Timing-Zähler
16 μs beträgt, dann
bezeichnet 002D in Hexadezimal 45 in Dezimal-Zeiten 16 μs gleich
720 μs.
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Somit
bezeichnen die obigen Daten der Tabelle 1 tatsächlich den folgenden Datenstrom.
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Tabelle
2 (Timing in Dezimalwerten)
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Um
Speicherplatz beim EEPROM
5 einzusparen, wird ein Komprimierverfahren
benutzt. Zunächst werden
identische Codesätze,
wobei ein Satz aus hohen Daten und einer aus niedrigen Daten besteht,
nur einmal gespeichert. Tabelle
3
was die Timing-Datengruppe der Taste "1" darstellt.
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Zusätzlich zu
diesen Daten müssen
die folgenden IR-Timingdatenzeiger für die Taste "1" gespeichert werden: 00 01 01 01 00
02, wo 00, 01, 02 Zeiger sind, die zu den Adressen des Timingdatensatz
SET 0, SET 1, bzw. SET 2 zeigen. Mit diesen Zeigern und den komprimierten
Datensätzen
ist es möglich,
den ursprünglichen
Datenstrom wieder herzustellen.
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Die
obigen Daten werden dann in dem EEPROM 5 gespeichert. Der
Benutzer kann eine andere Taste auf seiner Fernbedieneinheit 7 drücken, damit
die lernende Fernbedienung lernt. Der gesamte Vorgang wird wiederholt.
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Um
das Toggle-Bit zu ermitteln, muss der Benutzer eine bestimmte Taste
dreimal drücken.
Die drei Sätze
von komprimierten Zeigerdaten würden
dann verglichen. Wenn ein Toggle-Bit bei einer bestimmten Lage über die
drei Datensätze
aufgetreten ist, dann kann das Toggle-Bit detektiert werden. Nachdem
alle Tasten auf der Fernbedieneinheit gelernt haben, können die
gespeicherten IR-Codes von dem EEPROM zurückgewonnen und über die Übertragungsschaltung
ausgesendet werden.
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Der
Hauptvorteil dieses Aufbaus besteht darin, das er geringe Kosten
erfordert, weil er das bereits bestehende IR-Modul auf dem VCR benutzt,
was viele Kosten einspart, wenn eine externe Schaltung für dieselbe Funktion
eingebaut muss.
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4a bis 4e zeigen zum Beispiel die Benutzerschnittstelle
für eine
eingebaute, lernende Fernbedienung auf einem VCR. Die eingebaute,
lernende Fernbedienung auf dem VCR bildet eine Bildschirm-Benutzerschnittstelle,
d. h. der Fernsehbildschirm wird benutzt. Dies ist ein anderes Konzept
als das der konventionellen tragbaren lernenden Fernbedienungen,
wo nur LEDs oder LCD-Wiedergabeeinheiten
benutzt werden, die eine Mühe
für den
Benutzer bilden. Die vorgesehenen Stufen des Lernvorgangs sind folgendermaßen:
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Stufe 1: Ermittlung der
Träger-Perioden/Impuls-Breite
(4a)
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Bei
dieser Stufe würde
die Ziffer "1" auf dem Fernsehschirm
blinken und den Benutzer auffordern, die Ziffer "1" auf
seiner Fernbedienung 7 zu drücken. Nachdem das IR-Signal
erfasst worden ist, würde
die Ziffer "1" aufhören zu blinken
und ein Wortlauf "Dekodier
...." im unteren
Teil des Schirms erscheinen, wie in 4b gezeigt.
Die Software würde
die Trägerperiode
(wenn ein Trägertyp)
oder die Impulsbreite (wenn ein Impulstyp) ermitteln.
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Stufe 5: Ermittlung der
Toggle-Bit(s) (4b)
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Diese
Stufe fordert, dass der Benutzer die Ziffer "1" auf
seiner Fernbedienung 7 dreimal oder häufiger drückt. Der erste Satz der Zifferdaten "1" wird mit dem zweiten Satz von Zifferdaten "1" verglichen, um zu prüfen, ob
ein Bit getoggelt ist. Wenn mehr als zwei Bit anders sind, werden
die gewonnenen Daten als fehlerhaft angenommen und würden somit
gelöscht
oder verworfen. Der erste und der zweite Datensatz würden dann neu
erfasst. Wenn die beiden Datensätze
um zwei Bit oder weniger abweichen, dann würde der dritte Satz dazu dienen,
die Lage der Toggle-Bit und der Timingdaten zu bestätigen. Wenn
ein Fehler in dem dritten Satz gefunden wird, (z. B. die Toggle-Bit-Lage
nicht übereinstimmt
(tally)), dann würde
der gesamte Vorgang der Stufe zwei wiederholt. Die Schirmwiedergabe
für die
Erfassung des Signals für
die Ziffer "1" ist dieselbe wie bei
der Stufe 1.
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Stufe 3: Lernen der Ziffern
(4c)
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Nach
dem Lernen der Ziffer "1" der Benutzer-RCU
beginnt das Lernen der anderen Ziffern auf der RCU. Die Ziffer (z.
B. "2") nach dem Wort "Drücken" würde blinken,
um den Benutzer aufzufordern, die angezeigte Ziffer zu drücken. Nach
der Erfassung des Digitalsignals hört das Blinken auf, und eine
Zeile "Decodierung
..." erscheint am
unteren Ende des Schirms. Die Zeile "1 2 3 4 5 6 7 8 9 0" würde
bis zu der gerade erfassten Ziffer hervorgehoben, wie in 4d gezeigt. Die erfassten
Codes werden dann in dem EEPROM gespeichert.
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Stufe 4: Lernen des Übertragungsformats
(4d)
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Einige
IR-Signale haben ein spezielles Format, von denen einige im Folgenden
angeführt
sind:
Modi mit einer "ENTER"-Taste. Die ENTER-Taste
sollte nach den Ziffern zur Festsetzung der Kanaleinstellung gesendet
werden.
Modi, die zunächst "-/--" oder "CH" senden. Es ist das
Führungssignal
für die
Kanalcodes. Kanalziffern sollten nach diesen "-/--"-Codes
gesendet werden.
Modi mit "1*"," 2*"," 3*"-Codes. Diese Codes
werden zunächst
für einen
Kanal größer als
neun gesendet. Z. B. wird zum Senden 23, "2*" wird zuerst gesendet,
gefolgt durch "3".
Modi mit "+10"-Taste. Er wird auch
benutzt für
einen Kanal größer als
neun. Z. B. wird zum Senden von 30 "+10" dreimal
gesendet, bevor "0" gesendet wird.
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Die
Stufe 4 dient zum Lernen des speziellen Formats. Jede spezielle
Taste würde
auf dem Schirm blinken, um den Benutzer aufzufordern, die Taste
zu drücken.
Wenn die jeweilige Taste auf der Benutzer-RCU nicht existiert, könnte der
Benutzer durch Drücken
der Ziffer "1" auf der RCU überspringen.
Nachdem ein Tastencode erfasst oder übersprungen worden ist, würde die
betreffende Taste aufhören,
auf dem Schirm zu blinken. Die nächste
darauffolgende Taste beginnt zu blinken und zur Erfassung des Codes
für die
gestartete Taste.
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Stufe 5: Durch Versuch
gelernte Codes (4e)
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Diese
Stufe ermöglicht
dem Benutzer, zu prüfen,
ob die Codes richtig gelernt worden sind. Der Benutzer würde zwei
Ziffern wählen,
die er unter Anwendung der VCR-RCU
zu prüfen
wünscht.
Die Software würde dann
die gespeicherten Datencodes zurückgewinnen
und sie über
die Übertragungsschaltung 7 übertragen (1).
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Liste der Bezugszeichen
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- Photodiodenschaltung
- IR-Modul
- IR-Übertragungsschaltung
- Microcontroller
- Speicher
- Schaltanordnung
- Fernbedieneinheit
