CHUVISCÔMETRO - O Caçador de TVD

[Jonas Negreiros]

Chuviscômetro - O caçador de TVD

Acompanho o assunto TV digital desde 1980, quando a tecnologia dava os primeiros passos nessa área.

Acreditava fervorosamente que a TVD nasceria "do ventre" da TV analógica, como aconteceu com a TV em cores.

A TV em cores foi uma evolução da TV em preto e branco. Foi possível "adicionar" a informação de cores no mesmo canal em preto-e-branco sem interferências de espécia alguma. Foi possível manter a compatibilidade dos sistemas, antigo e novo.

A compatibilidade entre os sistemas "M" (preto- e- branco) e PAL (Cores) representrara uma tremenda economia de dinheiro no advento da TVC. A transição entre sistemas foi suave, sem a necessidade de conversores.

Não houve a a imposição das emissoras operar dois transmissores. Nem planejar o apagão "monocromático". Tudo continuava como antes.

Dava até para ver, quando um TV em preto e branco recebia uma rara transmissão colorida, a imagem melhorava sensívelmente no contraste, brilho e a escala de... cinzas ficava mais rica!

Todo mundo "babava na frente das lojas" e sonhavam em comprar uma caríssima TVC.

A TV digital como foi imposta, é uma "revolução". Para a sua introdução, houve a necessidade da criação de um complexo plano de transição de sistemas, envolvendo Governo, Indústria e Consumidores (os que pagam as contas de tudo).

Emissoras terão que duplicar o número de transmissores. Novos receptores de TV digital são necessários, ou ao menos o uso de um conversor (decodificador), na opinião do articulista, uma gambiarra. E há, também, uma data-alvo para o apagão analógico. Como ficou o direito do consumidor?

Quando o Governo Brasileiro optou pela criação de um sistema de TV digital próprio, achei que poderiamos trilhar o caminho da compatibilidade. Por que não criar um sistema dPAL-M? Americanos e Indianos haviam testado com relativo sucesso essa hibridização analógica-digital, dispensando a duplicação de sistemas e a fatídica data-alvo do apagão.

Escrevi para funcionários do governo, cientistas de universidades, centros de pesquisa, engenheiros de telecomunicações, jornalistas sobre a oportunidade de ouro em desenvolver um sistema híbrido-compatível.
Criei até o Blog SBTVD PAL-M para fazer a minha pregação no deserto. Não deu certo.

Semana passada, os EUA desligaram o sistema analógico de TV. Quem pagou o pato foram os pobrezinhos e imigrantes, que ficaram sem TV alguma. Algumas emissoras de TV encerraram as atividades.

Bem, o sinal digital da TV brasileira entrou no ar. Mas o sinal da TVD é "invisível" aos TVs analógicos.

Como convencer ao povo de embarcar nessa aventura? Quem seria louco de apostar na compra de um conversor pra ver se vai pegar alguma coisa?

Ironicamente, o conversor mais barato e um dos mais caros, lançados na primeira fase de implantação da TV digital foram um retumbante fracasso: não funcionaram.

Isso provocou o "efeito do gato escaldado". Esperava-se vender 500.000 conversores no primeiro semestre após o lançamento da TV digital em São Paulo. Venderam-se 50.000. Não temos idéia de quantas devoluções ocorreram.

Uma grande empresa brasileira de eletrônica apostou todas as fichas nessa aventura, agora encontra-se num estado de insolvência.

Sabedor das consequências do "efeito gato escaldado" e fracassado no intento de "convencer os gigantes" das vantagens da TV analógica-digital compatível, passei a estudar um meio de analisar o sinal digital recebido em várias regiões, sem a necessidade de compra de um conversor ou do uso de parafernália complicada.

A idéia era de ajudar principalmente os antenistas que começam a instalar sistemas para TVD.

Após várias tentativas frustradas, e da inestimável ajuda do Caetano Guerreiro (HDTV em Cabreúva e Região!), Antonio (antenista "forçado") e de meu sobrinho Walter (compactador e expedidor de fotos digitais), apresento aos amigos do HT-Fórum o fruto de um singelo trabalho, que tem como principal objetivo colaborar no complexo processo de transição de sistemas de televisão.

Muito obrigado a todos.

P.S.:

Achei adequada a apresentação do trabalho em um novo tópico.
Comecei desenvolver as idéias através dos o tópicos "DX-TVD e "Análise pela Imagem".

Por sugestão do colega Silvio, adotamos o termo "Chuviscômetro", para facilitar as buscas no HT-Fórum e Google.

A apresentação do Chuviscômetro (aparentemente complexo) será feita em capítulos, para não "chocar" aos que não entendem nada de eletrotécnica.

[claymic2]

Belíssima iniciativa. Fica aqui a minha torcida para que o Chuviscômetro alcance o sucesso. Ficarei de olho neste tôpico.
Grande abraço
Clayton

[Jonas Negreiros]

A canequinha de plástico (tampa de um aerosol), forrada de papel preto-fosco, tem instalada no centro um sensor LDR.

LDR é um resistor dependente de luz (LDR - light dependent resistor), cuja resistência elétrica aumenta conforme aumenta a escuridão.

Quanto mais forte é um sinal digital de TV, mais escura fica tela, maior a leitura do chuviscômetro.

Para quem está tendo dificuldade em ver o sensorzinho dentro da caneca, passo abaixo uma foto de "uma família completa":



Esses dispositivos são usados em iluminação pública, residencial e em portas de elevadores. O custo por unidade é baixíssimo. Comprei meia duzia por doze reais.

Crédito da Foto do sensor LDR:
http://suporteer.wordpress.com/2009/...-luminosidade/

Nos próximos posts, vou relatar, passo-a-passo, o resultado dos testes.

Grato, Clayton, pelo incentivo!

[s]

Jonas

[pvitorino]

Parabéns pela iniciativa. Estou na expectativa das suas informações.

[Grand Funk R]

Parabens Jonas,

Você está demonstrando um espírito desprendedido muito raro de ver hoje em dia, ao oferecer "de graça" essa tecnologia criada por você. Se alguma esperto ler este tópico, com certeza vai patentear a invenção e passar a comercializá-la .

A possibilidade de poder testar o sinal digital antes de adquirir um conversor. Se o aparelho custar, digamos, um décimo do preço do conversor, com certeza eu compraria, fala sério......

Não seria bom você patentear antes de algum esperto?

[Jonas Negreiros]

Oi, José Carlos!

Muito grato pelas palavras de incentivo.

Patentes? Isso me obrigaria deixar o chuviscômetro "depositado em segredo" por mais de um ano!

Já não sou "tão jovem" para esperar tanto...

Sobre o preço do chuviscômetro, uma foto célula custa, na Rua Sta. Ifigênia, uns dois a três reais. Sensores LDR grandes são melhores.

Você vai precisar de um ohmímetro (de preferência analógico) que meça ao menos 500 kilo ohms.

Um aparelho desses pode ser encontrado na feira por 30 reais.

O resto, você faz em casa.

Chega a ser irônico: o sistema digital foi criado para acabar com os chuviscos na TV ...



[s]
Jonas

[Marcos_Tavares]

Caro Jonas Negreiros,

Bela iniciativa. Estamos no aguardo do final dos artigos para implementação e início dos testes .

Que JESUS o abençoe

Marcos

Q.J.A

[Jonas Negreiros]

SEU RÁDIO É UM ANALISADOR DE ESPECTRO

O subtítulo da série parece não ter nada com com o chuviscômetro. Mas tem tudo a ver.

Rádio e TV são transmitidos por ondas eletromagnéticas.

O chuvisco da tela de um TV é ruído elétrico (OU SINAL DE TV DIGITAL!).

O ruído elétrico num rádio manisfesta-se pelo efeito "cachoeirinha", no alto falante!





Quando você sintoniza um receptor de rádio, numa "varredura" da esquerda para a direita, você está fazendo uma "análise de espectro, isto é, verificando através do som do rádio, a quantidade de energia contida no espectro, distribuída ao longo da faixa de 550 a 1620 kHz. No exato momento, a emissora "C" está sendo capturada. Os palitinhos representam a energia irradiada pelas emissoras, o contorno representa a curva de sintonia do rádio. Somente o que está dentro da "casinha" (curva de recepção) é ouvido no altofalante.



Análise de Espectro Visual



Aqui temos a análise visual do espectro de uma emissora AM de 500 kHz.
Como a emissora está modulada, alem do "palitinho" da portadora em 500 KHz, aparecem palitinhos na faixa lateral inferior (499 kHz) e faixa lateral superior (501 kHz). A emissora está transmitindo um apito de 1KHz.

Quanto maior a potência da emissora, mais altos serão os "palitinhos".
Os "morrinhos" (próximos da linha de base) distribuidos na faixa é o ruído "cachoeirinha" .


Como funciona um analisador de espectro visual?

Muito simples:




A varredura de sintonia do analisador de espectro visual é feita da seguinte maneira:

Da esquerda para a direita é feita lentamente. A tartaruga representa o tempo de varredura de sintonia. O morrinho significa a energia encontrada pela tartaruga em sua caminhada. Quanto maior a energia, maior o morrinho. Quando a energia do morrinho é muito alta, o "morrinho" transforma-se um "pico" (palito). E a tartaruga transforma-se numa alpinista!

O coelho representa o retorno de varredura. Nessa situação, a tela do analisador de espectro é apagada, para não confundir a analíse. O retorno é muito rápido.
Terminado o trabalho do coelho, volta a tartaruga a fazer nova análise.

O símbolos "menos" à esquerda da tela, representa o início de varredura, numa frequência de sintonia mais baixa. O símbolo "mais" à direita da tela, representa o fim da varredura, numa frequência de sintonia mais alta.

O gráfico do analisador de espectro é semelhante ao de um eletrocardiográfo, muito comum em filmes e novelas, principalmente quando o herói está na UTI.

Mas há uma pequena diferença: o eletrocardiograma faz a análise da pulsação cardíaca em função do tempo, enquanto o analisador de espectro faz a análise das emissoras de rádio e TV em função da frequência.


Quem quiser fazer umas experiências interessantes sobre interferências no espectro, sugiro esse post:
"Testes de Interferência"
http://www.htforum.com/vb/showthread.php?t=100958

Meus amigos do HT- Fórum, tenham um pouco de paciência. Para aproveitar 100% das propriedades do chuviscômetro, é preciso que esses conceitos sejam bem compreendidos.

[cerealkiller]

Bela matéria Jonas.


Parabéns pelo tópico.

Abraços.

[rmadeira]

Muito bom! Continuem em doses homeopáticas que é pra todos entenderem. Excelente!

[Jonas Negreiros]

O seu televisor analógico também é um analisador de espectro!

Toda vez que seu TV analógico é acionado para uma busca automática de canais, é iniciado um processo de análise de espectro na faixa de televisão.

Em primeiro lugar, é varrida a parte baixa de VHF (canais 2 ao 6);
Em seguida, é varrida a parte alta de VHF (canais 7 ao 13);
Por último, é varrida a faixa de UHF (canais 14 a 69 em TVs modernos, ou 14 a 83 em TVs antigos).

Abaixo, uma figura que exemplifica o processo de varredura de sintonia na tela de um TV analógico (pero no mucho):





Todos os sinais "reconhecidos" pelo seu TV como "canais de televisão analógicos" são armazenados na memória do aparelho.

Quando o TV percorre a faixa de UHF completa (canais 14 a 83) vai encontrar pelo caminho emissoras de TV analógicas, emissoras de TVs Digitais (se este serviço existir na sua cidade),e , acima do canal 70, sinais de telefonia celular.

A faixa de espectro, compreendida entre o canal 70 a 83 já pertenceu ao serviço de TV. Foram "cedidas" para telefonia celular e outros serviços.

Vamos fazer algumas analogias para entender como um analisador de espectro "verdadeiro" reage aos sinais de TV, em comparação ao que acontece numa tela de TV analógico.

Abaixo, vemos um espectrograma de um canal de TV analógico:





A tela do analisador de espectro mostra a portadora de imagem, cor e som de um canal de TV NTSC, muito parecido com o sistema brasileiro PAL-M.

A escala zero a seis representam um canal de TV analógica de 6 megahertz de largura.

Em 1,25 encontra-se a portadora de vídeo ou imagem (luminance), modulada em AM;
Em 4,83 encontra-se a portadora de cor (chrominance), modulada em AM;
Em 5,75 encontra se a portadora de som (audio), modulada em FM.

O "espalhamento de palitos" em torno das portadoras são as faixas laterais das portadoras, que carregam as informações de cada função.

O gráfico lilás que você vê acima é exatamente isso. Quanto mais alta a potência de sinal, maiores são os "picos dos relevos".

Digamos que a velocidade de varredura (lembram-se do coelho e da tartaruga?) do analisador seja suficientemente rápida para completar 30 análises num único segundo.

Toda a informação capturada pelo analisador será apresentada numa "soma" de trinta imagens superpostas em um único gráfico. Isso é o que acontece normalmente.


E o televisor, como "analisa" essa estranha composição de energia distribuída no domínio da frequência?

Posso dizer, categoricamente, que é muito mais fácil analisar essa figura pelo televisor. O televisor faz 525 varreduras em um lapso de segundo. Cada varredura representa uma linha. Cada linha ocupa um lugar diferente na tela.

À título de exemplo, veja abaixo um televisor "hipotético" de 3 linhas:



Da esquerda para a direita, é feita uma varredura em baixa velocidade. Nesta fase a tela do TV fica acesa;

Da direita para a esquerda, é feito o retorno de varredura, em alta velocidade. Nesta fase, a tela fica apagada;

Durante um trinta avos de segundo (1/30s), toda a energia distribuida na faixa de vídeo de um canal de TV são transformadas em 525 fileiras de pontos luminosos (linhas), distribuidas desde a parte superior da tela até a sua base, preenchendo toda a tela do televisor.

Durante um segundo, esse processo de varredura na tela é repetido 30 vezes!
(São realizadas no TV 30 varreduras de tela completas!).

Quanto maior a energia irradiada a cada ponto, mais escuro ele fica. Quanto menor a energia de cada ponto, mais claro e ele fica.

A fantástica distribuição dos pontos claros e escuros (coordenadas pelos sistemas de sincronismo Vertical e Horizontal de um TV analógico), em toda a tela do TV, transformam o "estranho código espectral" em imagem!

Meus Caros CK e Rodrigo Madeira, grato pelas palavras de incentivo. Qualquer dúvida, perguntem!

[rmadeira]

Jonas, eu gostaria de saber o objetivo do Chuviscômetro. Fico me perguntando: será capaz um televisor analógico receber o sinal digital? A analogia entre TVC e TV P/B sugere isso?

[Jonas Negreiros]

Originalmente Enviado por rmadeira

Jonas, eu gostaria de saber o objetivo do Chuviscômetro. Fico me perguntando: será capaz um televisor analógico receber o sinal digital? A analogia entre TVC e TV P/B sugere isso?

Oi, Rodrigo!

Se a TV digital fosse compatível com a analógica, sim! Mas, infelizmente, não é!

A maioria dos TVs analógicos "detetam" a presença do sinal digital, em forma de chuviscos. Alguns modelos podem apresentar tela azul, o que inviabiliza o uso do chuviscômetro.

Os chuviscos digitais, quando capturados por um TV analógico, variam o brilho em função da intensidade do sinal recebido. Isso permitirá medir "a intensidade de campo" de um sinal digital pelo chuviscômetro, antes de arriscar a compra de um TVD ou decodificador.

Além disso, a tela de um TV analógico poder denunciar a presença de canais analógicos e outros tipos de perturbações nos canais digitais, cujos TVs digitais ou decodificadores não diagnosticam. Apenas travam.

As barrinhas dos TVDs e Decodificadores (quando existentes) indicam apenas a "intensidade" e "qualidade" do sinal. Quando a qualidade do sinal é ruim, qual é a causa?

Esse é o objetivo do chuviscômetro: diagnosticar o tipo de perturbação que impede a recepção digital, a fim de buscar "remedinhos" para recuperá-la.

Se o seu televisor analógico "deteta" os chuviscos e possui um seletor de canais de alta precisão (do Tipo PLL, comuns nos modelos mais novos), você poderá construir o chuviscômetro e nos ajudar a enriquecer esse tópico, relatando suas experiências com esse instrumento.

[s]

Jonas

[Jonas Negreiros]

O chuviscômetro é composto de um TV analógico, uma foto-célula (sensor LDR) montada dentro de uma caneca fosca, acoplada a um medidor de resistência elétrica (ohmímetro), de preferência analógico.

O ohmímetro é uma das funções disponíveis nos multímetros. Esses aparelhos medem Tensão (em volts) Corrente (medição perigosa!, em amperes) e Resistência Elétrica (em ohms).

Quando for comprar um ohmímetro, peça multímetro, se não o balconista vai cobrar mais caro! O ohmímetro deve ler, pelo menos, valores de resistência elétrica de até 500 kilo-ohms (500.000 ohms).

As flutuaçoes das leituras do chuviscômetro indicam perturbações na recepção.
Estas flutuações são mais fáceis de serem lidas e interpretadas num múltimetro analógico, embora a indicação númerica dos multímetros digitais ser mais adequada em leituras estáveis.



Chuvisco Verdadeiro

Tela de Calibração do Chuviscômetro
A tela acima é usada para calibrar o chuviscômetro.
Canal 60 Vago, Capturado com antena Proeletronic 1040, SEM BOOSTER
Ajuste do TV:
Brilho = 0%
Cor = 0%
Nitidez = 0%
Contraste = 60%
leitura do chuviscômetro: 185 kilo ohms
Este valor será usado como referência em todas as outras medições

Espectrograma

O gráfico acima demonstra a forma de um sinal de TV digital (DVB) através de analisador de espectro. Numa emissão digital, a potência do sinal é espalhada uniformemente no canal de TV. (Compare com uma emissão analógica, espectro lilás, do post Chuviscômetro - Parte 3). Esse sinal contém dados que são decodificados por um TVD ou conversor. Num TV analógico, esses sinais são interpretados como "chuviscos digitais".



Chuvisco Digital

A foto acima é o Sinal da EPTV Digital exibida numa tela de um TV analógico, capturada desde Cabreúva SP (aproximadamente 40 km do transmissor), SEM BOOSTER.
Podemos observar um chuvisco "diferente" da tela anterior. Os "artefatos" dos chuviscos são decorrentes da transferência da foto JPEG para BitMap e pela compressão MPEG. De qualquer maneira, verifica-se que o chuvisco de uma emissão digital não é aleatório como um chuvisco verdadeiro. O colega Silvio chamou esse fenômeno de "Efeito Potergeist".

Leitura do chuviscômetro:
Resistência Elétrica Correspondente ao Chuvisco do Canal 42 = 35 a 38 kilo ohms
Valor médio Chuvisco EPTV (canal 42) = 36,5 kilo ohms
Relação de Flutuação do sinal EPTV: 38/35 = 1,08 (aprox. 8%)
Intensidade do sinal relativo: Chuvisco EPTV/Chuvisco Referencial = 36,5/185 = 0,197X
Observação: invertemos a divisão adotada na série "Análise pela Imagem", pois quanto mais forte é o sinal digital, mais escura é a tela.

Ao ligar o decodificador Aiko nessa condição, tivemos as seguintes leituras:
Intensidade do Sinal da EPTV Campinas: 90%
Qualidade do Sinal da EPTV Campinas: 95%

Comentários: a EPTV Campinas é capturada em Cabreúva sem dificuldades. O chuvisco da tela é uniforme, sem qualquer vestígio de interferências (traços, barras horizontais ou flutação intensa de brilho na tela do TV).

A fim de "não entupir a cuca" dos colegas que acompanham esta série, vamos apresentar os resultados aos poucos.

[Jonas Negreiros]

Continuando o "Relatório de Medições do Chuviscômetro", passamos os resultados de recepção obtidos à partir dos sinais transmitidos desde S. Paulo, a 60 km de Cabreúva - SP.

O processo de calibração do chuviscômetro foi o seguinte:
1o. Medição: Resistência eletrica em canal vago.
Antena apontada para Campinas.
Canal Sintonizado : 60 (vago)
Ajuste do TV:
Brilho = 0%
Cor = 0%
Nitidez = 0%
Contraste = 60%
Leitura do Chuviscômetro: 185 kilo ohms (valor referencial).
2a. medição: Veja post: Chuviscômetro - Parte 4

3a. Medição: Record S. Paulo, Canal 20 Digital
(Antena apontada para S. Paulo)
Resistência Elétrica Correspondente ao Chuvisco do Canal 20 = 24 a 26 kilo ohms
Valor médio Chuvisco Record = 25 kilo ohms
Relação de Flutuação do sinal Record: 26/24 = 1,08 (aprox. 8%)
Intensidade do sinal relativo: Chuvisco Record/Chuvisco Referencial= 25/185 = 0,135X

Comentários:

A Record S. Paulo é capturada em Cabreúva, sem dificuldades. O chuvisco da tela é uniforme, sem vestígios de interferências (traços, barras horizontais ou flutação intensa de brilho).

Ao ligar o decodificador Aiko nessa condição, tivemos as seguintes leituras:
Intensidade do Sinal da Record S. Paulo: 70%
Qualidade do Sinal da Record S. Paulo: 95%
Resultado: Sucesso!

4a. Medição: Cultura S. Paulo, Canal 24 Digital (Antena apontada para S. Paulo)
Resistência Elétrica Correspondente ao Chuvisco do Canal 24 = 26 a 28 kilo ohms
Valor médio Chuvisco Cultura = 27 kilo ohms
Relação de Flutuação do sinal Cultura 28/26 = 1,07 (aprox. 7%)
Intensidade do sinal relativo: Chuvisco Cultura/Chuvisco Referencial= 27/185 = 0,145X

Comentários:

A Cultura S. Paulo é capturada em Cabreúva, sem dificuldades. O chuvisco da tela é uniforme, sem vestígios de interferências (existência de traços, barras horizontais ou flutação intensa de brilho);

Ao ligar o decodificador Aiko nessa condição, tivemos as seguintes leituras:
Intensidade do Sinal da Cultura S. Paulo: 80%
Qualidade do Sinal da Cultura S. Paulo: 95%
Resultado: Sucesso!

5a. Medição: Rede TV! S. Paulo, Canal 29 Digital (Antena apontada para S. Paulo)
Resistência Elétrica Correspondente ao Chuvisco do Canal 29 = 22 a 25 kilo ohms
Valor médio Chuvisco Rede TV! = 23,5 kilo ohms
Relação de Flutuação do sinal Rede TV! 25/22 = 1,13 (aprox. 13%)
Intensidade do sinal relativo: Chuvisco RTV!/Chuvisco Referencial = 23,5/185 = 0,127 X

Ao ligar o decodificador Aiko nessa condição, tivemos as seguintes leituras:
Intensidade do Sinal da Rede TV!, S. Paulo: 80%
Qualidade do Sinal da Rede TV!, S. Paulo: 95%

Comentários:

A Rede TV! de S. Paulo é capturada em Cabreúva com dificuldades. A recepção HD desmorona; a recepção ONE SEG acontece sem dificuldades. Os chuviscos na tela do TV analógico variam bastante, há vestígios de interferências de emissora analógica (traços e flutação de brilho perceptíveis a olho nu). Possível perturbador: Canal 28 analógico de Jundiaí-SP

Duas medidas atestam os resutados: A Rede TV! deu a menor leitura de intensidade de sinal relativo e a maior flutuação na leitura do chuviscômetro.

Notas Finais:

Antes de apresentar a última relação dos (piores) resultados de recepção, faremos um post sobre análise de problemas de propagação e intereferências, através de imagens de Televisão Analógica.

Nosso grande desafio será demonstrar, através de fotos de chuviscos digitais, todos os problemas de propagação e interferências exibidos na tela de um TV analógico.

Essa fase dependerá da ajuda dos colegas interessados no uso do chuviscômetro