Tornar a experiência de entretenimento audiovisual o mais natural possível é um dos principais objetivos das empresas de entretenimento eletrônico. A jornada das televisões de Preto e Branco para plasma e agora para LEDs é um bom exemplo disso. A gravação digital de alta definição foi possível por meio de DVDs e Blu-rays. No entanto, para transmitir a mesma qualidade de dados de alta definição para o display, é necessária uma interface de alta qualidade. Em busca dessa qualidade realista, os gigantes da eletrônica do mundo: Sony, Thomson, Panasonic, Toshiba, Phillips e Hitachi, formaram um grupo de pesquisa conjunto que deu uma das melhores maneiras de transmitir e acessar vídeo e áudio, HDMI.
HDMI significa Interface Multimídia de Alta Definição. Um cabo HDMI é um cabo único que serve como link para aplicativos de áudio e vídeo. Para um vídeo gravado em alta definição, um cabo componente de áudio e vídeo padrão fornece uma saída de 480 pixels por polegada. Por outro lado, os conectores HDMI oferecem uma saída de pelo menos 720 pixels/polegada, proporcionando assim um vídeo mais rico e vivo que pode recriar a cena real com mais precisão. Também existem melhorias semelhantes no lado do áudio (som de 2.1 canais e superior). Isso significa que um único cabo HDMI pode substituir até 11 cabos de sinal analógico, não apenas em aspectos como redução de confusão, mas também em largura de banda, transmissão de conteúdo e qualidade de apresentação. O HDMI é constantemente trabalhado e aprimorado pelo HDMI Consortium, que também cuida da certificação de cabos HDMI.
Estrutura externa
Fig. 1: Imagem mostrando o cabo do conector HDMI
A imagem acima mostra um cabo conector HDMI convencional. Os cabos HDMI são relativamente mais grossos do que um conector de áudio/vídeo normal devido à sua construção. O cabo acima tem formato cilíndrico; no entanto, cabos HDMI planos também estão se popularizando.
Fig. 2: Revestimento de esferas de ferrite do cabo HDMI
Os invólucros grossos abrigam esferas de ferrite que suprimem sinais EMI de alta frequência e ruído quando o sinal é transmitido. Assim, as radiações de cabos de alimentação próximos ou de outros cabos HDMI são significativamente reduzidas com o uso desses grânulos de ferrite. São um tipo de bobina eletrônica que funciona dissipando correntes de alta frequência na forma de calor, ao contrário das bobinas indutivas que liberam a energia posteriormente.
Fig. 3: Imagem mostrando a malha de fibra trançada que cobre a capa plástica que, por sua vez, envolve os fios de transmissão do cabo HDMI
A capa plástica que abriga e protege os fios de transmissão é coberta por uma camada trançada de malha de fibra. Feita de um polímero de alta densidade, esta camada é retardadora de calor e chamas. Ajuda a prevenir a abrasão do cabo e aumenta a longevidade do cabo.
Conectores HDMI
Fig. 4: Conectores na extremidade do cabo HDMI
Par idêntico de conectores fêmea é colocado nas extremidades do cabo HDMI. Para atender aos rigorosos requisitos de qualidade durante a transmissão de sinais digitais, os pontos de entrada no cabo, ou seja, os conectores são banhados a ouro na seção que se conecta aos dispositivos compatíveis com HDMI. O ouro é a escolha simplesmente porque é um dos melhores elementos condutores e não mancha facilmente. A mesma qualidade deve ser mantida quando os conectores transmitem o sinal para a seção de fiação. Conseqüentemente, a seção que os conecta é revestida com níquel. (Mas é novamente uma escolha de construção e se os requisitos puderem ser satisfeitos com outros revestimentos como o cobre simples, isso também não deverá ser um problema, especialmente em comprimentos curtos.)
Fig. 5: Conector tipo A de 19 pinos
Vários tipos de conectores HDMI estão disponíveis para que a maioria dos dispositivos multimídia possa desfrutar de conteúdo de alta definição. A imagem acima detalha um conector Tipo A que foi introduzido com a versão 1.0 do HDMI. É um conector de 19 pinos e é usado para conectar reprodutores de mídia, laptops, consoles de jogos, etc. ao monitor. Existem mais 4 tipos de conectores HDMI disponíveis: tipo B, C, D, E. Os tipos B e C foram introduzidos na versão 1.3 do HDMI, enquanto D e E foram introduzidos nas versões 1.4. Mas é preciso lembrar que os conectores não definem qual versão de HDMI o cabo suporta.
Os conectores HDMI tipo B têm 29 pinos e são projetados para Wide Quad Ultra Extended Array, que é um dos displays futuristas de mais alta resolução. O tipo C é um mini conector HDMI e tem 19 pinos, assim como o tipo A. Ele é usado em smartphones e tablets. Os conectores tipo D são micro conectores e têm 19 pinos, mas também são projetados para atender a alguns smartphones e câmeras. Esses conectores são 50% menores do que os conectores tipo C, portanto, são mais adequados para dispositivos pequenos e com espaço premium. Os conectores tipo E apresentam um sistema de conexão automotiva. Como o nome sugere, esse sistema é projetado para acessar conteúdo de mídia em um veículo.
Com vários tipos de conectores HDMI sendo introduzidos em novas versões, a compatibilidade com versões anteriores foi garantida para que nenhum cabo HDMI fique obsoleto devido a qualquer nova especificação lançada. Isso significa que o cabo que veio junto com um dispositivo compatível com HDMI 1.3 funcionará perfeitamente com um dispositivo compatível com HDMI 1.4 também, já que é apenas um componente passivo. Há apenas pequenas chances de o cabo mais antigo não suportar os novos padrões de conformidade de especificação, mas a possibilidade não pode ser completamente dispensada. Os fabricantes geralmente usam essa ignorância do cliente para fazê-los comprar novos cabos com um novo dispositivo, quando o cabo mais antigo teria funcionado perfeitamente.
Em uma grande mudança recente, o HDMI Forum removeu a especificação da versão, pois muitos enganos e confusões foram criados. Os cabos HDMI agora podem ser especificados em 5 tipos que são definidos distintamente com base em suas características. Estes são Cabo HDMI Padrão, Cabo HDMI Padrão com Ethernet, Cabo HDMI Automotivo, Cabo HDMI de Alta Velocidade e Cabo de Alta Velocidade com Ethernet. A maioria das diferenças está nas capacidades de velocidade e largura de banda, e o cabo HDMI Padrão é a categoria mais frequentemente encontrada entre elas.
Layout de alfinete
Fig. 6: Imagem mostrando a configuração de 19 pinos na extremidade do conector
A configuração de 19 pinos é usada neste conector HDMI (Tipo A). Na imagem mostrada acima, podemos notar que o conector tem pin outs em suas paredes internas. Os pinos da seção superior são numerados 1, 3, 5…19 enquanto os da seção inferior seriam 2, 4, 6…18. Se o conector for achatado em um plano, o arranjo dos pinos é tal que os pinos inferiores se encaixarão confortavelmente entre os pinos superiores e a numeração será como 1,2,3,4,5…19. Os pinos podem ser identificados com base em sua função, como na tabela abaixo.
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S.Não
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Número do pino HDMI
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Função
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Comentários adicionais
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1.
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Grupo A (Pinos 1-3),
Grupo B (Pinos 4-6),
Grupo C (Pinos 7-9)
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Esses pinos auxiliam na sinalização diferencial minimizada de transição (TMDS). Cada grupo de sinais TMDS possui 3 pinos servindo como positivo (1, 4, 7), negativo (pinos 3, 6, 9) e terra (pinos 2, 5, 8).
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Esta tecnologia aumenta a velocidade de transmissão do sinal e também minimiza a interferência entre os sinais. Os sinais TMDS podem transportar dados visuais e de áudio simultaneamente.
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2.
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Grupo D (Pinos 10-12)
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Este grupo de pinos auxilia na sincronização dos sinais enviados no TMDS para que as informações sejam transferidas da melhor maneira possível e precisa, mesmo que a taxa de transmissão seja alta.
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3.
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Pino 13
CEC (Canal de Eletrônicos de Consumo)
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Serve como comunicador entre os dispositivos conectados, atuando assim como um barramento de controle bidirecional.
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É um recurso opcional em configurações HDMI
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4.
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Pino14
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Mantido como reserva para fins futuros
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5.
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Pino 15
DDC
(Exibir canal de dados)
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Utilizado para fazer com que o dispositivo de saída HDMI envie dados para o dispositivo de entrada HDMI.
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Com isso, os dispositivos são sincronizados em termos de formato de saída de vídeo e áudio.
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6
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Pino 16
EDID
(Dados de informações de exibição estendida)
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Usado para sincronizar o dispositivo de origem e de destino em termos de qualidade de saída.
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Por exemplo, a tela deve ser 1080p ou 720p e o áudio deve ser 2.1 ou 5.1, etc., tudo sincronizado entre os dispositivos por meio de EDID.
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7
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Pino 17
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Fornece uma blindagem para canais DDC e CEC, atuando como aterramento para sinais indesejados transmitidos por eles
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8
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Pino 18
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Responsável por fornecer energia ao cabo HDMI que é de 5V.
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9
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Pino 19 (Detecção de Hot Plug)
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Instalações simples, plug and play, para o usuário.
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Tabela 1: Tabela que mostra as funções de cada um dos 19 pinos do cabo HDMI
Seção de fiação e conclusão
Seção de fiação
Fig. 7: Imagem de uma cobertura plástica espessa e uma camada de Mylar de alumínio sob a qual os fios de cobre do cabo HDMI ficam
Fig. 8: Imagem dos fios do cabo HDMI
As imagens acima mostram a cobertura de plástico grosso e a camada de Mylar de alumínio sob a qual os fios do cabo são colocados. Entre os 19 fios totais, há três conjuntos de 3 cabos cada para TMDS e um para relógio TMDS. Esses são cabos de par trançado blindados multifilares e são cobertos por bainhas de alumínio separadas. No total, há 3 camadas de proteção para a maioria dos fios.
Não há codificação de cores nos fios internos, facilitando assim as conexões. No entanto, deve-se tomar cuidado ao soldar, para que os fios terminem no mesmo número de pino do outro conector de onde ele começou. Leia mais sobre soldagem e aprenda algumas dicas interessantes sobre isso. Os fios são feitos de cobre e para fornecer comunicação de alta velocidade. Camada dielétrica injetada com nitrogênio é usada para evitar a oxidação desses fios para melhorar a longevidade.
O comprimento também constitui um aspecto crítico da configuração HDMI e apenas alguns comprimentos são certificados para HDMI. O que foi tirado aqui é um cabo HDMI de 1,5 m. Cabos mais longos de 5m e superiores também estão disponíveis. Como a fiação interna dos cabos HDMI requer materiais de alta qualidade, o custo do cabo continua aumentando com o comprimento. Os cabos HDMI, como qualquer outra linha de conexão passiva, enfrentam uma restrição de comprimento máximo, o que significa que o sinal começa a enfraquecer após percorrer uma certa distância através do cabo. Embora não haja limite oficial para o comprimento do cabo e esteja sujeito a testes de conformidade e certificação, cabos HDMI mais longos são evitados devido à alta atenuação do sinal. Embora os dados transmitidos em HDMI sejam sinais digitais, os requisitos de alta qualidade exigem reforços para percursos mais longos, como 15 metros ou mais. Especula-se que o uso de fibras ópticas reduziria consideravelmente a atenuação e proporcionaria um comprimento maior ao cabo.
Conclusão
Os cabos HDMI são uma das soluções mais eficientes da atualidade para aplicações de vídeo e áudio de alta qualidade. Muitas das gigantes do entretenimento, como a Columbia Pictures e a 20º Century Fox suporta compatibilidade HDMI e emissoras de TV Direct-to-Home, como Echostar e Hathway, têm seus decodificadores carregados com saídas HDMI. Consoles de jogos como X-Box, PlayStation e Ouya, que será lançado em breve, também promovem saídas HDMI. Assim, HDMI é um padrão amplamente aceito na indústria do entretenimento, no mercado e amplamente preferido por usuários em todo o mundo.
Como uma solução econômica, o HDMI é um dos poucos recursos disponíveis em computadores, televisores, tocadores de disco e até mesmo celulares. Com a inclusão de mais aprimoramentos como Ethernet e 3D, o HDMI está definitivamente dando passos rápidos para se tornar um padrão de interface versátil do mundo.
