/
КонтактыО проекте Блог
Galaktika

Вход | Регистрация


Запомнить меня
Забыли пароль?

 

  ПОИСК


 
 

 

Пульт дистанционного управления

Пульт ДУ (пульт дистанционного управления) — ручное электрическое устройство с кнопками для управления другим устройством на расстоянии. Используется для посылки телевизорам, звуковым проигрывателям, DVD-проигрывателям команд переключения телеканалов, звуковых дорожек, управления громкостью и т. п. Современные пульты ДУ посылают команды посредством инфракрасного излучения и питаются от двух батареек типоразмера AA или AAA. Большинство образцов современной бытовой электроники содержат ограниченный набор средств управления на себе и полный набор на пульте ДУ.

Своеобразные пульты ДУ бывают у автомобильных сигнализаций и некоторых цифровых фотоаппаратов.

История удалённого управления

Один из самых ранних образцов устройств для удалённого управления придумал и запатентовал Никола Тесла в 1893 году.

В 1903 году испанский инженер и математик Leonardo Torres Quevedo представил в Парижской академии наук Telekino — устройство, представлявшее из себя робота, выполняющего команды, переданные посредством электромагнитных волн. В том же году он получил патенты во Франции, Испании, Великобритании и США. В 1906 году в порту Бильбао в присутствии короля и большого сборища зрителей Torres представил своё изобретение, управляя лодкой с корабля. Позже он пробовал приспособить Telekino для снарядов и торпед, но прекратил проект из-за недостатка средств.

Первая удалённо управляемая модель аэроплана была запущена в 1932 году. Затем над использованием удалённого управления в военных целях усиленно работали во время Второй мировой войне, например в проекте немецкой ракеты земля-воздух Wasserfall.

Первый пульт ДУ для управления телевизором был разработан американской компанией Zenith Radio Corporation в начала 1950-х. Он был соединён с телевизором кабелем. В 1955 году был разработан беспроводной пульт Flashmatic, основанный на посылании луча света в направлении фотоэлемента. К сожалению, фотоэлемент не мог отличить свет из пульта от света из других источников. Кроме того, требовалось направлять пульт точно на приёмник.

В 1956 году американец австрийского происхождения Роберт Адлер разработал Zenith Space Command — беспроводной пульт. Он был механическим и использовал ультразвук для задания канала и громкости. Когда пользователь нажимал кнопку, она щёлкала и ударяла пластину. Каждая пластина извлекала шум разной частоты и схемы телевизора распознавали этот шум. Изобретение транзистора сделало возможным производство дешёвых электрических пультов, которые содержат пьезоэлектрический кристалл, питающийся электрическим током и колеблющийся с частотой, превышающей верхний предел слуха человека (хотя слышимой собаками). Приёмник содержал микрофон, подсоединённый к схеме, настроенной на ту же частоту. Некоторыми проблемами этого способа были возможность приёмника сработать от естественного шума и то, что некоторые люди, особенно молодые женщины, могли слышать пронзительные ультразвуковые сигналы. Был даже случай, когда игрушечный ксилофон мог переключать каналы на телевизорах этого типа, потому что некоторые обертоны ксилофона совпадали по частоте с сигналами пульта.

Толчок к появлению более сложных типов пультов ДУ появился в конце 1970-х, когда компанией Би-би-си был разработан телетекст. Большинство продаваемых пультов ДУ в то время имели ограниченный набор функций, иногда только четыре: следующий канал, предыдущий канал, увеличить или уменьшить громкость. Эти пульты не отвечали нуждам телетекста, где страницы были пронумерованы трёхзначными числами. Пульт, позволяющий выбирать страницу телетекста, должен был иметь кнопки для цифр от 0 до 9, другие управляющие кнопки, например для переключения между текстом и изображением, а также обычные телевизионные кнопки для громкости, каналов, яркости, цветности. Первые телевизоры с телетекстом имели проводные пульты для выбора страниц телетекста, но рост использования телетекста показал необходимость в беспроводных устройствах. И инженеры Би-Би-Си начали переговоры с производителями телевизоров, что привело в 1977—1978 к появлению опытных образцов, имевших гораздо больший набор функций. Одной из компаний была ITT, её именем был позже назван протокол инфракрасной связи.

В 1980-х Стивен Возняк из компании Apple основал компанию CL9. Целью компании было создание пульта ДУ, который мог бы управлять несколькими электрическими устройствами. Осенью 1987 года был был представлен модуль CORE. Его преимуществом была возможность «обучаться» сигналам от разных устройств. Он также имел возможность выполнять определённые функции в назначенное время благодаря встроенным часам. Так же это был первый пульт, который мог быть подключён к компьютеру и загружен обновлённым программным кодом. CORE не оказал большого влияния на рынок. Для среднего пользователя было слишком сложно программировать его, но он получил восторженные отзывы от людей, которые смогли разобраться с его программированием. Названные препятствия привели к роспуску CL9, но один из её работников продолжил дело под маркой Celadon.

К началу 2000-х количество бытовых электроприборов резко возросло. Для управления домашним кинотеатром может потребоваться пять-шесть пультов: от спутникового приёмника, видео-магнитофона, DVD-проигрывателя, телевизионного и звукового усилителя. Некоторые из них требуется использовать друг за другом, и, из-за разобщённости систем управления, это становится обременительным. Многие специалисты, включая известного специалиста по юзабилити Jakob Nielsen и изобретателя современного пульта ДУ Роберта Адлера, отмечают сколь запутанно и неуклюже использование нескольких пультов.

Устройство

Модуляция инфракрасного светодиода изменяется в зависимости от нажатой кнопки. Большинство пультов ДУ для электроники используют светодиод, испускающий пучок инфракрасного излучения с длиной волны 0,75—1,4 микрон, который достигнет устройства. Этот свет невидим для человеческого глаза, но распознаётся устройством, так же как и сенсором цифрового фотоаппарата.

Для одноканального (с одной функцией, с одной кнопкой) пульта достаточно наличия сигнала, чтобы передать команду. Для пультов с несколькими функциями необходима более сложная система: модуляция несущего сигналами разной частоты. После демодуляции полученного сигнала, применяются соответствующие частотные фильтры для разделения сигналов. Сейчас чаще всего используется цифровая обработка сигналов. Часто можно услышать сигналы, модулируемые на инфракрасном несущем, используя пульт ДУ рядом со средневолновым радиоприёмником не настроенным на станцию.

Пульты ДУ не имеют обратной связи, это означает что пульт не может определить достиг ли сигнал приёмника или нет. Потому сигнал, соответствующий нажатой кнопке передаётся непрерывно до тех пор пока кнопка не будет отпущена.

В основе большинства пультов дистанционного управления обычно лежит одна бескорпусная микросхема помещенная прямо на печатную плату. Сверху микросхема покрыта компаундом, что предотвращает её повреждение.

Для считывания кода нажатой кнопки обычно применяется метод активного сканирования линий (например клавиатура ПК), НО в пультах ДУ бытовой техники использование такого метода требовало бы затрат энергии и батарейки бы быстро садились. Поэтому в пультах используется метод «одна кнопка — одна линия». При нажатии на кнопку пульта соединяются общая линия и линия этой кнопки, вследствие чего поступающий сигнал «будит» микросхему пульта, она определяет код нажатой кнопки и формирует посылку — [код пульта][код кнопки]. Передача обычно повторяется, чтобы исключить потери данных. При отпускании кнопки пульт «засыпает» он больше ничего не отправляет. Пульт НЕ посылает информации о том, что кнопка отпущена. На приёмной стороне (например в телевизоре) принимаются данные, а потом анализируется код пульта, если этот пульт не соответствует заданному, то принятые данные игнорируются, а если соответствует, то анализируется код нажатой кнопки. Приёмники (например телевизор) могут не работать с пультом ДУ не только из-за различного [кода пульта] но и по следующим причинам: 1. Используются различные методы кодирования передаваемых данных 2. Используются разные частоты модуляции ИК сигнала

Обычно в пультах используется одна частота модуляции. На неё настроен пульт и приёмник. Частоты модуляции обычно «стандартны» — это 36 кГц, 38 кГц, 40кГц (Panasonic, Sony,...). Редкими считаются частоты 56кГц (используется фирмой Sharp Electronics). Фирма Bang & Olufsen использует 455кГц, что является большой редкостью.

Для частот от 30 до 50 кГц обычно используются светодиоды с длиной волны 950 нм, а для 455 кГц используются светодиоды с длиной волны 870 нм (на эту длину волны и высокую частоту модуляции ориентированы специализированные приёмники TSOP5700 и TSOP7000).

Модуляция

Передача сигнала осуществляется мерцанием светодиода с соответствующей частотой. В отсутствии передачи светодиод гасится. Несколько таких модулированных передач и гашений формируют кодированную посылку. Приёмники ИК сигнала в своём составе обычно имеют частотный детектор (или подобную схему) детектирующую наличие или отсутствие мерцания заданной частоты. Пример фото приёмников: TSOP1736 — настроен на частоту 36кГц, TSOP1738 — 38кГц (производитель Vishay Telefunken), BRM1020 — 38кГц.

Практически все ИК приёмники производимые серийно имеют ИК светофильтр (и выглядят тёмными). Встроенная схема состоящая из нескольких каскадов усилителей и демодулятора (частотного детектора) чувствительна к сигналу до −90дБ (большинство радиолюбительских схем имеют чувствительность до −60дБ). Также практически все ИК приёмники имеют всего три вывода: Питание, Земля, Выход данных (показывающий наличие или отсутствие модулированного сигнала на входе фото приёмника. Использование приёмника не совпадающей с частотой модуляции пульта не означает что он не будет принимать.. он будет принимать, но его чувствительность может очень сильно упасть. Для приёма сигнала от пульта ДУ также существует демодулятор без встроенного ИК фото приёмника — микросхема фирмы Sony CXA1511l, по своей сути — высококачественный частотный детектор, позволяющий сделать пульт например не на светодиодах ИК диапазона а на УФ.

Методы кодирования данных

Сейчас популярно используются две схемы кодирования передаваемых данных:

Первая в пультах ДУ стала применяться фирмой Philips (протокол RC5, Манчестерское кодирование): Передача 0 дополнялась единицей, а передача 1 — нулём. То есть 001 передавалась бы как 01 01 10. Соответственно посылка считывается последовательно, и в эфир подаётся модулированный сигнал только когда встречается единица.

Второй метод кодирования (авторство приписывается фирме Sony): Сначала всегда передаётся «1» модулированным сигналом, а потом «0» пауза. Временной размер единицы всегда одинаковый, а временной размер 0 — это кодированные передаваемые данные. Длинная пауза — передача еденицы, короткая пауза — передача ноля.

Перед посылкой кодированных данных пульт всегда посылает одну или несколько синхро посылок для того чтобы фото приёмник настроил приёмную цепь (синхронизировался с пультом по чувствительности и фазе).

Производители пультов не склонны придерживаться каких либо общих стандартных протоколов кодирования данных и вправе разрабатывать и применять для своей техники всё новые и новые протоколы. Более полный список протоколов: NEC (repetitive pulse), NEC (repetitive data), RC5, RC6, RCMM, RECS-80, R-2000 (33 kHz), Thomson RCA (56.7 kHz), Toshiba Micom Format (similar NEC), Sony 12 Bit, Sony 15 Bit, Sony 20 Bit, Kaseikyo Matsushita (36.7 kHz), Mitsubishi (38 kHz, preburst 8 ms, 16 bit), Ruwido r-map, Ruwido r-step, Continuous transmission 4000 bps и Continuous transmission 1000 bps.

Питание

Практически все пульты питаются двумя пальчиковыми батарейками. Это связано с тем, что для питания инфракрасного светодиода необходимо не менее 2,0—2,5 вольт, а от одной пальчиковой батареи 1,3в такого напряжения не получить (без использования изощрённых схемотехнических способов).

Использование

Чрезвычайные ситуации

Во избежание нанесения ущерба здоровью человека удалённо управляемые машины необходимы в чрезвычайных ситуациях, таких как радиоактивное или химическое загрязнение. Например, удалённо управляемые роботы использовались во время устранения последствий Чернобыльской аварии.

Военное дело

В Первой мировой войне немецкий флот применял специальные лодки для борьбы с прибрежным флотом. Они управлялись двигателями внутреннего сгорания и управлялись удалённо с береговой станции по кабелю длиной несколько миль, привязанному к катушке на корабле. Самолёт использовался для их точного наведения. Эти лодки несли большой заряд взрывчатки в носу и ходили на скорости 30 узлов.[1]

Рабоче-крестьянская Красная армия использовала удалённо-управляемые танки в Советско-финской войне 1939—1940 годов и в начале Великой Отечественной войны. Телетанк управлялся по радиосвязи из управляющего танка на расстоянии 500—1500 м, таким образом, получалась телемеханическая группа. Красная армия выставила по меньшей мере два телетанковых батальона в начале ВОВ. Также у Красной армии были удалённо-управляемые катера и экспериментальные самолёты.

Космос

Технология удалённого управления также использовалась в исследованиях космоса. Советский Луноход удалённо управлялся с Земли. Прямое удалённое управление космическими аппаратами на бо́льших расстояниях непрактично из-за возрастающей задержки сигнала.

Игрушки

В настоящее время широко распространены детские игрушки с дистанционным управлением. Например, такие как модели автомобилей.

Видеоигры

До недавнего времени игровые приставки использовали проводные контроллеры. Отчасти по той причине, что игроку трудно играть и при этом сохранять инфракрасный передатчик направленным на приставку. Некоторые беспроводные контроллеры производились третьими производителями, в большинстве случаев в них использовалось радиосвязь. Первым беспроводным контроллером был WaveBird для приставки Nintendo GameCube. В следующем поколении игровых приставок — Xbox 360, PlayStation 3, Wii — беспроводные контроллеры стали стандартом. Обычно они работают по протоколу Bluetooth.

Фотография

Механические фотоаппараты для того, чтобы уменьшить шевелёнку, имеют спусковой тросик. В электронных фотоаппаратах для этой же цели применяется проводной или беспроводной пульт. Кроме спуска затвора, пульты позволяют менять зум (если тот управляется мотором) и делать некоторые другие настройки.

Источник ru.wikipedia.org


« Назад

Хиты

В России начались испытания аппарата «Луна-25»
В России начались испытания аппарата «Луна-25»
Российские специалисты начали испытания аппарата «Луна-25» («Луна-Глоб»), который в 2019 году должен приступить к изучению спутника Земли. Об этом в ходе выставки Paris Air Show-2015 в Ле-Бурже РИА Новости сообщил представитель «Объединения имени Лавочкина», представившего там макет аппарата. 
Первый в истории частный спутник на солнечном парусе вышел на орбиту
Первый в истории частный спутник на солнечном парусе вышел на орбиту
Разработан и построен он был на деньги некоммерческого Планетарного общества США, объединяющего энтузиастов исследования дальнего космоса. 
Роскосмос отложил оглашение результатов расследования аварии «Прогресса»
Роскосмос отложил оглашение результатов расследования аварии «Прогресса»
Роскосмос продлил на неопределенный срок работу комиссии по расследованию причин произошедшей 28 апреля 2015 года аварии транспортного грузового корабля (ТГК) «Прогресс М-27М».