Устройство пульта дистанционного управления. Принцип работы систем дистанционного управления бытовой техникой. Сравнение оригинального пульта с универсальным
История дистанционного управления
Один из самых ранних образцов устройств для дистанционного управления придумал и запатентовал Никола Тесла в 1893 году .
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.
Пульт ДУ Zenith Space Commander 600
Универсальный пульт Harmony 670
Военное дело
- В Первой мировой войне немецкий флот применял специальные лодки для борьбы с прибрежным флотом. Они приводились в движение двигателями внутреннего сгорания и управлялись дистанционно 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 .
- Рабоче-крестьянская Красная армия использовала дистанционно-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 дистанционно-управляемые катера и экспериментальные самолёты. Между тем, немецкие танковые батальоны были полностью радиофицированы, каждый танк имел на своем борту рацию, что говорит об огромном превосходстве немецкой техники и промышленности к началу войны.
- Подробная информация о применении ПДУ для средств спецназначения в наше время носит преимущественно закрытый характер
Авиация
Практически все средства авионики и другое бортовое оборудование ЛА управляются с помощью пультов ДУ в кабине пилотов, ДУ имеется также в наземном оборудовании
Водный транспорт
Значительная часть судового оборудования управляется с помощью ПДУ
Железная дорога и метро
ПДУ применяются для управления оборудованием поездов, путевым оборудованием, оборудованием станций (эскалатор, освещение и т. д.)
Промышленное производство и строительство
Некоторые виды производственного и строительного оборудования могут управляться с помощью ПДУ
Научно-исследовательские и производственно технические лаборатории
Некоторые виды лабораторного оборудования управляются с помощью ПДУ
Космос
- Технология дистанционного управления также использовалась в исследованиях космоса. Советский Луноход дистанционно управлялся с Земли. Прямое дистанционное управление космическими аппаратами на бо́льших расстояниях непрактично из-за возрастающей задержки сигнала.
- Для управления оборудованием и двигателями космического корабля в кабине космонавтов имеются пульты ДУ
Связь и другие системы информационных технологий
Дистанционное управление могут иметь ретрансляторы, радиомаяки, а также связные радиостанции, радиолокаторы и другие системы
Электроэнергетика
В электроэнергетике ПДУ используются для управления объектами энергосистемы и управления энергопотреблением
Пульт ДУ для бытовой электронной аппаратуры обычно представляет собой небольшое устройство с кнопками, и питанием от батареек, посылающее команды посредством инфракрасного излучения с длиной волны 0,75-1,4 микрон. Этот спектр невидим для человеческого глаза, но распознаётся приёмником принимающего устройства. В большинстве ПДУ применяется одна специализированная микросхема-формирователь команд с кварцевым резонатором, корпусная либо бескорпусная (помещенная прямо на печатную плату и залитая компаундом, для предотвращения повреждения), усилитель сигналов, состоящий из одного или двух транзисторов, и излучающий диод (или два) ИК диапазона. Дополнительно в некоторых ПДУ еще устанавливают светодиод для индикации посылки команд.
|
|
|
|
Схема пульта EUR51971 для ТВ. |
Схема пульта IP-Q 1 на Микросхеме SAA /7 со своим протоколом команд (количество 448), разработаны фирмой Thomson при содействии Philips, эти телевизоры можно отнести к группе Saba T6301/FF345. ТС342/365/440/460, Telefunken Chassis 418A, FB-180, Thomson Chassis ICC7. |
Во всем
мире для бытовой радиоаппаратуры наибольшее распространение получила система ДУ
RC-5. Эта система была разработана фирмой
Philips
для
нужд управления бытовой аппаратурой и используется во многих телевизорах. Для
пультов ДУ выпускается специализированная микросхема передатчика
SAA3010 (ПО
«Интеграл» выпускает аналог
INA3010 ). Применение специализированной микросхемы
передатчика резко уменьшает необходимое количество компонентов, и позволяет поместить
ИК передатчик в корпус небольшого размера. Кроме того, в таких микросхемах
решен вопрос низкого потребления в режиме ожидания, что делает эксплуатацию
пульта очень удобной: нет необходимости в отдельном выключателе питания. Схема
переходит в активный режим при нажатии любой кнопки и возвращается в режим
микропотребления
при ее отпускании. В настоящее время
разными производителями выпускается большое количество модификаций пультов ДУ
RC-5, причем некоторые модели имеют, вполне приличный дизайн. Промышленные
пульты, как правило, предназначены для управления телевизорами. Поэтому они
используют систему 0 кода RC-5. Совсем несложно перейти на другой номер
системы, и тогда взаимное влияние разных пультов будет исключено.
Когда мы нажимаем кнопку пульта, микросхема передатчика активизируется и генерирует последовательность импульсов, которые имеют заполнение частотой 36 КГц. Светодиоды преобразуют эти сигналы в ИК-излучение. Излученный сигнал принимается фотодиодом, который снова преобразует ИК-излучение в электрические импульсы. Эти импульсы усиливаются и демодулируются микросхемой приемника. Затем они подаются на декодер. Декодирование обычно осуществляется программно с помощью микроконтроллера. Код RC5 поддерживает 2048 команд. Эти команды составляют 32 группы (системы) по 64 команды в каждой. Каждая система используется для управления определенным устройством, таким как телевизор, видеомагнитофон и т.д. Одной из наиболее распространенных микросхем передатчика является микросхема SAA3010. Микросхема передатчика SAA3010 допускает питание напряжением +5V .
· Напряжение питания – 2...7V
· Потребляемый ток в ждущем режиме – не более 10 мка
· Максимальный выходной ток - ±10 мА
· Максимальная тактовая частота – 450 КГц
Структурная схема микросхемы SAA3010 показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Структура ИС SAA3010.
Описание выводов микросхемы SAA3010 приведено в таблице:
|
Обозначение |
||
|
Входные линии матрицы кнопок |
||
|
Вход выбора режима работы |
||
|
Входные линии матрицы кнопок |
||
|
Модулированные выходные данные |
||
|
Выходные данные |
||
|
Выходы сканирования |
||
|
Выходы сканирования |
||
|
Вход генератора |
||
|
Тестовый вход 2 |
||
|
Тестовый вход 1 |
||
|
Входные линии матрицы кнопок |
||
|
Напряжение питания |
Микросхема передатчика является основой пульта дистанционного управления. На практике один и тот же пульт может использоваться для управления несколькими устройствами. Микросхема может адресовать 32 системы в двух различных режимах: комбинированном и в режиме одной системы. В комбинированном режиме сначала выбирается система, а затем команда. Номер выбранной системы (адресный код) хранится в специальном регистре и происходит передача команды, относящейся к этой системе. Таким образом, для передачи любой команды требуется последовательное нажатие двух кнопок. Это не совсем удобно и оправдано только при работе одновременно с большим количеством систем. На практике передатчик чаще используется в режиме одной системы. При этом вместо матрицы кнопок выбора системы монтируется перемычка, которая и определяет номер системы. В этом режиме для передачи любой команды требуется нажатие только одной кнопки. Применив переключатель, можно работать с несколькими системами. И в этом случае для передачи команды требуется нажатие только одной кнопки. Передаваемая команда будет относиться к той системе, которая в данное время выбрана с помощью переключателя.
Для включения комбинированного режима на вывод передатчика SSM (Single System Mode ) нужно подать низкий уровень. В этом режиме микросхема передатчика работает следующим образом: во время покоя X и Z-линии передатчика находятся в состоянии высокого уровня с помощью внутренних p-канальных подтягивающих транзисторов. Когда нажата кнопка в матрице X-DR или Z-DR, запускается цикл подавления дребезга клавиатуры. Если кнопка замкнута на протяжении 18 тактов, фиксируется сигнал "разрешение генератора". В конце цикла подавления дребезга DR-выходы выключаются и запускаются два цикла сканирования, включающие по очереди каждый выход DR. В первом цикле сканирования обнаруживается Z-адрес, во втором - X-адрес. Когда Z-вход (матрица системы) или X-вход (матрица команды) обнаруживается в состоянии нуля, происходит фиксация адреса. При нажатии кнопки в матрице системы передается последняя команда (т.е. все биты команды равны единице) в выбираемой системе. Эта команда передается до тех пор, пока кнопка выбора системы не будет отпущена. При нажатии кнопки в матрице команды передается команда вместе с адресом системы, хранимом в регистре-фиксаторе. Если кнопка отпущена до начала передачи, происходит сброс. Если же передача началась, то независимо от состояния кнопки, она будет выполнена полностью. Если одновременно нажато более одной Z или X кнопки, то генератор не запускается.
Для включения режима одной системы на выводе SSM должен быть высокий уровень, а адрес системы должен быть задан соответствующей перемычкой или переключателем. В этом режиме во время покоя X-линии передатчика находятся в состоянии высокого уровня. В то же время Z-линии выключены для предотвращения потребления тока. В первом из двух циклов сканирования определяется адрес системы и сохраняется в регистре-фиксаторе. Во втором цикле определяется номер команды. Эта команда передается вместе с адресом системы, хранимом в регистре-фиксаторе. Если нет перемычки Z-DR, то никакие коды не передаются.
Если кнопка была отпущена между посылками кода, то происходит сброс. Если кнопка была отпущена во время процедуры подавления дребезга или во время сканирования матрицы, но до обнаружения нажатия кнопки, то также происходит сброс. Выходы DR0 – DR7 имеют открытый сток, в состоянии покоя транзисторы открыты.
В коде RC-5 имеется дополнительный управляющий бит, который инвертируется при каждом отпускании кнопки. Этот бит информирует декодер о том, удерживается кнопка или произошло новое нажатие. Бит управления инвертируется только после полностью завершенной посылки. Циклы сканирования производятся перед каждой посылкой, поэтому даже если во время передачи посылки сменить нажатую кнопку на другую, все равно номер системы и команды будут переданы правильно.
Вывод OSC представляет собой вход/выход 1-выводного генератора и предназначен для подключения керамического резонатора на частоту 432 КГц. Последовательно с резонатором рекомендуется включать резистор сопротивлением 6,8 Ком.
Тестовые входы TP1 и TP2 в нормальном режиме работы должны быть соединены с землей. При высоком логическом уровне на TP1 повышается частота сканирования, а при высоком уровне на TP2 – частота работы сдвигового регистра.
В состоянии покоя выходы DATA и MDATA находятся в Z-состоянии. Генерируемая передатчиком на выходе MDATA последовательность импульсов имеет заполнение частотой 36 кГц (1/12 частоты тактового генератора) со скважностью 25%. На выходе DATA генерируется такая же последовательность, но без заполнения. Этот выход используется в том случае, когда микросхема передатчика выполняет функции контроллера встроенной клавиатуры. Сигнал на выходе DATA полностью идентичен сигналу на выходе микросхемы приемника дистанционного управления (но в отличие от приемника он не имеет инверсии). Оба этих сигнала могут обрабатываться одним и тем же декодером.
Передатчик генерирует 14-битное слово данных, формат которого следующий:
· 2 стартовых бита.
· 1 управляющий бит.
· 5 бит адреса системы.
· 6 бит команды.
Рисунок 2. Формат слова данных кода RC-5.
Стартовые биты предназначены для установки АРУ в IC приемника. Управляющий бит является признаком нового нажатия. Длительность такта составляет 1.778 мс. Пока кнопка остается нажатой, слово данных передается с интервалом 64 такта, т.е. 113.778 мс (рис. 2). Для обеспечения хорошей помехоустойчивости применяется двухфазное кодирование (рис. 3).
Рисунок 3. Кодирование «0» и «1» в коде RC-5.
При использовании кода RC-5 может понадобиться вычислить средний потребляемый ток. Сделать это достаточно просто, если воспользоваться рис. 4, где показана подробная структура посылки.
Рисунок 4. Подробная структура посылки RC-5.
Для обеспечения одинакового реагирования оборудования на команды RC-5, коды распределены вполне определенным образом. Такая стандартизация позволяет конструировать передатчики, позволяющие управлять различными устройствами. С одними и теми же кодами команд для одинаковых функций в разных устройствах передатчик с относительно небольшим числом кнопок одновременно может управлять, например, аудиокомплексом , телевизором и видеомагнитофоном.
Номера систем для некоторых видов бытовой аппаратуры приведены ниже:
0 -
Телевизор (TV)
2 - Телетекст
3 - Видеоданные
4 - Видеопроигрыватель (VLP)
5 - Кассетный видеомагнитофон (VCR)
8 - Видео тюнер (Sat.TV
)
9 - Видеокамера
16 - Аудио предусилитель
17 - Тюнер
18 - Магнитофон
20 - Компакт-проигрыватель (CD)
21 - Проигрыватель (LP)
29 - Освещение
Остальные
номера систем зарезервированы для будущей стандартизации или для
экспериментального использования. Стандартизировано также соответствие
некоторых кодов команд и функций.
Коды команд для некоторых функций приведены ниже:
0-9 -
Цифровые величины 0-9
12 - Дежурный режим
15 - Дисплей
13 - mute
16 - громкость +
17 - громкость -
30 - поиск вперед
31 - поиск назад
45 - выброс
48 - пауза
50 - перемотка назад
51 - перемотка вперед
53 - воспроизведение
54 – стоп
55 - запись
Для того чтобы на основе микросхемы передатчика получить законченный пульт ИК ДУ, необходим еще драйвер светодиода, который способен обеспечивать большой импульсный ток. Современные светодиоды работают в пультах ДУ при импульсных токах около 1А.
Драйвер светодиода очень удобно строить на низкопороговом (logic level ) МОП-транзисторе , например, КП505А.
Пример принципиальной схемы пульта приведен на рис. 5.
Рисунок 5. Принципиальная схема пульта RC-5.
Номер системы задается перемычкой между выводами Zi и DRj .
Номер системы при этом будет следующим: SYS = 8i + j
Код команды, который будет передаваться при нажатии кнопки, которая замыкает линию Xi с линией DRj , вычисляется следующим образом: COM = 8i + j
Часто встречающиеся неисправности.
Неисправности беспроводных пультов ДУ
- севшие батарейки (самая частая неисправность);
- пульт залит какой-либо жидкостью и кнопки либо западают, либо не отпускаются;
- от удара отвалился (или повреждён) кварцевый резонатор либо ИК-светодиод;
- от частого использования проводящее напыление на самих кнопках (либо проводники под кнопками) истирается;
- грязь от рук, попадающая внутрь пульта и скапливающаяся с течением времени.
Отсутствует сигнал с ПДУ.
Сначала проверяют исправность элементов питания. Если напряжение на элементе менее 1,3V , его необходимо заменить. Амперметром измеряют ток "короткого замыкания" элемента. Если он меньше 300 мА, элемент также необходимо заменить.
Проверить работоспособность ПДУ можно любым фотодиодом ИК диапазона. Под действием ИК излучения на выводах фотодиода появляется напряжение, которое регистрируют осциллографом. Фотодиод располагают напротив окошка ПДУ. При нажатии кнопок пульта на осциллографе должны появиться импульсы размахом 0,2...0,5V .
Проверка пульта без специальных средств.
Можно,
включить приёмник на диапазон "AM" и нажав кнопку на пульте, поднести
близко к приёмнику, из динамика будут отчётливо слышны звуки (пакетов
импульсов)
Другой простой способ, с помощью которого можно
проверить работоспособность пульта дистанционного управления
заключается в следующем: включаем на мобильном телефоне камеру,
направляем ПДУ на камеру и нажимаем любую кнопку, если пульт исправен
на дисплее телефона будет видно свечение инфракрасного излучателя.
Если сигнал отсутствует, пульт неисправен. Его вскрывают. Эта операция требует определенных навыков и аккуратности, чтобы не оставить царапин на корпусе и не сломать защелки.
Осматривают печатную плату, и контакты клавиатуры следы высохшей жидкости в виде белесого налета удаляют с печатной платы и контактного поля ватным тампоном, смоченным спиртом. Трещины на печатных проводниках устраняют, напаивая сверху перемычки из луженого провода.
Контролируют качество паек, и отсутствие обрыва выводов деталей в первую очередь это касается излучающего ИК диода и кварцевого резонатора. Затем проверяют режимы работы.
Измеряют напряжение питания (обычно +3V ) на микросхеме. Осциллографом контролируют работу генератора при замыкании пары контактов кнопок. Если генерация отсутствует, проверяют постоянное напряжение +1...1.5V на кварцевом резонаторе. Если напряжение имеется, заменяют резонаторы. В случае отсутствия постоянного напряжения проверяют исправность микросхемы (заменой).
При наличии генерации возможны следующие неисправности:
1. Появление утечки в одной из пар контактов клавиатуры. Проверяют омметром. Сопротивление между контактами исправной пары должно быть не менее 100 кОм. В ином случае контакты протирают ватным тампоном, смоченным спиртом.
2. Возникла утечка с графитовых перемычек на печатные проводники, проходящие под перемычками. Для поиска неисправности поочередно отпаивают выводы микросхемы, соединенные с контактами клавиатуры. Если при отпайке очередного вывода генерация прекратилась, проверяют цепи, подходящие к этому выводу. Печатный проводник, находящийся под графитовой перемычкой, обрезают с обеих сторон и восстанавливают отрезком изолированного провода.
3. Попадание пыли, грязи, частиц олова и канифоли между выводами микросхемы. Кисточкой с жестким ворсом и спиртом промывают плату между выводами.
4.Дефект микросхемы. Если после отпайки ее выводов сопротивление пары контактов возросло до нормы, неисправна микросхема. Её необходимо заменить.
Сигнал с ПДУ отсутствует, на выходе микросхемы импульсный сигнал имеется.
1. Отсутствует напряжение питания усилителя.
2. Неисправен один из транзисторов усилителя или диод ИК излучения.
Поиск неисправности начинают с проверки осциллографом наличия импульсного сигнала на катоде диода ИК излучения. Если сигнал отсутствует, а постоянное напряжение равно нулю, проверяют исправность диода. Если он исправен, и имеется постоянное напряжение, но сигнал отсутствует, проверяют прохождение сигнала с выхода микросхемы до диода ИК излучения, исправность транзисторов, наличие напряжения питания.
Наиболее часто встречаются дефекты: неисправность выходного транзистора усилителя, нарушение паек выводов элементов.
Сигнал с ПДУ отсутствует. На диоде ИК излучения присутствует постоянное напряжение. Происходит быстрая разрядка элементов питания.
Характер неисправности указывает на то, что диод ИК излучения постоянно открыт, через него протекает значительный ток, приводящий к разрядке элементов.
Возможные причины неисправности:
Пробой одного из транзисторов усилителя. Проверяют омметром.
Наличие двух или более пар замкнутых контактов клавиатуры. Проверяют омметром.
Дефектна микросхема. Проверяют заменой.
При не нажатых кнопках клавиатуры с ПДУ постоянно поступает команда.
Возможные причины неисправности:
1. Уменьшение сопротивления изоляции между выводами микросхемы или контактами контактного поля. Устраняют промывкой спиртом.
2. Утечка с графитовой перемычки на печатный проводник, проходящий под ней. Дефектный проводник с обоих концов обрезают и припаивают сверху отрезок изолированного провода.
3.Дефектна микросхема. Проверяют заменой.
С ПДУ не поступает одна или несколько команд.
Причиной дефекта может быть увеличение сопротивления замыкающих контактов клавиатуры, грязь на контакт ном поле, трещины на плате, неисправность микросхемы.
Омметром проверяют сопротивление контактов из токопроводящей резины на клавиатуре. У исправных контактов оно должно находиться в пределах от 2 до 5 кОм. Если сопротивление превышает 10кОм, контакты неисправны. Прежде чем менять "резину" целиком, можно попытаться восстановить неисправные контакты. Для этого резиновую клавиатуру вначале очищают от грязи, для чего промывают ее под струей горячей воды с мылом и щеткой. Затем неисправный контакт прикладывают к листу писчей бумаги и с небольшим усилием проводят по нему. За счет шероховатости бумаги с контакта снимается тонкий слой грязи и окислов. Возможно использование мелкозернистой наждачной бумаги.
Другой способ восстановления работоспособности состоит в наклеивании на неисправные контакты кружков из токопроводящей резины. Они входят в специальные ремонтные комплекты для ПДУ, имеющиеся в продаже. Неплохие результаты дает наклеивание кружков из металлической фольги (от сигарет). Фольга на бумажной основе обеспечивает надежное клеевое соединение с резиной. Разрывы на проводниках устраняют напаиванием перемычек. Трещины на контактном поле устраняют нанесением слоя токопроводящего клея (имеется в продаже).
ПДУ команду излучает, однако телевизор на нее не реагирует. Телевизор исправен.
Возможные причины неисправности: дефект кварцевого резонатора или микросхемы.
Проверяют заменой.
Распространенные микросхемы П ДУ
|
8U5800 |
М3005А8 |
М708 |
RC005HC |
SAF1039 |
U327 |
|
С LA 3117 |
M3006LAB |
М709 |
SAA1 124 |
SKC5401 |
UM400 |
|
DMC6003 |
М50115 |
М710 |
SAA1 250 |
SL490 |
mPD660 |
|
DYC-R02 |
М50119 |
МС144105 |
SAA3004 |
SN76881 |
|
|
IX0733PA |
М50460 |
МС14497 |
SAA3006 |
STV3021 |
|
|
KS51800 |
М50461 |
MN6027 |
SAA3007 |
Т8909 |
|
|
KS51810 |
М50462 |
MN6030B |
SAA3008 |
Т8813 |
|
|
LC7462 |
М50560 |
NEC1986 |
SAA3010 |
TC9012F-011 |
|
|
М3004АВ |
N58484P |
РСА8521 |
SM3021 |
U321 |
История
Одно из самых ранних устройств для дистанционного 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 собой робота, выполняющего команды, переданные
посредством электромагнитных волн.
Пульт ДУ Zenith Space Commander 500, 1958 год
Первый
пульт ДУ для управления телевизором был разработан американской
компанией Zenith Radio Corporation в начале 1950-х годов. 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.
Пульт ДУ Zenith Space Commander 600
В
1956 году американец австрийского происхождения Роберт Адлер разработал
беспроводной пульт Zenith Space Commander. 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 схема телевизора распознавала
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,
могли слышать пронзительные ультразвуковые сигналы.
В 1974
году фирмы GRUNDIG и MAGNAVOX выпустили первый цветной телевизор с
микропроцессором управления на ИК-лучах. Телевизор имел экранную
индикацию (OSD) - в углу экрана отображался номера канала.
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 электронными устройствами. Осенью
1987 года 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. Также 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, видеомагнитофона, 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.
Появление КПК с инфракрасным портом позволило создавать
универсальные пульты ДУ с программируемым управлением. Однако в силу
высокой стоимости этот метод не стал слишком распространён. Не стали
широко распространёнными и специальные универсальные обучаемые пульты
управления в силу относительной сложности программирования и
использования.
Источники.
Помните, как в мультфильме «трое из Простоквашино», мама дяди Федора сказала: «Я так устаю на работе, что даже телевизор смотреть не могу!» Видимо, эта фраза и является ответом на вопрос, почему вся современная бытовая аппаратура имеет инфракрасные пульты дистанционного управления (ПДУ) . Но, если разобраться, то все началось намного раньше.
ПДУ с проводами
Первыми работами по дистанционному управлению занимались немцы в конце 30-х годов двадцатого столетия, еще до начала Второй мировой войны. Объектом автоматизации был ламповый приемник. Пульт управления представлял собой отдельную металлическую панель с кнопками. Нажатие кнопки приводило к срабатыванию исполнительного механизма, - реле, электромагнита или двигателя. Соединение между таким ПДУ и приемником было выполнено многожильным кабелем, что все равно привязывало слушателя к определенному месту.
Подобные пульты были у советских ламповых телевизоров первого класса. Это была маленькая пластмассовая коробочка с регулятором громкости, соединенная с телевизором проводом. Кроме громкости такой пульт ничем управлять не мог. Но определенные удобства такой пульт, несомненно, создавал. Ведь тогда не было надоедливой рекламы и фильм приходилось смотреть от начала до конца.
Ультразвуковые ПДУ
Первый беспроводной пульт дистанционного управления обязан своим появлением на свет американцу Хассо Платтнеру. В 1972 году после ухода из IBM он организовал свою фирму и в целях налаживания деловых контактов и связей часто и много ездил по всему миру. На одной из встреч с руководством компании JVC произошел конфузный случай.
При обсуждении какой-то проблемы Платтнер встал и двинулся к телевизору, чтобы пальцем показать какую-то деталь на экране. Но, до экрана не дошел, споткнувшись о кабель дистанционного управления. Пролил коктейль на костюм и в сердцах сказал: «Разве нельзя было сделать переключение каналов по радиоволне?», чем вогнал японских компаньонов в краску. А уже ровно через год появился первый пульт на ультразвуковых лучах.
Принцип его действия заключался в подаче своей частоты при нажатии на каждую кнопку. Ультразвук улавливался микрофоном и усиливался усилителем, в которым использовалось несколько параллельных каналов с резонансными контурами. На выходах этих каналов появлялись управляющие напряжения. При таком способе кодирования каналов получалось не очень много.
Дальнейшее развитие электроники, в частности появление микросхем фирмы INTEL, позволило отказаться от подобного многочастотного кодирования. На одной ультразвуковой частоте за счет различных способов модуляции стало возможным передавать намного больше команд, чем при много частотном кодировании. Одним из первых аппаратов оснащенных ультразвуковым ПДУ был телевизор фирмы RCA. Кодирование команд осуществлялось при помощи широтно-импульсной модуляции (ШИМ).
Эти пульты имели целый ряд недостатков. В первую очередь большие габариты и мощность потребления. Это было связано с тем, что ультразвуковое излучение охотно поглощается предметами обихода, - одеждой, мягкой мебелью, коврами. Поэтому мощность излучения требовалось увеличивать, что сокращало срок службы батарей.
Рис. 1. Первые пульты дистанционного управления
Специализированные микросхемы для ПДУ
Дело пошло лучше после того, как фирма INTEL разработала свой первый микропроцессор 8080. Эту новую разработку взяли за основу фирмы GRUNDIG и MAGNAVOX, которые сделали первый специализированный микропроцессор. В этом случае процессором генерируется нужный код цифровой команды под воздействием нажатой кнопки. Таким образом специализированная микросхема для ПДУ есть не что иное, как с уже прошитой программой. Такие ПДУ назывались TELEPILOT.
ПДУ на ИК-лучах
Первый цветной телевизор с микропроцессорным управлением и пультом дистанционного управления (ПДУ) на ИК лучах был выпущен совместно фирмами GRUNDIG и MAGNAVOX уже в 1974 году. Уже в этой модели в углу экрана показывался номер переключающегося канала (система OSD). Эта система команд получила название ITT. Это был первенец фирмы GRUNDIG.
В дальнейшем исследованиями в области ПДУ занялась фирма PHILIPS, которая разработала систему команд RC-5. Новая система позволяла кодировать 2048 команд, что в 4 раза превысило количество команд в системе ITT. Несущая частота была выбрана 36КГц, что не мешало передачам европейских радиовещательных станций и работе пультов с ультразвуковыми передатчиками с частотой 30 и 40КГц, а также обеспечивала достаточную дальность приема.
Но электронная техника не стояла на месте, а как говорил один киногерой, - шла вперед семимильными шагами. Совершенствовались телевизоры, появились видеомагнитофоны и музыкальные центры, спутниковые тюнеры, проигрыватели CD и DVD и многое другое.
Для управления новой техникой потребовались и новые ПДУ, а соответственно пришлось разрабатывать новые микросхемы. Такие микросхемы разработали фирмы SIEMENS и THOMSON. Несущая частота новых ПДУ была тоже 36КГц, но использовался другой метод модуляции сигнала, - двухфазная модуляция. При такой модуляции несущая частота была более стабильна, что обеспечило повышение дальности, увеличение помехозащищенности и надежности работы.
Дальнейший вклад в дело развития систем ПДУ снова внесла фирма PHILIPS. В начале 90 годов прошлого века она объединила все лучшее, что было в системах RC-5 и SIEMENS. Получившийся продукт получил название «Объединенная система команд». Суть ее в следующем. ПДУ такой системы имеют функции «MENU 1» и «MENU 2». В каждой из этих функций одна и та же кнопка выполняет разные команды, и получается, что меньшим количеством кнопок можно выполнить большее число команд.
Впоследствии пульты управления проникли во многие другие области бытовой техники. ИК излучением в настоящее время управляются кондиционеры, вентиляторы, настенные тепловентиляторы, . Даже некоторые модели автомагнитол и цифровых фотоаппаратов имеют ПДУ.
При всем многообразии пультов и управляемых ими устройств, все они работают практически одинаково: инфракрасный светодиод ПДУ при нажатии кнопок излучает пачки инфракрасных импульсов (вспышек), которые принимаются фотоприемником («глазом») телевизора или другого устройства. Современный интегральный фотоприемник представляет собой устройство достаточно сложное, хотя по внешнему его виду этого не скажешь. Внешний вид фотоприемника показан на рисунке 2.
Рисунок 2. Фотоприемник
Приемник настроен на прием импульсов с несущей частотой 36КГц, что соответствует протоколу RC-5. Если вблизи фотоприемника просто включить, например, от батарейки, ИК светодиод, то его немигающее свечение на «глаз» никакого воздействия не окажет, даже если этот светодиод поднести вплотную к фотоприемнику. Также не оказывает воздействия дневной и искусственный свет. Такая избирательность обусловлена тем, что в цепи усиления сигнала фотоприемника имеется полосовой фильтр. Структурная схема фотоприемника показана на рисунке 3.
Рисунок 3. Структурная схема фотоприемника
Здесь не будет объясняться подробно протокол RC-5, поскольку на дальнейший рассказ, да собственно и на ремонт ПДУ, это незнание никак не повлияет. Желающие познакомиться с протоколом RC-5 более подробно могут найти его описание в интернете. Это уже тема для отдельной статьи.
Устройство ПДУ
При всем многообразии современных ПДУ все модели устроены практически одинаково. Основное различие чаще всего во внешнем виде, в дизайне устройства. Как было сказано в первой части статьи, основой современного ПДУ является специализированный микроконтроллер. Программа в МК записывается в процессе изготовления на заводе и в дальнейшем изменена быть не может. При включении в схему для такого МК требуется минимальное количество навесных деталей. Схема современного ПДУ показана на рисунке 4.
Рисунок 4. Схема современного пульта дистанционного управления
Основой всего устройства является микросхема U1типа SAA3010P. Хотя буквы могут быть и другими, что говорит о другой фирме производителе микросхемы. Но цифры все равно остаются 3010.
Как было сказано выше, навесных деталей практически нет. Прежде всего, это , хотя это не совсем точно. Его назначение - синхронизация внутреннего генератора микросхемы, что обеспечивает требуемые временные характеристики выходного сигнала.
В нижнем правом углу схемы показана матрица клавиш (KEY MATRIX). Ее строки подсоединены к выводам DR0…DR7, а столбцы, соответственно, к выводам X0…X7. При нажатии на любую кнопку замыкается одна пара столбец - строка, и на выходе микросхемы возникает импульсная последовательность соответствующая нажатой кнопке. Каждая кнопка выдает свою последовательность и никакую другую! Всего возможно подключить 8*8=64 кнопки, хотя практически может быть и меньше.
Выходной сигнал в виде импульсов напряжения поступает на затвор полевого транзистора VT1, который в свою очередь управляет работой ИК светодиода VD1. Алгоритм управления в данном случае очень простой: открылся транзистор - засветился светодиод, транзистор закрыт, - светодиод погас. В таком случае говорят, что транзистор работает в ключевом режиме. В результате таких вспышек формируются пакеты импульсов, соответствующие протоколу управления RC-5.
Питание схемы производится от двух гальванических элементов типа AA, энергии которых хватает не менее чем на год. Параллельно батарейкам стоит электролитический конденсатор C1, который шунтируя внутренне сопротивление батареек, продлевает срок их службы и обеспечивает нормальную работу ПДУ при несколько «подсевших» батарейках. Светодиод в импульсном режиме может потреблять ток до 1А.
После рассмотрения схемы ПДУ, кажется, можно сказать, что ломаться при таком простом устройстве абсолютно нечему, но это не так. Именно ПДУ чаще всего доставляет неприятности владельцу телевизора. О том, как отремонтировать ПДУ, какие его основные «болезни», а также, чем и как их вылечить будет рассказано во второй части статьи.
Потеря или поломка ПДУ от телевизора - малоприятное событие. Если нет возможности восстановить или найти старый пульт, придется купить новый. Предварительно важно разобраться, как правильно подобать девайс к конкретной модели телевизора. В продаже присутствуют различные типы пультов, разница в стоимости которых может отличаться в 10 раз. Как определить какой именно пульт полноценно может заменить оригинальный? Разобраться с этим помогут советы и рекомендации по поиску и подбору.
Выбор пульта в соответствии с маркировкой
Каждый ПДУ, поставляемый в комплекте с , имеет свою маркировку. В зависимости от его устройства, найти ее можно:
- на задней крышке корпуса;
- на лицевой стороне корпуса;
- под крышкой отсека для батареек.
Внимание! Значение маркировки пульта не соответствует данному параметру телевизора, даже если они из одного комплекта. Поэтому, важно найти именно маркировку пульта.
Случается, что маркировка на корпусе истерлась. В таком случае, стоит найти руководство к эксплуатации техники и найти информацию там. После обнаружения этих данных, остается пойти в специализированный магазин и купить соответствующее устройство.
Выбор пульта методом подбора
В случае, если пульт к утерян и нет шансов узнать его точную маркировку, можно прибегнуть к альтернативному способу подбора. Следует взять несколько пультов от других телевизоров, позаимствовав их у знакомых. Проверить различные пульты, на совместимость с конкретным телевизором. Данный метод основан на схожести микросхем, используемых в ПДУ разных марок. Вполне вероятно, что найдется прибор, полностью соответствующий телевизору. Если такой найден, следует просто купить аналогичный девайс.
Также, можно ориентироваться на внешний вид прибора. Выбрать в каталоге или среди ассортимента в магазине визуально похожий. При этом следует уточнить у консультанта соответствие конкретной марке.
Совет. Важно проверить все ли команды выполняет пульт.
Купить универсальный пульт к телевизору
В случаях, когда предыдущие методы, по какой-либо причине, реализовать не возможно, остается третий вариант - купить универсальный ПДУ. Принцип работы такого девайса основан на считывании и воспроизведении сигнала управляемого телевизора. Память ПДУ содержит несколько типов сигналов, что позволяет ему успешно взаимодействовать не с одной, а с многими моделями.
Универсальные пульты многофункциональны имеют ряд преимуществ, перед специализированными:
Оригинальные и не оригинальные пульты
Выбирая ПДУ, приходится сталкиваться с понятиями оригинальности и не оригинальности устройства. К первой категории относятся пульты:
- сделанные с соблюдением технологии производства;
- под контролем качества;
- поставляются в комплекте с телевизорами.
Отличаются высоким качеством. Срок их действия может быть 7 лет и более. Недостатком является высокая стоимость, при необходимости замены. Также оригинальные модели имеют свойства терять актуальность. Для тех моделей телевизоров, которые вышли из производства, прекращают выпускать и комплектующие, в том числе ПДУ. Таким образом, спустя 10-15 лет, после покупки техники, оригинальные ПДУ или исчезают из продажи или продаются по очень завышенной цене.
Ко второй категории относятся устройства, максимально похожие на оригинал. Однако, качество пластика и сборки платы, может быть не на высоком уровне. В зависимости от марки, такой ПДУ может прослужить от 1 года и более. Существенное преимущества такого девайса - стоимость. Учитывая, что с каждым годом технологии совершенствуются и качество таких ПДУ улучшается, все больше потребителей склонны выбирать именно аналоги, а не оригинальные устройства.
При покупке ПДУ, не всегда следует ориентироваться на популярные модели. Такой выбор может оказаться просто красивым, но дорогостоящим дополнением к технике. Бюджетные модели, в большинстве случаев, обладают достаточной функциональностью.
На что еще нужно обратить внимание, для правильной покупки:
- характеристики устройства;
- ширину диапазона действия;
- возможность автоматизации;
- наличие обучающего режима;
- внешний вид и практичность (эти параметры можно оценить не только в магазине, но и после обзора видео и фото материалов о модели);
- стоимость.
Выбрать и купить ПДУ - задача не всегда простая. Если известен номер и марка девайса, вероятность быстро найти замену весьма велика. В иных случаях, придется приложить усилия для поиска подходящего устройства. В любом случае, всегда можно сделать выбор в пользу универсального устройства.
Как отремонтировать пульт от телевизора: видео
Практически у каждого человека дома куча различной умной техники — это разнообразные телевизоры, аудиосистемы, CD-плееры, кондиционеры, стиральные машины, микроволновые печи и многое другое. Большинство из этих устройств имеют пульты дистанционного управления. Пульты когда-то были задуманы для помощи людям, чтобы они могли не вставая с места управлять всей электроникой в своём доме. Однако, помощников иногда скапливается столько, что поиск нужного становится довольно раздражающей проблемой. К счастью можно купить универсальный пульт ДУ, и навсегда разрешить неудобство управления техникой. Итак, на что стоит обратить внимание в первую очередь при выборе надёжного универсального пульта дистанционного управления, чтобы не жалеть о покупке и остаться довольным.
Зачем нужен универсальный пульт ДУ
- Просто потерян один из старых, или он пришел в негодность. Чаще это пульт для телевизора. Человек приходит в магазин, покупает самый расхваленный универсальный пульт ДУ, приходит домой, и… У него не вызывается меню в телевизоре, и не работает настройка. А дело в том, что не каждый может подходить для его телевизора.
- Человек хочет иметь один пульт на все устройства в доме. Это — совсем другое дело. С помощью родных пультов всегда можно настроить новый пульт ДУ на любую технику, если только он поддерживает функцию обучения.
О возможностях универсального пульта ДУ
- Универсальный пульт ДУ с предустановкой имеет базу данных с кодами к различным устройствам и моделям. Когда нужно управлять вентилятором пользователь вводит один код, когда телевизором – другой. Коды берутся из списка, предоставляемого производителем.
- Модели с настройкой через компьютер можно подключить к ноутбуку или компьютеру, и управляя специальными программами, скачать с сервера производителя нужные настройки под вашу технику. Эта процедура очень похожа на обновление драйверов в операционной системе компьютера. Просто указываете на сайте модели своей техники, и сохраняете на пульт предложенные вам настройки. Также на сайте производителя универсального пульта ДУ, перед покупкой можно посмотреть и список брендов техники, с которой он совместим. По хорошему соотношению — цена-качество, среди всех представленных на рынке моделей, пульты этой категории встречаются чаще всего.
- Модель с возможностью обучения — весьма удобный гаджет. Обучение происходит таким образом. Вы берете родной пульт, и функцию каждой кнопки с него регистрируете на нужной вам кнопке универсального и через некоторое время он выполняет функции лучше старого. Очень удобно, если производитель не внес в его базу данных сигналы для телевизора (или любого другого устройства) вашей марки. Стоит отметить, что при выборе такого пульта нужно обращать внимание на его диапазон сигналов, уточнять у продавца в случае необходимости или проконсультироваться со специалистом. Поскольку есть редкие устройства, сигналы которых не воспринимаются некоторыми устройствами с функцией обучения.
Какую модель выбрать
На различных тематических форумах можно встретить жаркие споры приверженцев той или иной модели пульта, поскольку каждый девайс имеет свои плюсы и минусы. Там же есть возможность получить совет по выбору надежного универсального пульта ДУ. Есть пульты, совмещающие в себе все три вида моделей, у них высокий рейтинг в интернет магазинах, они дороже всех остальных. Решите, нужен ли Вам такой, или может просто купить недорогой но хороший.
Фирма производитель
Некоторые покупатели выбирают себе пульт исходя из предпочтения устройств любимого производителя. Но полагать что компания, изготавливающая отличные стиральные машины, делает качественные пульты - это заблуждение. Некоторые популярные бренды выпускают такие устройства, не отличающиеся особым качеством — «для галочки», просто облачая их в красивые упаковки. Следует доверять только тем маркам, которые занимаются производством «универсалок» давно и профессионально. У них большая база кодов для техники, достойная тех-поддержка и опытные специалисты. Самые популярные фирмы производители пультов управления — это:
- Philips
- Rolsen
Дополнительный функционал
Каждая функция в новенькой модели имеет свою цену. Чем больше функций, тем он дороже. Мало-функциональный, но дешевый пульт может быть для Вас лучшим решением, если вся Ваша техника одного производителя. Однако способ настройки - это еще не все критерии выбора. Универсальные пульты ДУ различаются по количеству устройств, с которыми они могут работать. Так, если в вашем доме 15 устройств, а вы купите пульт для управления восемью, придется выбирать этих 8-ми счастливчиков.
Обращайте внимание на такие дополнительные функции, как возможность перепрограммирования, различные встроенные макрокоманды. Иногда пульты с одинаковой ценой, необоснованно имеют совершенно разный функционал. Редко кто думает о том, что их новая игрушка может и сломаться, поэтому позаботьтесь заранее о доступности сервиса устройств. Будет очень обидно, если потом такого, или подобного пульта в магазине не будет и Вы в ожидании замены будете ругать себя за недальновидность.
Внешний вид
Внешний вид современного универсального пульта ДУ весьма разнообразен.Так устройство может быть:
- С клавишами. Это различные кнопки изменения уровня звука, цифры с обозначением каналов, парные клавиши переключения каналов, кнопки настройки самого устройства, и джойстики для перемещения по меню категорий управляемых устройств.
- С клавишами и экраном. К кнопкам из вышеописанных моделей добавляется небольшой экран, на котором отображаются время, настройки, комнатная температура и операции управления. Такие устройства дороже.
- Сенсорным. Все кнопки программные и взаимодействие с универсальным пультом ДУ происходит как в современном смартфоне. Самые дорогие модели — не всегда удобные в пользовании, и лучше ими самому попробовать переключать при покупке.
Самый удобный на сегодня по всем характеристикам это второй вариант — с клавишами и экраном. На экране хорошо просматриваются все выполняемые действия, а на кнопки всегда можно назначить дополнительные действия и назначить каждой свою функцию. Или даже назначить последовательность операций. Обратите внимание на то, что идет в комплекте с универсальным пультом ДУ, лучше если в комплект входит подставка для него. Такие подставки часто имеют подсветку и подзарядку.
Проблемы с управлением
Эксперты по установке и настройке домашней техники, при консультациях на тему универсальным пультом ДУ, часто предупреждают о возможных проблемах при настройке управления кондиционером. Если в пульте нет нужного кода для определенного кондиционера, то ничего не выйдет. Так происходит потому, что сигналы пульта кондиционера отличаются от сигналов посылаемых другой техникой (телевизорами, DVD-проигрывателями) своим пультам. У кондиционера на каждый уровень температуры сигнал разный, поэтому даже обучение универсального пульта будет довольно нудной задачей.
На что обратить внимание перед покупкой
Внимательно осмотрите будущую покупку. Иногда клавиш на ней может быть излишне много, это добавит неудобств, а вовсе не возможностей. Хорошим советом — как выбрать универсальный пульт ДУ, может быть проверка в магазине, а еще лучше у себя дома. Возможно есть приятель на работе или друг, который уже приобрел такое устройство. Можно попросить его одолжить гаджет на время, для проверки в реальных условиях.
