Prisiminkite, kaip animaciniame filme „Trys iš Prostokvašino“ dėdės Fiodoro mama sakė: „Aš taip pavargstu darbe, kad net negaliu žiūrėti televizoriaus! Matyt, ši frazė yra atsakymas į klausimą, kodėl visa šiuolaikinė buitinė technika turi infraraudonųjų spindulių nuotolinio valdymo pultai (RC). Bet jei pažvelgsite, viskas prasidėjo daug anksčiau.

nuotolinio valdymo pultelis su laidais

Pirmuosius nuotolinio valdymo darbus vokiečiai atliko XX amžiaus 30-ųjų pabaigoje, dar prieš prasidedant Antrajam pasauliniam karui. Automatikos objektas buvo vamzdinis imtuvas. Valdymo skydelis buvo atskiras metalinis skydelis su mygtukais. Paspaudus mygtuką, pradėjo veikti pavara - relė, elektromagnetas arba variklis. Ryšys tarp tokio pultelio ir imtuvo buvo atliktas kelių gyslų laidu, kuris vis tiek pririšdavo klausytoją prie tam tikros vietos.

Sovietiniai pirmos klasės kineskopiniai televizoriai turėjo panašius pultelius. Tai buvo maža plastikinė dėžutė su garsumo reguliatoriumi, prijungta prie televizoriaus laidu. Be garsumo, tokiu pulteliu nieko nepavyko valdyti. Tačiau toks nuotolinio valdymo pultas neabejotinai sukūrė tam tikrų patogumų. Juk tada nebuvo erzinančios reklamos ir filmą reikėjo žiūrėti nuo pradžios iki galo.

Ultragarsiniai nuotolinio valdymo pultai

Pirmasis belaidis nuotolinio valdymo pultas gimė amerikiečiui Hasso Plattneriui. 1972 m., palikęs IBM, jis įkūrė savo įmonę ir daug keliavo po pasaulį, siekdamas užmegzti verslo kontaktus ir ryšius. Viename iš susitikimų su JVC vadovybe įvyko nemalonus incidentas.

Aptardamas kokią nors problemą, Plattneris atsistojo ir priėjo prie televizoriaus, kad ekrane pirštu parodytų kai kurias detales. Tačiau jis nepasiekė ekrano, užkliuvo už nuotolinio valdymo pulto laido. Jis apliejo kokteilį ant kostiumo ir širdyje pasakė: „Ar negalėjai radijo bangomis perjungti kanalų? Ir lygiai po metų pasirodė pirmasis nuotolinio valdymo pultelis su ultragarsiniais spinduliais.

Jo veikimo principas buvo taikyti savo dažnį paspaudus kiekvieną mygtuką. Ultragarsas buvo paimtas mikrofonu ir sustiprintas stiprintuvu, kuris naudojo kelis lygiagrečius kanalus su rezonansinėmis grandinėmis. Šių kanalų išėjimuose atsirado valdymo įtampos. Naudojant šį kanalų kodavimo metodą, buvo gauta nedaug.

Tolesnė elektronikos plėtra, ypač INTEL lustų atsiradimas, leido atsisakyti tokio kelių dažnių kodavimo. Vienu ultragarso dažniu dėl įvairių moduliavimo būdų tapo įmanoma perduoti daug daugiau komandų nei naudojant kelių dažnių kodavimą. Vienas iš pirmųjų įrenginių su ultragarsiniu nuotolinio valdymo pultu buvo RCA televizorius. Komandos buvo koduojamos naudojant impulsų pločio moduliaciją (PWM).

Šie nuotolinio valdymo pultai turėjo keletą trūkumų. Visų pirma, dideli matmenys ir energijos suvartojimas. Taip buvo dėl to, kad ultragarso spinduliuotę lengvai sugeria namų apyvokos daiktai – drabužiai, minkšti baldai, kilimai. Todėl reikėjo padidinti spinduliuotės galią, o tai sumažino baterijos veikimo laiką.

Ryžiai. 1. Pirmieji nuotolinio valdymo pultai

Specializuoti nuotolinio valdymo lustai

Situacija pagerėjo po to, kai „Intel“ sukūrė savo pirmąjį mikroprocesorių 8080. Šią naują plėtrą rėmė GRUNDIG ir MAGNAVOX, pagaminę pirmąjį tam skirtą mikroprocesorių. Tokiu atveju procesorius paspaudus mygtuką sugeneruoja norimą skaitmeninės komandos kodą. Taigi specializuota nuotolinio valdymo pulto mikroschema yra ne kas kita, kaip jau suaktyvinta programa. Tokie nuotolinio valdymo pulteliai vadinosi TELEPILOT.

IR nuotolinio valdymo pultas

Pirmąjį spalvotą televizorių su mikroprocesoriniu valdymu ir IR nuotolinio valdymo pulteliu (RC) GRUNDIG ir MAGNAVOX kartu išleido jau 1974 m. Jau šiame modelyje ekrano kampe buvo rodomas perjungimo kanalo numeris (OSD sistema). Ši komandų sistema buvo vadinama ITT. Tai buvo GRUNDIG įmonės pirmagimis.

Ateityje tyrimų nuotolinio valdymo srityje ėmėsi PHILIPS, sukūrusi komandų sistemą RC-5. Naujoji sistema leido užkoduoti 2048 komandas, o tai 4 kartus viršijo komandų skaičių ITT sistemoje. Nešlio dažnis buvo pasirinktas 36 kHz, kuris netrukdė Europos transliavimo stočių perdavimui ir pultų su ultragarsiniais siųstuvais, kurių dažnis 30 ir 40 kHz, darbui, taip pat užtikrino pakankamą priėmimo diapazoną.

Tačiau elektroninės technologijos nestovi vietoje, bet, kaip sakė vienas filmo herojus, jos žengė į priekį šuoliais. Buvo patobulinti televizoriai, atsirado vaizdo grotuvai ir stereo aparatai, palydoviniai imtuvai, CD ir DVD grotuvai ir daug daugiau.

Norint valdyti naują įrangą, reikėjo ir naujų nuotolinio valdymo pultelių, atitinkamai reikėjo sukurti naujas mikroschemas. Tokias mikroschemas sukūrė SIEMENS ir THOMSON. Naujųjų nuotolinio valdymo pultelių nešlio dažnis taip pat buvo 36 kHz, tačiau buvo naudojamas kitoks signalo moduliavimo būdas – dvifazė moduliacija. Esant tokiai moduliacijai, nešlio dažnis buvo stabilesnis, o tai užtikrino diapazono padidėjimą, padidino atsparumą triukšmui ir patikimumą.

PHILIPS vėl prisidėjo prie nuotolinio valdymo sistemų kūrimo. Praėjusio amžiaus 90-ųjų pradžioje jis sujungė viską, kas buvo geriausia RC-5 ir SIEMENS sistemose. Gautas produktas buvo pavadintas Unified Command System. Jo esmė tokia. Tokios sistemos nuotolinio valdymo pultai turi „MENU 1“ ir „MENU 2“ funkcijas. Kiekvienoje iš šių funkcijų tas pats mygtukas atlieka skirtingas komandas ir, pasirodo, su mažiau mygtukų galima atlikti daugiau komandų.

Vėliau valdymo pultai prasiskverbė į daugelį kitų buitinės technikos sričių. IR spinduliuotė šiuo metu valdo oro kondicionierius, ventiliatorius, sieninius ventiliatoriaus šildytuvus, . Net kai kurie automobilių radijo imtuvų ir skaitmeninių fotoaparatų modeliai turi nuotolinio valdymo pultą.

Su visais įvairiausiais pulteliais ir jais valdomais įrenginiais jie veikia beveik vienodai: paspaudus mygtukus, nuotolinio valdymo pultelio infraraudonųjų spindulių šviesos diodas skleidžia infraraudonųjų spindulių impulsų (blyksnių) pliūpsnius, kuriuos priima fotodetektorius („akis“). “) iš televizoriaus ar kito įrenginio. Šiuolaikinis integruotas fotodetektorius yra gana sudėtingas įrenginys, nors to negalima pasakyti iš jo išvaizdos. Fotodetektoriaus išvaizda parodyta 2 pav.

2 pav. Fotodetektorius

Imtuvas sukonfigūruotas priimti impulsus, kurių nešlio dažnis yra 36 kHz, o tai atitinka RC-5 protokolą. Jei tiesiog įjungsite IR šviesos diodą šalia fotodetektoriaus, pavyzdžiui, iš baterijos, jo nemirksintis švytėjimas neturės jokios įtakos „akiai“, net jei šis šviesos diodas bus priartintas prie fotodetektoriaus. Jai taip pat nedaro įtakos dienos šviesa ir dirbtinė šviesa. Tokį selektyvumą lemia tai, kad fotodetektoriaus signalo stiprinimo grandinėje yra juostos pralaidumo filtras. Fotodetektoriaus blokinė schema parodyta 3 pav.

3 pav. Fotodetektoriaus struktūrinė schema

RC-5 protokolas čia nebus išsamiai paaiškintas, nes šis nežinojimas niekaip neturės įtakos tolimesnei istorijai, o iš tikrųjų nuotolinio valdymo pultelio remontui. Norintys susipažinti su RC-5 protokolu plačiau gali rasti jo aprašymą internete. Tai atskiro straipsnio tema.

Nuotolinio valdymo įtaisas

Naudojant įvairius šiuolaikinius nuotolinio valdymo pultus, visi modeliai yra išdėstyti beveik vienodai. Pagrindinis skirtumas dažniausiai yra išvaizdoje, įrenginio konstrukcijoje. Kaip minėta pirmoje straipsnio dalyje, šiuolaikinio nuotolinio valdymo pulto pagrindas yra specializuotas mikrovaldiklis. Programa MK yra įrašyta gamybos proceso metu gamykloje ir negali būti pakeista ateityje. Įtraukus į tokio MK grandinę, reikalingas minimalus priedų skaičius. Šiuolaikinio nuotolinio valdymo pulto schema parodyta 4 pav.

4 pav. Šiuolaikinio nuotolinio valdymo pulto schema

Viso įrenginio pagrindas yra SAA3010P tipo U1 lustas. Nors raidės gali būti skirtingos, o tai rodo skirtingą mikroschemų gamintoją. Tačiau skaičiai vis dar išlieka 3010.

Kaip minėta aukščiau, priedų praktiškai nėra. Visų pirma, tai yra, nors tai nėra visiškai tikslu. Jo paskirtis – sinchronizuoti vidinį mikroschemos generatorių, kuris užtikrina reikiamas išėjimo signalo laikinas charakteristikas.

KEY MATRIX parodyta apatiniame dešiniajame diagramos kampe. Jo eilutės yra sujungtos su kaiščiais DR0…DR7, o stulpeliai – atitinkamai prie X0…X7 kaiščių. Paspaudus bet kurį mygtuką, viena stulpelių ir eilučių pora uždaroma, o mikroschemos išvestyje atsiranda impulsų seka, atitinkanti paspaustą mygtuką. Kiekvienas mygtukas pateikia savo seką, o ne kitą! Iš viso galima prijungti 8 * 8 = 64 mygtukus, nors praktiškai tai gali būti ir mažiau.

Išėjimo signalas įtampos impulsų pavidalu tiekiamas į lauko tranzistoriaus VT1 vartus, kurie savo ruožtu kontroliuoja IR šviesos diodo VD1 veikimą. Valdymo algoritmas šiuo atveju yra labai paprastas: atsidaro tranzistorius - užsidega šviesos diodas, tranzistorius uždaromas, šviesos diodas užgęsta. Šiuo atveju jie sako, kad tranzistorius veikia rakto režimu. Dėl tokių blyksnių susidaro impulsų paketai, atitinkantys RC-5 valdymo protokolą.

Grandinė maitinama dviem AA tipo galvaniniais elementais, kurių energijos užtenka bent metams. Lygiagrečiai su baterijomis yra elektrolitinis kondensatorius C1, kuris, šuntuodamas vidinę baterijų varžą, prailgina jų tarnavimo laiką ir užtikrina normalų pultelio veikimą, kai baterijos kiek „išsikrauna“. Šviesos diodas impulsiniu režimu gali sunaudoti iki 1A srovę.

Apsvarsčius nuotolinio valdymo grandinę, atrodo, kad galime pasakyti, kad su tokiu paprastu įrenginiu visiškai nėra ko laužyti, tačiau taip nėra. Būtent nuotolinio valdymo pultas dažniausiai sukelia bėdų televizoriaus savininkui. Kaip taisyti nuotolinio valdymo pultą, kokios yra pagrindinės jo „ligos“, taip pat kaip ir kaip jas išgydyti, bus aprašyta antroje straipsnio dalyje.

Dauguma šiuolaikinių plataus vartojimo elektroninių įrenginių turi nuotolinio valdymo pultą, kuris kaip ryšio būdą naudoja infraraudonąją (IR) spinduliuotę. IR duomenų kanalas naudojamas kai kuriuose mūsų gaminamos sistemos „ “ įrenginiuose.

IR informacijos perdavimo principas

Infraraudonoji arba šiluminė spinduliuotė yra elektromagnetinė spinduliuotė, kurią skleidžia bet koks kūnas, įkaitintas iki tam tikros temperatūros. IR diapazonas yra spektro srityje, kuri yra arčiausiai matomos šviesos, jos ilgosios bangos dalyje ir užima sritį nuo maždaug 750 nm iki 1000 μm. Infraraudonoji spinduliuotė sudaro didžiąją dalį kaitinamųjų lempų skleidžiamos spinduliuotės, maždaug pusę saulės spinduliuotės. Medžiagų optinės savybės infraraudonajame spinduliuote skiriasi nuo jų savybių matomoje šviesoje. Pavyzdžiui, kai kurie akiniai yra nepralaidūs infraraudoniesiems spinduliams, o parafinas, skirtingai nei matoma šviesa, yra skaidrus infraraudoniesiems spinduliams ir naudojamas infraraudoniesiems lęšiams gaminti. Jai registruoti naudojami šiluminiai ir fotoelektriniai imtuvai bei specialios fotografinės medžiagos. IR spindulių šaltiniu, be šildomų kūnų, dažniausiai naudojami kietojo kūno emiteriai – IR lazeriai, registracijai naudojami fotodiodai, forotezistoriai ar bolometrai. Kai kurios infraraudonosios spinduliuotės savybės leidžia ją naudoti duomenų perdavimo įrenginiuose:

• IR kietojo kūno emiteriai (IR šviesos diodai) yra kompaktiški, beveik be inercijos, ekonomiški ir nebrangūs.
• IR imtuvai yra maži ir nebrangūs
• IR spinduliai neatkreipia žmogaus dėmesio dėl savo nematomumo
• Nepaisant IR spindulių paplitimo ir didelio „fono“ lygio, impulsinio triukšmo šaltinių IR srityje yra nedaug.
• Mažos galios IR spinduliuotė neturi įtakos žmonių sveikatai
• IR spinduliai gerai atsispindi nuo daugumos medžiagų (sienų, baldų)
• IR spinduliuotė neprasiskverbia pro sienas ir netrukdo kitų panašių prietaisų veikimui

Visa tai leidžia sėkmingai naudoti IR informacijos perdavimo metodą daugelyje įrenginių. IR siųstuvai ir imtuvai naudojami buitinėje ir pramoninėje elektronikoje, kompiuterinėse technologijose, apsaugos sistemose, duomenų perdavimo dideliais atstumais šviesolaidžiu sistemose. Leiskite mums išsamiau apsvarstyti plataus vartojimo elektronikos valdymo sistemų (nuotolinio valdymo pultų) veikimą.

Paspaudus mygtuką, IR nuotolinio valdymo pultas skleidžia koduotą pranešimą, o valdomame įrenginyje sumontuotas imtuvas jį priima ir atlieka reikiamus veiksmus. Siekdamas perduoti loginę seką, nuotolinio valdymo pultas generuoja IR spindulių impulsų paketą, kuriame informacija moduliuojama arba užkoduojama pagal paketą sudarančių impulsų trukmę arba fazę. Pirmieji valdymo įrenginiai naudojo trumpų impulsų sekas, kurių kiekvienas atstojo naudingos informacijos. Tačiau ateityje pradėta taikyti pastovaus dažnio moduliavimo logine seka metodas, dėl kurio į erdvę skleidžiami ne pavieniai impulsai, o tam tikro dažnio impulsų paketai. Duomenys jau perduodami užkoduoti pagal šių dažnių pliūpsnių trukmę ir vietą. IR imtuvas priima tokią seką ir atlieka demoduliaciją, kad gautų apvalkalą. Šis perdavimo ir priėmimo būdas pasižymi dideliu atsparumu triukšmui, nes imtuvas, suderintas su siųstuvo dažniu, nebereaguoja į kitokio dažnio trikdžius. Šiandien IR signalui priimti dažniausiai naudojama speciali mikroschema, jungianti fotodetektorių, stiprintuvą su tam tikram nešlio dažniui sureguliuotu pralaidiniu filtru, stiprintuvą su AGC ir detektorių signalo apvalkalui gauti. Be elektrinio filtro, tokioje mikroschemoje yra optinis filtras, sureguliuotas pagal gaunamos IR spinduliuotės dažnį, leidžiantis maksimaliai išnaudoti šviesos diodų emiterio, kurio emisijos spektras yra mažo pločio, privalumus. . Dėl tokių techninių sprendimų atsirado galimybė gauti mažos galios naudingą signalą IR spinduliuotės fone iš kitų šaltinių, buitinių prietaisų, šildymo radiatorių ir kt. Šiuolaikinių IR valdymo prietaisų veikimas yra gana patikimas, o diapazonas svyruoja nuo kelių metrų iki 40 ar daugiau metrų, priklausomai nuo įgyvendinimo galimybės ir trukdžių lygio.

IR signalo siųstuvas

IR signalo siųstuvas, IR nuotolinio valdymo pultas, dažniausiai maitinamas iš baterijos arba akumuliatoriaus. Todėl jo suvartojimas turėtų būti kuo mažesnis. Kita vertus, skleidžiamas signalas turi būti nemažos galios, kad būtų užtikrintas didelis perdavimo diapazonas. Tokios, energijos sąnaudų atžvilgiu priešingos problemos, sėkmingai išsprendžiamos trumpų impulsų koduotų paketų perdavimo būdu. Tarp perdavimų nuotolinio valdymo pultas praktiškai nenaudoja energijos. Nuotolinio valdymo pultelio užduotis yra išklausyti klaviatūros mygtukus, užkoduoti informaciją, moduliuoti atskaitos dažnį ir duoti signalą emiteriui. Konsolių gamybai gaminamos įvairios specializuotos mikroschemos, tačiau šiems tikslams gali būti naudojami ir modernūs bendrosios paskirties mikrovaldikliai, tokie kaip AVR ar PIC. Pagrindinis reikalavimas tokiems mikrovaldikliams – itin mažos galios miego režimas ir galimybė jausti mygtukų paspaudimus tokioje būsenoje.

IR signalo skleidėjas skleidžia infraraudonuosius spindulius, veikiant žadinimo srovei. Srovė į emiterį dažniausiai viršija mikrovaldiklio galimybes, todėl norint sukurti reikiamą srovę, ant vieno tranzistoriaus montuojamas paprasčiausias. Norėdami sumažinti nuostolius, renkantis tranzistorių, reikia atkreipti dėmesį į jo srovės stiprinimo koeficientą - β arba h21. Kuo didesnis šis koeficientas, tuo didesnis įrenginio efektyvumas. Šiuolaikiniuose siųstuvuose naudojami lauko arba CMOS tranzistoriai, kurių efektyvumą naudojamais dažniais galima laikyti ribojančiais.

Aukščiau pateikta schema nėra be trūkumų, ypač sumažėjus akumuliatoriaus įkrovos lygiui, sumažės spinduliuotės galia, o tai sumažins diapazoną. Norėdami sumažinti priklausomybę nuo maitinimo įtampos, galite naudoti paprasčiausią srovės stabilizatorių.

Dauguma siųstuvų veikia 30 - 50 kHz dažniu. Šis dažnių diapazonas buvo pasirinktas istoriškai, kai buvo sukurti pirmieji tokie įrenginiai. Pasirinkta zona su mažiausiu trukdžių lygiu. Be to, buvo atsižvelgta į elementų bazės apribojimus. Ateityje, kai įranga su tokiu valdymo būdu tapo standartizuota ir platinama, perėjimas prie kitų dažnių tapo netinkamas.

Siekiant padidinti siųstuvo impulsų galią ir atitinkamai jo diapazoną, pagrindinio dažnio signalas skiriasi nuo meandro ir turi 3 - 6 darbo ciklą. Taigi impulso galia didėja išlaikant ar net sumažinant vidutinę galią. . Šviesos diodo impulsinė srovė parenkama pagal paso vertes ir gali siekti vieną ar daugiau amperų. Daugumos IR nuotolinio valdymo pultelių impulsų srovė neviršija 100 mA. Šiuo atveju, kadangi atskaitos dažnis taip pat turi mažą darbo ciklą, o užkoduoto pranešimo trukmė neviršija 20-30 ms, vidutinė srovė paspaudus mygtuką neviršija vieno miliampero. Šviesos diodo impulsinės srovės padidėjimas yra susijęs su efektyvumo sumažėjimu ir sutrumpėjusiu tarnavimo laiku. Šiuolaikiniai infraraudonųjų spindulių šviesos diodai turi 100-200 mW spinduliuojamos energijos efektyvumą, esant 50 mA srovei. Leistina vidutinė srovė neturi viršyti 10-20 mA. LED maitinimo blokas turi turėti RC filtrą, kuris sumažina impulsinio triukšmo poveikį mikrovaldiklio maitinimo šaltiniui. Daugumos buitinės įrangos infraraudonųjų spindulių nuotolinio valdymo pultuose naudojamų šviesos diodų diapazonas yra 940 nm.

Vieno etaloninio dažnio paketo trukmė patikimam priėmimui yra mažiausiai 12-15 ir ne daugiau kaip 200 periodų. Perduodant koduotą pranešimą, siųstuvas pradžioje suformuoja preambulę, kuri yra vienas ar keli atskaitos dažnio paketai ir leidžia imtuvui nustatyti reikiamus stiprinimo ir fono lygius. Duomenys užkoduotoje pakuotėje perduodami kaip nuliai ir vienetai, kuriuos lemia trukmė arba fazė (atstumas tarp gretimų paketų). Bendra užkoduoto pranešimo trukmė dažniausiai svyruoja nuo kelių bitų iki kelių dešimčių baitų. Sekos eiliškumą, pradžios ženklą ir duomenų kiekį lemia pranešimo formatas.

IR signalo imtuvas

IR signalo imtuvas, kaip taisyklė, apima patį IR spinduliuotės imtuvą ir mikrovaldiklį. Mikrovaldiklis iššifruoja gautą signalą ir atlieka reikiamus veiksmus. Kadangi imtuvas dažniausiai montuojamas iš tinklo maitinamoje įrangoje, jo suvartojimas nėra reikšmingas. Mikrovaldiklis dažniausiai atlieka kitas aptarnavimo funkcijas įrenginyje ir yra jo centrinis loginis įrenginys.

IR spinduliuotės imtuvas dažniausiai gaminamas kaip atskiras integruotas modulis, kuris yra už valdomos įrangos priekinio skydelio. Priekiniame skydelyje yra permatomas langas IR spinduliams. Paprastai tokia mikroschema turi tris išėjimus - galią, bendrą ir signalo išvestį. Elektroninių komponentų gamintojai siūlo įvairių tipų ir dizaino IR signalų imtuvus. Tačiau jų darbo principas panašus. Tokios mikroschemos viduje yra:

• fotodetektorius – fotodiodas
• integruojantis stiprintuvas, kuris išgauna naudingą signalą fono lygiu
• ribotuvas, perkeliantis signalą į loginį lygį
• pralaidumo filtras, sureguliuotas pagal siųstuvo dažnį
• demoduliatorius – detektorius, išgaunantis naudingojo signalo gaubtą.

Tokio imtuvo korpusas pagamintas iš medžiagos, kuri veikia kaip papildomas filtras, perduodantis tam tikro bangos ilgio infraraudonuosius spindulius. Šiuolaikiniai integruoti imtuvai leidžia priimti naudingą signalą keliasdešimt kartų jį viršijančiu fono lygiu ir tuo pačiu pajusti dažnio pliūpsnius, kurie turi tik 4–5 periodus.

Spinduliuotės imtuvas turi būti maitinamas su RC filtru, kad padidintų jautrumą. Mikrovaldiklis sukelia platų trikdžių spektrą elektros linijose, kurie gali turėti įtakos imtuvo veikimui.

IR perdavimo formatai

Skirtingi buitinės technikos gamintojai gaminiuose naudoja skirtingus IR nuotolinio valdymo pultus. Kadangi nuotolinio valdymo pultui reikia susisiekti tik su konkrečiu įrenginiu, jis generuoja duomenų seką, būdingą jo tipo įrangai. Perduodamuose duomenyse, be pačios valdymo komandos, yra įrenginio adresas, bandymo duomenys ir kita aptarnavimo informacija. Be to, skirtingi gamintojai naudoja skirtingus duomenų sekos būdus ir skirtingus loginių būsenų perteikimo būdus. Dažniausi informacijos bitų kodavimo būdai yra pauzės tarp paketų trukmės keitimas (intervalinis metodas) ir kodavimas būsenų deriniu (dvifazis metodas). Tačiau yra būdų, kaip koduoti informacijos bitus pagal trukmę, trukmės ir pauzės derinį ir kt. Labiausiai paplitę perdavimo formatai.

Vieną iš seniausių nuotolinio valdymo įrenginių pavyzdžių išrado ir užpatentavo Nikola Tesla 1893 m.

Pirmąjį televizoriaus nuotolinio valdymo pultą sukūrė amerikiečių kompanija „Zenith Radio Corporation“.šeštojo dešimtmečio pradžioje. Jis buvo prijungtas prie televizoriaus kabeliu. 1955 metais buvo sukurtas belaidis nuotolinio valdymo pultas. Flashmatic, remiantis šviesos pluošto siuntimu fotoelemento kryptimi. Deja, fotoelementas negalėjo atskirti nuotolinio valdymo pulto šviesos nuo šviesos iš kitų šaltinių. Be to, buvo reikalaujama nuotolinio valdymo pultą nukreipti tiksliai į imtuvą.

Nuotolinio valdymo pultas Zenith Space Commander 600

Universalus nuotolinio valdymo pultas Harmonija 670

Karyba

• Pirmajame pasauliniame kare Vokietijos karinis jūrų laivynas naudojo specialias valtis kovai su pakrančių laivynu. Jie buvo varomi vidaus degimo varikliais ir buvo valdomi nuotoliniu būdu iš pakrantės stoties.

kelių mylių ilgio kabeliu, pririštu prie ritės laive. Orlaivis buvo naudojamas tiksliam jų vadovavimui. Šios valtys laivapriekio gabeno didelį sprogstamąjį užtaisą ir plaukė 30 mazgų greičiu.

• Darbininkų ir valstiečių Raudonoji armija naudojo nuotoliniu būdu valdomus tankus 1939–1940 m. Sovietų Sąjungos ir Suomijos kare bei Didžiojo Tėvynės karo pradžioje. Teletankas buvo valdomas radijo ryšiu iš valdymo bako 500-1500 m atstumu, taip buvo gauta telemechaninė grupė. Antrojo pasaulinio karo pradžioje Raudonoji armija iškėlė mažiausiai du teletankų batalionus. Raudonoji armija taip pat turėjo nuotoliniu būdu valdomus laivus ir eksperimentinius lėktuvus. Tuo tarpu vokiečių tankų batalionai buvo visiškai aprūpinti radijo bangomis, kiekviename tanke buvo racija, o tai rodo didžiulį vokiečių technologijų ir pramonės pranašumą karo pradžioje.

• Išsami informacija apie nuotolinio valdymo pulto naudojimą specialioms reikmėms mūsų laikais dažniausiai yra įslaptinta

Aviacija

Beveik visa aviacijos elektronika ir kita orlaivio įranga valdoma kabinoje esančiais nuotolinio valdymo pulteliais, nuotolinis valdymas yra ir antžeminėje įrangoje

Vandens transportas

Nemaža dalis laivo įrangos valdoma nuotolinio valdymo pulteliu

Geležinkelis ir metro

Nuotolinio valdymo pultai naudojami traukinio įrangai, bėgių kelio įrangai, stoties įrangai (eskalatoriui, apšvietimui ir kt.) valdyti.

Pramoninė gamyba ir statyba

Kai kurių tipų pramoninė ir statybinė įranga gali būti valdoma nuotolinio valdymo pulteliu

Tyrimų ir gamybos techninės laboratorijos

Kai kurių tipų laboratorinė įranga valdoma nuotolinio valdymo pulteliu

Erdvė

• Nuotolinio valdymo technologija taip pat buvo naudojama kosmoso tyrinėjimams. Sovietų Lunokhodas buvo valdomas nuotoliniu būdu iš Žemės. Tiesioginis nuotolinis erdvėlaivių valdymas ilgesniais atstumais yra nepraktiškas dėl didėjančio signalo vėlavimo.
• Astronautų kabinoje yra nuotolinio valdymo pultai, skirti valdyti erdvėlaivio įrangą ir variklius.

Ryšių ir kitos informacinių technologijų sistemos

Nuotolinis valdymas gali turėti kartotuvus, radijo švyturius, taip pat ryšio radijo stotis, radarus ir kitas sistemas

Energetikos pramonė

Elektros energetikos pramonėje nuotolinio valdymo blokai naudojami elektros sistemos objektams valdyti ir energijos suvartojimui valdyti

Apsaugos sistemos ir pastatų bei teritorijų valdymas

Vartai ir užtvarai dažnai valdomi iš patalpų, naudojant pultelius, taip pat pultelio pagalba galima valdyti lauko ir vidaus apšvietimą, CCTV kameras ir kt.

Kultūros ir pramogų teikimas

Nuotolinis valdymas plačiai naudojamas kino teatruose, taip pat teatruose, cirkuose ir kai kuriais atvejais organizuojant masinius lauko renginius.

naudojimui namuose

Nuotolinio valdymo pultai naudojami buitinei elektronikai, buitinei technikai ir apšvietimui valdyti

I. Ivanovas

Galite patikrinti nuotolinio valdymo pulto veikimą, kai nėra televizoriaus, naudodami infraraudonųjų spindulių fotodiodą (PD). Tinka, pavyzdžiui, buitiniam FD-8K. PD išėjimai yra prijungti prie osciloskopo įžeminimo ir signalo zondų. Nuotolinio valdymo pultas yra koaksialiai FD prie jo lango. Paspauskite bet kurį nuotolinio valdymo pulto mygtuką. Tokiu atveju osciloskopo ekrane turėtų pasirodyti PWM signalas, kurio amplitudė yra 0,2 ... 0,5 V.

Dauguma televizoriaus nuotolinio valdymo grandinių yra tos pačios ir apima:
- komandų mikroschemos formuotojas su kvarciniu rezonatoriumi;
- stiprintuvas, sudarytas iš vieno arba dviejų tranzistorių;
- LED (arba du);
- klaviatūra ir kontaktų laukas.

Be to, kai kuriuose nuotolinio valdymo pultuose yra indikatorius, kuris registruoja komandą.

Apsvarstykite galimus nuotolinio valdymo pulto gedimus, jų aptikimo ir pašalinimo būdą.

1. Nėra signalo iš nuotolinio valdymo pulto

Patikrinkite baterijų būklę. Jei maitinimo įtampa yra mažesnė nei 2,5 V, reikia pakeisti baterijas. Esant didesnei nei 2,5 V įtampai, multimetru patikrinkite trumpojo jungimo srovę Ikz. Tinkamiems naudoti elementams jis turėtų būti lygus 1 ... 3 A. Jei Ikz
Tada atidarykite nuotolinio valdymo pultą. Ši operacija reikalauja tam tikrų įgūdžių ir tikslumo. Pagrindinė užduotis šiuo atveju – nepalikti įbrėžimų ant nuotolinio valdymo pultelio korpuso ir nesulaužyti skląsčių. Norėdami atidaryti nuotolinio valdymo pultą, naudokite įprastą atsuktuvą su plonu įgėlimu (šiuo metu parduodami specialūs atsuktuvai su 10 .... 20 mm pločio ir 0,5 mm storio įgėlimu trumpa rankena).

Nuotolinio valdymo pultas pradedamas atidaryti iš tos pusės, kurioje yra baterijos, ir pirmiausia viena apatinio dangtelio pusė atjungiama nuo įėjimo lango, o tada kita tokiu pat būdu, po to dangtelis lengvai nuimamas.

Atlikite išorinį spausdintinės plokštės ir klaviatūros kontaktų būklės patikrinimą.

Išdžiūvusio skysčio pėdsakai ant kontaktinio lauko pašalinami spiritu sudrėkintu vatos tamponu. Laidininkų pertraukos pašalinamos lituojant trumpiklius iš plonos vielos.

Patikrinkite, ar nėra kontakto tarp grafito džemperių ir spausdintų laidininkų.

Uždarę bet kurią spausdintinės plokštės kontaktų porą, jie osciloskopu patikrina, ar LED katode yra PWM signalas.

Jei signalo nėra, o pastovi įtampa lygi nuliui, patikrinkite šviesos diodo tęstinumą. Veikiančio šviesos diodo pasipriešinimas į priekį turėtų būti keliasdešimt omų, o priešinga kryptimi - keli šimtai kiloomų. Sugedęs šviesos diodas turi būti pakeistas.

Gana dažnas defektas yra šviesos diodo išėjimo trūkis dėl mechaninio įtempimo, pavyzdžiui, nukritus nuotolinio valdymo pultui.

Patikrinkite, ar PWM signalas praeina iš mikroschemos išvesties į šviesos diodą.

2. Nuotolinio valdymo pulto lusto išvestyje nėra signalo

mikroschemos maitinimo įtampos trūkumas;
kvarco rezonatoriaus gedimas;
dviejų ar daugiau porų uždarų spausdintinės plokštės kontaktų buvimas;
laidininkų tarp mikroschemos ir spausdintinės plokštės kontaktų nutrūkimas;
mikroschemos gedimas.

Pirmiausia patikrinkite mikroschemos maitinimo įtampą: ji turi būti ne mažesnė kaip 2,5 V.

Kvarcinio rezonatoriaus veikimas tikrinamas uždarant bet kurią iš spausdintinės plokštės kontaktų porų. Jei tuo pačiu metu nėra generavimo, greičiausiai mikroschema yra sugedusi.

3. Nėra nuotolinio valdymo pulto signalo. Mikroschemos išvestyje yra signalas

Galimos gedimo priežastys:
stiprintuvo maitinimo trūkumas;
stiprintuvo elementų gedimas;
LED gedimas.

Osciloskopas tikrina, ar šviesos diodo katode yra signalas. Jei čia nėra signalo, patikrinkite jo perėjimą iš mikroschemos išvesties į šviesos diodą.

Dažniausiai pasitaikantys defektai šiuo atveju yra stiprintuvo išėjimo pakopos tranzistoriaus gedimas, litavimo pažeidimas, stiprintuvo elementų išvados.

4. Nėra nuotolinio valdymo pulto signalo. Fotodiodas rodo pastovios įtampos buvimą. Baterijos greitai išsikrauna. Šviesos diodas nuolat dega ir per jį teka didelė srovė

Galimos priežastys:
vieno iš stiprintuvo tranzistorių gedimas;
dviejų ar daugiau porų uždarų klaviatūros kontaktų buvimas;
mikroschemos gedimas.

Tranzistorių tinkamumas naudoti ir uždarų kontaktų buvimas tikrinamas „skambinant“. Mikroschemos būklė tikrinama ją pakeičiant.

5. Iš nuotolinio valdymo pulto nuolat siunčiama komanda, kai nespaudžiami klaviatūros mygtukai. Baterijos greitai išsikrauna

Galimos gedimo priežastys:
izoliacijos varžos sumažinimas tarp mikroschemos kontaktų arba spausdintinės plokštės kontaktų;
izoliacijos varžos sumažinimas tarp grafito trumpiklio ir po juo einančio spausdinto laidininko;
mikroschemos gedimas.

Mikroschemos kaiščiai kruopščiai nuplaunami alkoholiu, pašalinant kanifolijos, dulkių ir nešvarumų pėdsakus. Ant spausdintinės plokštės kontaktus nuvalykite vatos tamponu, sudrėkintu alkoholiu. Lituokite atitinkamus mikroschemos kaiščius iš plokštės. Jei po to ir toliau gaunamos komandos iš nuotolinio valdymo pulto, mikroschema pakeičiama. Jei signalas dingsta, ieškokite srovės nutekėjimo vietos nuo grafito trumpiklio iki atspausdinto laidininko. Iš abiejų pusių nupjaunamas laidas, o vietoj jo uždedamas (lituojamas) trumpiklis iš izoliuoto laido.

6. Vienas ar keli nuotolinio valdymo pulto mygtukai neveikia

Galimos gedimo priežastys:
klaviatūros uždarymo kontaktų atsparumo padidėjimas;
lentos įtrūkimas.

Išmatuokite kontakto varžą multimetru. Aptarnaujamiems mygtukams tai yra 2 ... 5 kOhm. Jei pasipriešinimas yra didesnis nei 10 kOhm, mygtukas yra sugedęs. Tokiu atveju arba visiškai pakeičiama „dantena“, arba taisomas kontaktas. Parduodami specialūs nuotolinio valdymo pulto remonto rinkiniai. Jie susideda iš laidžių guminių kontaktų, kurie yra klijuojami prie sugedusių klaviatūros kontaktų silikoniniais klijais, esančiais remonto komplekte.

Įtrūkimų buvimas nustatomas vizualiai. Pažeisti atspausdinti laidininkai taisomi naudojant plonos vielos trumpiklius.

Daugumoje šiuolaikinių nuotolinio valdymo pultų yra galimybė juos konvertuoti į aptarnavimo pultą. Pakeitimo esmė yra sumontuoti naują trumpiklį arba pertvarkyti trumpiklį ant spausdintinės plokštės, o plokštėje nurodoma montavimo vieta.

Pavyzdžiui, paveikslėlyje parodytas nuotolinio valdymo pultas RM-836, skirtas SONY televizoriams su nuimtu viršutiniu dangteliu. Sumontavus trumpiklį poz. vienas

Pakeičia formato santykio mygtuko funkcionalumą.

Dabar, du kartus paspaudus šį mygtuką, televizorius iš darbo režimo perkeliamas į aptarnavimo režimą.

Nuotolinio valdymo pultelių remontas.

M. Kirejevas

Po kelerių metų veikimo dažnai sutrinka televizorių ir kitos įrangos nuotolinio valdymo pultelių (DU) veikimas. Tai įmanoma dėl kelių priežasčių: elektroninių komponentų litavimo vientisumo pažeidimo, akumuliatoriaus skyriuje esančių spyruoklių kontaktų oksidacijos, visiško arba dalinio laidžiojo sluoksnio, uždėto ant mygtukų galų, dilimo (1 pav.),

Kurie yra dažniausiai naudojami.

Paskutiniam defektui pašalinti siūlomas paprastas, keletą metų išbandytas ir didelių išlaidų nereikalaujantis būdas. Ant nuvalytų ir nuriebalintų, pavyzdžiui, alkoholiu, mygtuko galas, kurio veikimą reikia atkurti, užtepamas vienu sluoksniu greitai džiūstančių klijų, pavyzdžiui, „Antras“, o po to – aliuminio gabalėliu. folija priklijuota šiek tiek didesnė nei mygtuko galo plotas. Klijams sukietėjus, išsikišusi folija kruopščiai užspaudžiama pincetu (2 pav.).

Praktika parodė aukštą tokiu būdu suremontuotų pultų patikimumą ir be problemų.

Jei dažnai tenka susidurti su nuotolinio valdymo pultelių remontu, tuomet galite pasigaminti jų veikimo stebėjimo įrenginį, surinktą iš turimų dalių (3 pav.).

Lustas DA1 naudojamas iš infraraudonųjų spindulių fotodiodo VD1 gaunamam signalui sustiprinti ir išvesties impulsų sekos formavimui, kuri tiekiama į daliklį DD1.1. Paspaudus bet kurį veikiančio nuotolinio valdymo pultelio mygtuką, VD2 šviesos diodas mirksės kelių hercų dažniu. Prietaisą patogu montuoti į 100x40x30 mm išmatavimų dėklą (4 pav.).

DA1 lustą galima pakeisti vietiniais analogais KR1054UI1, KR1054XA3, KR1056UP1, KR1084UI1, atsižvelgiant į kontaktų skirtumus.

Remontas ir aptarnavimas

[apsaugotas el. paštas]

Kartą man reikėjo valdyti įrenginį nuotolinio valdymo pulteliu. Reikalingas atstumas buvo nedidelis (iki 10 metrų) ir šiam tikslui nusprendžiau panaudoti IR imtuvą bei infraraudonųjų spindulių nuotolinio valdymo pultą iš buitinės technikos.

Yra keli infraraudonųjų spindulių nuotolinio valdymo pultelių ryšio protokolai (IR nuotolinio valdymo pultai). Jie skiriasi bitų kodavimo metodais, signalo trukme, nešlio dažniu ir perduodamų duomenų kiekiu. Vienas iš labiausiai paplitusių protokolų, sprendžiant iš interneto, yra RC5. Iš pradžių galvojau, kad teks su tuo susitvarkyti, bet po ranka neturėjau nė vieno pultelio su tokiu protokolu. Tačiau buvo trys DVD grotuvų nuotolinio valdymo pultai, naudojantys NEC protokolą.

Schema

IR signalų perdavimo principas yra toks – nešlio dažnio elektrinis signalas moduliuojamas perduodamais duomenimis ir infraraudonųjų spindulių šviesos diodo pagalba skleidžiamas į erdvę.

Signalo perdavimas jau įdiegtas nuotolinio valdymo pulte, šio klausimo neliečiame, nors nieko sudėtingo ten nėra.

Signalui priimti naudojama speciali mikroschema, kuri sujungia fotodiodą, stiprintuvą su pralaidiniu filtru, suderintu pagal tam tikrą nešlio dažnį, ir detektorių, ištraukiantį signalo gaubtą. Paprastai mikroschema turi tris išėjimus - du maitinimo ir vieną signalą. Pastarasis yra prijungtas prie mikroschemos išėjimo tranzistoriaus kolektoriaus, dėl kurio išėjimo signalas yra apverstas.

Šios šeimos mikroschemas vienija bendra santrumpa - TSOP.

Norint sužinoti, kuris protokolas naudojamas nuotolinio valdymo pulte, reikia surinkti grandinę su IR imtuvu, paimti signalo bangos formą ir palyginti ją su žinomais protokolais.

Tiesa, yra vienas taškas, IR imtuvas yra skirtas dirbti su vienu nešlio dažniu, o kai kuriuose protokoluose nešlio dažnių reikšmės skiriasi - kai kurie naudoja 38 kHz (pavyzdžiui, Nec protokolas), kiti 36 arba 40. Todėl ta pati grandinė negalės veikti su visais be išimties IR nuotolinio valdymo pulteliais.

Grandinė, kurią naudojau rašydamas programą, parodyta paveikslėlyje žemiau. IR signalus priėmė TSOP2138 lustas, skirtas 38 kHz dažniui.

Kitur nepriskirto protokolo aprašymas

Duomenims perduoti naudojamas 38 kHz nešlio dažnis. Pranešimas susideda iš pradžios impulso ir keturių baitų duomenų – adreso, invertuoto adreso reikšmės, komandos, apverstos komandos reikšmės. Adresas ir komanda perduodami du kartus, kad būtų padidintas patikimumas.

Duomenys pirmiausia perduodami su mažiausiai reikšmingu bitu. Kiekvienas bitas prasideda nešlio dažnio impulsų pliūpsniu. Plyšio trukmė yra 560 μs. Keičiant laiko intervalą tarp impulsų pliūpsnių, atliekamas nulių ir vienetų kodavimas. Perduodant loginį intervalas nuo srovės pradžios iki kito impulsų pliūpsnio pradžios yra 2,25 ms, o perduodant loginį nulį – 1,12 ms.

Pradinis impulsas yra 9 ms trukmės nešlio dažnio impulsų pliūpsnis. Po paleidimo impulso seka 4,5 ms pauzė.

Yra išplėstinė Nec protokolo versija, kuri naudoja 16 bitų adresus.

RC signalo dekodavimo algoritmas

Norint iššifruoti IR signalus, atitinkančius Nec protokolą, reikia išmatuoti laiką tarp perduodamų impulsų pliūpsnių. Norėdami tai padaryti, galite naudoti fiksavimo grandinę, išorinį pertraukimą arba banalią mikrovaldiklio išvesties apklausą. Pasirinkau fiksavimo schemą.

Apsvarstykite programos, iššifruojančios nuotolinio valdymo pulto signalus, algoritmą. (Nepateikiu kodo, kad nesugadinčiau aprašymo.)

Funkcijos main() pradžioje inicijuojamas T1 laikmatis – įjungiamas pertraukimas „fiksavimo“ įvykyje, fiksavimo grandinė nustatoma dirbti krentančioje briaunoje (nes signalas IR imtuvo išvestyje yra apverstas), įprastą laikmačio veikimo režimą ir išankstinio skalavimo koeficientą, leidžiantį apskaičiuoti trukmę tarp impulsų pliūpsnių be pakartotinio skaičiavimo registro perpildymo. Derinimui naudojamas LCD ekranas inicijuojamas. Nustatyta visuotinio pertraukimo įjungimo / išjungimo vėliavėlė.

Lygiagrečiai su pagrindinio kodo vykdymu veikia T1 laikmatis ir jo fiksavimo grandinė. Kai tik ICP(PD6) išvesties loginis lygis pasikeičia iš "1" į "0", pagrindinio kodo vykdymas sustoja ir iškviečiamas pertraukimų tvarkytuvas. Rokyklėje mikrovaldiklis išsaugo dabartinę ir ankstesnę laikmačio skaitiklio reikšmę ir nustato vėliavėlę, kad signalizuotų TIM_Handle() funkcijai, kad užfiksuotų naują reikšmę.

Funkcija TIM_Handle() yra būsenos mašina, turinti dvi būsenas – IDLE (laukiama) ir RESEIVE (gauna). Funkcijos pradžioje patikrinamas programos vėliavėlės nustatymas ir, jei sąlyga įvykdoma, apskaičiuojama laiko intervalo trukmė ir vykdomas automato kodas.