Пульт дистанционного управления

Пульт дистанционного управления

Пульт ДУ (ПДУ, пульт дистанционного управления; RCU, англ. remote control unit) — электронное устройство для удалённого (дистанционного) управления другим электронным устройством на расстоянии. Существуют как в автономном, так и в (гораздо реже) неавтономном (проводном) вариантах. Конструктивно пульт — обычно небольшая коробка, содержащая в себе электронную схему, кнопки управления и (зачастую) источник автономного питания.

ПДУ применяются для дистанционного управления как мобильных объектов (напр., БПЛА), так и аппаратами и механизмами на мобильных объектах (самолёты, космические корабли, суда и т. д.), также управления производственными процессами, системами связи, техникой повышенной опасности.

Широко используются для дистанционного управления бытовой электронной аппаратурой (телевизорами, муз. центрами, кондиционерами и пр. аудио- видеотехникой).

Различные пульты для бытовых приборов

Содержание

История

Один из самых ранних образцов устройств для дистанционного управления придумал Никола Тесла в 1898 году. Менханизм был запатентован и описан в Method of an Apparatus for Controlling Mechanism of Moving Vehicle or Vehicles. В 1898 году на электро выставке в Медисон-сквер-гарден, он демонстрировал публике радиоуправляемую лодку под названием «телеавтомат»[1].

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

Пульт ДУ Zenith Space Commander 500, 1958 год

Первый пульт ДУ для управления телевизором был разработан Юджином Полли, сотрудником американской компании Zenith Radio Corporation в начале 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

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 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.

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 номер 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 19771978 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 [1].

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. Также возможно использование некоторых мобильных телефонов для дистанционного управления (по каналу Bluetooth) персональным компьютером.

Типы ПДУ

Пульты дистанционного управления различаются по: Питанию:

  • автономное;
  • получаемое по кабелю (проводу).

Мобильности:

  • встроенный (стационарный);
  • носимый.

Функциональности:

  • с фиксированным набором команд;
  • с переключаемым набором команд (универсальный);
  • с обучением набору команд (обучаемый).

Каналу связи:

и др.

Применение

ПДУ используются для дистанционного управления бытовой электронной аппаратурой (телевизорами, муз. центрами, аудио- и видеопроигрывателями и тп.). Миниатюрные пульты ДУ имеют автомобильные сигнализации. Есть пульты ДУ и для управления роботами, авиамоделями и пр. Системами ДУ бывают оборудованы даже храмы[2]. Вообще — пульт ДУ может быть применён в любом устройстве, имеющем электронное управление.

В авиации

Практически все средства авионики и другое бортовое оборудование ЛА управляются с помощью пультов ДУ в кабине пилотов, ДУ имеется также в наземном оборудовании[источник не указан 1150 дней]

В космической технике

  • 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


В технике связи

Дистанционное управление могут иметь ретрансляторы, радиомаяки, а также связные радиостанции, радиолокаторы и другие системы

В охранных системах и системах допуска

Управление воротами и шлагбаумами часто производится из помещений, с использованием пультов ДУ, также с помощью ДУ можно управлять наружным и внутренним освещением, камерами видеонаблюдения и т. д.

В моделировании

Широко распространены модели различных аппаратов (напр., модели автомобилей, самолётов, кораблей) с дистанционным радиоуправлением. Также аналогичные детские игрушки.

В компьютерной технике

До недавнего времени игровые приставки использовались исключительно проводные контроллеры (отчасти по той причине, что игроку трудно играть и при этом сохранять инфракрасный передатчик направленным на приставку). Небольшое число беспроводных контроллеров производилось сторонними производителями, в большинстве случаев в них использовалась радиосвязь.
Первым беспроводным контроллером, который входил в стандартную поставку, стал 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.

Некоторые модели мультимедийных ноутбуков от HP (серия Pavilion) имеют в своём комплекте фирменный пульт ДУ (в форм-факторе ExpressCard/54). Также многими ноутбуками можно управлять по каналу Bluetooth при помощи некоторых моделей мобильных телефонов Sony Ericsson (K700, K800 и др.) и смартфонов.

В фото- и видеотехнике

Некоторые механические фотоаппараты для того, чтобы уменьшить шевелёнку, имеют спусковой тросик, что тоже можно трактовать как ПДУ.
В электронных фотоаппаратах для этой же цели применяется проводной или беспроводной пульт ДУ. Кроме спуска затвора, пульты позволяют управлять зумом (если тот управляется мотором) и делать некоторые другие настройки.

В осветительной технике

Дистанционное управление широко используется в световом дизайне и оформлении (кинотеатров, театров, цирков) и, в некоторых случаях, в обеспечении массовых мероприятий на открытом воздухе.

В военном деле

На ЖД-транспорте и в метро

ПДУ применяются для управления оборудованием поездов, путевым оборудованием, оборудованием станций (эскалатор, освещение и т. д.)

На водном транспорте

Значительная часть судового оборудования управляется с помощью ПДУ.

В промышленном производстве и строительстве

Некоторые виды производственного и строительного оборудования могут управляться с помощью ПДУ.

В электроэнергетике

В электроэнергетике ПДУ используются для управления объектами энергосистемы и управления энергопотреблением.

В лабораторном оборудовании

Некоторые виды лабораторного оборудования управляются с помощью ПДУ.

ПДУ бытовой аппаратуры

Универсальный пульт Harmony 670

ПДУ для бытовой электронной аппаратуры обычно представляет собой небольшое устройство с кнопками, с питанием от батареек, посылающее команды посредством инфракрасного излучения с длиной волны 0,75—1,4 микрон. Этот свет невидим для человеческого глаза, но распознаётся приёмником принимающего устройства. В большинстве ПДУ применяется одна специализированная микросхема, корпусная либо бескорпусная (помещенная прямо на печатную плату и залитая компаундом, для предотвращения повреждения).

Ранее на пульт ДУ выносились только основные функции аппарата (переключение каналов, управления громкостью и т. п.), сейчас большинство образцов современной бытовой электроники на самом корпусе имеют ограниченный набор средств управления и полный набор их на пульте ДУ.

Первым пультам для передачи одной функции, команды (одноканальный ПДУ, с одной кнопкой) было достаточно наличия/отсутствия самого передаваемого сигнала. Но и то только в том случае, если он передавался по помехозащищённому каналу (например, проводу), в противном случае внешние помехи (лучи Солнца и т. п.) приводили к ложному срабатыванию. Первые беспроводные ПДУ использовали ультразвуковой канал связи.

Для пультов с несколькими функциями необходима более сложная система — частотная модуляция несущего сигнала (она применяется и для создания помехозащищённости канала) и кодирование передаваемых команд. Сейчас для этого используется цифровая обработка — микросхема передатчика (в пульте) модулирует и кодирует передаваемый сигнал, в приёмнике происходит его демодуляция и декодирование. После демодуляции полученного сигнала применяются соответствующие частотные фильтры для разделения сигналов.

Для считывания кода нажатой кнопки обычно применяется метод сканирования линий матрицы кнопок (аналогичный метод применяется в компьютерных клавиатурах), но в пультах ДУ бытовой техники использование непрерывного сканирования требовало бы затрат энергии и батарейки бы быстро садились. Поэтому в режиме ожидания все линии сканирования устанавливаются в одинаковое состояние и процессор пульта переводится в режим «засыпания», отключая тактовый генератор и практически не потребляя энергию. При нажатии любой кнопки на входных линиях сканирования изменяется логический уровень, что вызывает «просыпание» процессора и запуск тактового генератора. После чего запускается полный цикл сканирования клавиатуры для определения вызвавшей просыпание кнопки. Метод «одна кнопка — одна линия» обычно не используется по причине большого числа кнопок на современных пультах ДУ. После определения нажатой кнопки пульт формирует посылку, содержащую код пульта и код кнопки.

Бытовые пульты ДУ не имеют обратной связи, это означает что пульт не может определить, достиг ли сигнал приёмника или нет. Поэтому сигнал, соответствующий нажатой кнопке, передаётся непрерывно до тех пор пока кнопка не будет отпущена. При отпускании кнопки пульт переходит обратно в дежурное состояние.

На приёмной стороне (например в телевизоре) принимаются данные: проверяется код пульта, и, если этот код соответствует заданному, выполняется команда, соответствующая нажатой кнопке. Передатчик и приёмник (пульта и аппарата) должны использовать одинаковые методы кодирования и частоту модуляции передаваемых данных, в противном случае приёмник окажется неспособен принять и обработать посланные ему данные.

Модуляция

Обычно в пультах используется одна частота модуляции несущей (то есть частоты излучения ИК-светодиода) — на неё настроен и пульт и приёмник. Частоты модуляции обычно стандартны — это 36 кГц, 38 кГц, 40 кГц (Panasonic, Sony). Редкими считаются частоты 56 кГц (Sharp). Фирма Bang & Olufsen использует 455 кГц, что является большой редкостью. Использование приёмника с частотой модуляции, не точно совпадающего с частотой передатчика, не означает что он не будет принимать — приём останется, но его чувствительность может очень сильно упасть.

Передача сигнала осуществляется излучением ИК-светодиода с соответствующей частотой модуляции. Для частот от 30 до 50 кГц обычно используются светодиоды с длиной волны 950 нм, а для 455 кГц — специальные светодиоды с длиной волны 870 нм (на эту длину волны и высокую частоту модуляции ориентированы специализированные приёмники TSOP5700 и TSOP7000).

Несколько таких модулированных передач и гашений (пачек импульсов) формируют кодированную посылку (см. ниже). Приёмник ИК-сигнала состоит из нескольких каскадов усилителей и демодулятора (частотного детектора) и чувствителен к сигналу до −90 дБ (большинство радиолюбительских схем имеют чувствительность до −60 дБ). Также практически все производимые серийно ИК-приёмники имеют ИК-светофильтр (тёмно-красная линза или пластина). Сам модуль ИК-приёмника имеют всего три вывода: Питание, Земля, Выход данных.
Пример фотоприёмников: TSOP1736 — настроен на частоту 36 кГц, TSOP1738 — 38 кГц (производитель Vishay Telefunken), BRM1020 — 38 кГц.
Для приёма сигнала от пульта ДУ также существует демодулятор без встроенного ИК фотоприёмника — микросхема фирмы Sony CXA1511, по своей сути — высококачественный частотный детектор, позволяющий сделать пульт, например, на УФ-излучателях, а не на светодиодах ИК-диапазона.

Кодирование

Для распознавания множества различных команд пульта применяется кодирование передаваемых данных. Сейчас преимущественно используются следующие две схемы кодирования передаваемых данных:

  • Первая в пультах ДУ стала применяться фирмой Philips (протоколы RC4 и RC5, т. н. Манчестерское кодирование): Передача 0 дополнялась единицей, а передача 1 — нулём. То есть 001 передается как 01 01 10. Соответственно посылка считывается последовательно, и в эфир подаётся модулированный сигнал только когда встречается единица.
  • Авторство второй схемы кодирования приписывается фирме Sony. Сначала всегда передаётся «1» модулированным сигналом, затем «0» — пауза. Временной размер единицы всегда одинаковый, а временной размер 0 — это кодированные передаваемые данные. Длинная пауза — передача единицы, короткая пауза — передача нуля.

Перед посылкой кодированных данных пульт всегда посылает одну или несколько синхропосылок для того, чтобы фотоприёмник настроил приёмную цепь (синхронизировался с пультом по чувствительности и фазе).

Детальное описание протоколов можно прочитать по этим ссылкам:

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

Модуляция инфракрасного светодиода изменяется в зависимости от нажатой кнопки

Бытовые пульты ДУ обычно питаются от 2-4 батареек типоразмера AA или AAA (реже от батарейки 9 В типа «Крона»). Это связано с тем, что для питания инфракрасного светодиода необходимо не менее 2,0-2,5 Вольта, и от одной батарейки (1,5 В) такого напряжения без усложнения схемы не получить. Для пультов рекомендуется покупать обыкновенные солевые или щелочные (Alkaline) батарейки, они прослужат дольше — дело в том, что аналогичные (типоразмера AA или AAA) аккумуляторы могут разрядиться уже за полгода только из-за высокого тока саморазряда у них, к тому же длительный срок эксплуатации одной зарядки не окупит стоимость аккумулятора.

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.

Наличие сигнала с пульта можно проверить, посмотрев на него через видеокамеру или цифровой фотоаппарат, при этом нажимая на пульте кнопки. ПЗС-матрицы бытовой фото- и видеоаппаратуры обычно видят инфракрасный диапазон.
Также часто можно услышать сигналы, модулируемые инфракрасной несущей пульта, рядом со средневолновым радиоприёмником, ненастроенным на станцию.

См. также

Примечания

  1. Jonnes, Jill. Empires of Light ISBN 0-375-75884-4. Page 355, referencing O’Neill, John J., Prodigal Genius: The Life of Nikola Tesla (New York: David McKay, 1944), p. 167.
  2. Управление автоматики и телемеханики в храме Христа Спасителя
  3. Lightoller, CH: «Titanic and other ships» I. Nicholson and Watson, 1935.

Ссылки

Стандарты


Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Полезное


Смотреть что такое "Пульт дистанционного управления" в других словарях:

  • пульт дистанционного управления — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN remote controlRC …   Справочник технического переводчика

  • пульт дистанционного управления — 3.18 пульт дистанционного управления; ПДУ: Элемент ПО, обеспечивающий дистанционное задействование огневых цепей и ПИ в необходимые моменты времени и их защиту от несанкционированного срабатывания. Источник: ГОСТ Р 51270 99: Изделия… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • пульт дистанционного управления электроагрегатом (электростанцией) — пульт дистанционного управления [ГОСТ 20375 83] Тематики электроагрегаты генераторные Синонимы пульт дистанционного управления EN remote control desk DE Fernsteuerungspult …   Справочник технического переводчика

  • Пульт дистанционного управления электроагрегатом (электростанцией) — 33. Пульт дистанционного управления электроагрегатом (электростанцией) Пульт дистанционного управления D. Fernsteuerungspult E. Remote control desk Источник: ГОСТ 20375 83: Электроагрегаты и пе …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Универсальный пульт дистанционного управления — Универсальный пульт Harmony 670 Универсальный пульт дистанционного управления (УПДУ) это разновидность ПДУ, предназначенная для управления несколькими бытовыми устройствами. В отличие от классического ПДУ, поставляемого со многими видами домашней …   Википедия

  • контрольный пульт дистанционного управления противовыбросовым превентором — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN remote BOP control panelremote station …   Справочник технического переводчика

  • Пульт ДУ — (ПДУ, пульт дистанционного (удалённого) управления)  устройство для управления другим устройством на расстоянии. ПДУ применяются для управления системами и механизмами на мобильных объектах (самолёты, космические корабли, суда и т. д.),… …   Википедия

  • Пульт управления — Пульт управления  устройство для контроля и управления работой устройств и процессов. В частности для управления ЭВМ. Пульт управления содержит ряд блоков управления: блок набора информации, блок управления, сигнальный блок и т. д …   Википедия

  • ПУЛЬТ — 6.6.12. ПУЛЬТ Корпус пульта с установленными приборами, аппаратами, арматурой, установочными изделиями, с электрической и трубной проводками, подготовленными к подключению внешних цепей ² Источник: РМ 4 239 91: Системы автоматизации. Словарь… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Пульт — В Викисловаре есть статья «пульт» Пульт электронное устройство для контроля и управления работой устройств, процессов и сигналов. Возможные значения …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»