С тем, что беспроводной универсальный пульт дистанционного управления (ПДУ) вносит определенные удобства при эксплуатации бытовой техники, согласятся все. Время, когда использовался проводной удлинитель, в качестве ДУ, навсегда ушло в прошлое.

При помощи этого устройства можно управлять работой многих бытовых приборов, начиная от компьютера и заканчивая такой нехитрой операцией, как включение света, все, что необходимо, это подключить контроллер дистанционного пульта управления.

Примеры реализации

Учитывая, что уровнем освещения энергосберегающих лампочек управлять не получится, остается только один вариант – включать и выключать их. Приведем несколько примеров, как организовать дистанционное управление светом с пульта.

Дистанционный выключатель — это самый простой вариант, в котором розетка (или группа розеток) управляется при помощи дистанционного пульта, к ней можно подключить светильники или другие бытовые приборы. То есть для включения или выключения центрального освещения устройство не подходит.

В качестве еще одного примера простого решения, можно привести вариант, когда контролер, принимающий сигнал от пульта управления, встроен в патрон электрической лампочки.

При этом пульт управления может одновременно работать с группой контролеров, что позволяет регулировать освещенность, включая и выключая определенное количество лампочек на люстре. Но у этого варианта также есть свои недостатки:

• полностью отсутствует универсальность, то есть, управлять можно только работой электрических ламп;
• небольшой размер корпуса приводит к перегреву электронного оборудования, что становится причиной непродолжительного срока эксплуатации, этим особенно страдают изделия китайских производителей.

ПДУ и контролер управления электрооборудованием, представленный на рисунке ниже, позволяет подавать питание на три канала, при этом мощность каждого из них может быть до 1000Вт. То есть можно не только управлять освещением, а и включать другое электрооборудование, например, насос.

Бывает, что производитель не комплектует контроллер дистанционным пультом, в этом случае может быть использован универсальный ПДУ, который подходит для управления работой телевизора (Сони, Самсунг и т.д.), кондиционера (Toshiba, Daewoo, Philips и т.д.), фотоаппарата (Nicon)или даже шлагбаума и замком ворот.

Такие универсальные устройства дистанционного управления (пульты) выпускают многие известные производители электронной продукции, например: JVC, Sony, Panasonic, BBK, Samsung, Thomson, Pioneer, Canon и т.д.

Заметим, что мобильные телефоны могут иметь опцию «универсальный инфракрасный пульт», например, такая функция есть у некоторых моделей Nokia и Apple.

Все, что потребуется после приобретения универсального ПДУ – это его настройка, коды для этого содержит инструкция к устройству.

Говоря об управлении освещением при помощи дистанционного пульта, нельзя не упомянуть о такой концепции, как «Умный дом», в ее основе лежит контроллер, программирование которого происходит через USB соединение при помощи ноутбука или компьютера.

При такой реализации на пульт может быть выведено несколько запрограммированных режимов освещения дома и территории участка, например:

• дежурное освещение;
• ночной режим;
• режим праздничной подсветки;
• освещение определенных комнат и т.д.

Для выбора того или иного режима достаточно нажать определенные кнопки на пульте.

Типы устройств

Пульты, дистанционно управляющие освещением, классифицируются в зависимости от принципа передачи сигнала контроллеру (реле, отвечающее за включение света). Наиболее распространены два типа устройств, каждый из которых имеет свои особенности, определяющие достоинства и недостатки:

• ИК пульты, ограничены небольшим радиусом действия, в них используется инфракрасная лампочка, передающая сигнал на расстояние до 12 метров. Такие устройства могут управлять работой контроллера только в пределах прямой видимости, то есть, включить освещение в соседней комнате не получится. Достоинства ИК ПДУ – низкая цена;
• Радиопульты стоят несколько дороже инфракрасных аналогов, но радиус их действия значительно больше (до 100 метров), помимо этого, они могут управлять контроллером, находящимся за стеной в другом помещении. Это значительно расширяет их сферу применения, в частности, радиопульты дистанционного управления подходят для ресивера.

Радиопульты для передачи сигнала используют специально отведенные частоты, поэтому их продажа не попадает под ограничение торговли радиоустройствами.

Отдельно необходимо заметить, что некоторые программируемые контролеры, входящие в основу системы «Умный дом», могут содержать GSM модуль, позволяющий управлять им при помощи мобильной связи. В таком случае достаточно иметь телефон с тачпадом, на который устанавливается специальная программа.

Для управления такой системой не требуется обучение, оператор передает при помощи телефона команду-ключ на котроллер, программа обрабатывает ее и подает сигнал на радиореле для выполнения определенных действий, например, перекрыть кран полива газона или включить освещение.

Делаем самостоятельно управление освещением

Создать своими руками систему управления освещением посредством дистанционного пульта несложно, мы покажем, как это сделать на примере обычной люстры и комплекта Elektrostandard.

Если ваш город Москва или СПб, то такой набор можно купить за $7-$8, в других регионах следует учесть стоимость доставки пульта управления и дистанционного контролера. Вы можете использовать комплект любых других производителей, например: Elenberg, Gal, Hama, IRC, Remote и т.д.

Видео: Диагностика и ремонт пульта дистанционного управления

Заметим, что у известных брендов риск возникновения неисправности в дистанционном пульте управления или контроллере крайне низок, соответственно, весь ремонт будет сводиться к тому, что потребуется заменить батарейку или почистить контакты.

Схема подключения контроллера для дистанционного управления освещением при помощи пульта, как видно на рисунке ниже, нарисована непосредственно на корпусе устройства, поэтому, если следовать ей, проблем не возникнет.

Разбираем люстру и подбираем место для размещения контролера.

Выполняем подключение ламп люстры к контролеру, как указано на схеме, размещенной на его корпусе.

После этого собирается и подвешивается люстра, затем производится установка батарейки в пульт дистанционного управления. Для проверки работоспособности не потребуется пользоваться никакими приборами, достаточно с пульта послать сигнал на приемник.

Печатная схема

Если раскрутить печатную схему и вытащить ее из пульта, то можно заметить, что она представляет собой тонкую пластинку из стекловолокна, на поверхности которой выгравированы тонкие медные "полосы". На печатной плате собраны различные электронные части. «Печатанье» медных полос на листе из стекловолокна довольно недорогостоящий процесс. К тому же в наше время не составляет большой сложности установить детали (например, чипы, транзисторы и т.д.) на пластину из стекловолокна, а затем припаять все это медными проводами.

Если посмотреть на схему, то можно увидеть набор точек контакта, которые соответствуют каждой отдельной кнопке. Сами кнопки сделаны из тонкого эластичного материала. Каждой кнопке соответствует крошечный проводящий диск. Когда диск соприкасается с контактами на печатной схеме, происходит соединение и чип улавливает сигнал об их соединении. На конце печатной схемы находится инфракрасный светодиод, также называемый светоизлучающим диодом. Многие светоизлучающие диоды производят видимый свет, но те диоды, которые устанавливаются в пульты дистанционного управления, излучают невидимый для человеческого глаза свет. Но если у вас есть видеокамера, то вы можете увидеть этот свет через видеоискатель. Для этого вам необходимо навести пульт на камеру и нажать любую кнопку. Инфракрасный свет отразится в видеоискателе.

В сущности, основной принцип работы всех устройств дистанционного управления состоит в следующем: вы нажимаете на кнопку и главный чип улавливает соприкосновение кнопки с платой и определяет какая была нажата кнопка. Тогда он воспроизводит кодированный сигнал этой кнопки и отсылает его на светоизлучающий диод, который перерабатывает сигнал в инфракрасный свет. Датчик в телевизоре улавливает этот сигнал и выполняет заданную ему команду.

Современная стационарная и портативная бытовая аппаратура- фотоаппараты, видеокамеры, кондиционеры, телевизоры, музыкальные центры, домашние кинотеатры и др. для удобства, может управляться на расстоянии при помощи встроенных в технику систем дистанционного управления (СДУ). Небольшое распространение получили система беспроводного дистанционного управления на инфракрасных лучах принцип работы которой мы и рассмотрим в материале данной статьи.

Подробно и детально рассмотреть вопрос как работает система беспроводного дистанционного управления на инфракрасных лучах нам поможет СДУ-15 которая использовалась в телевизорах 3го поколения 3УСЦТ. Ознакомиться с принципом работы пульта ду более современных моделей бытовой техники можно на странице - http://www.xn--b1agveejs.su/bytovoi-tehniki/statyi/250-pdu-saa1250.html

СДУ-15 - система беспроводного дистанционного управления на инфракрасных лучах

В состав системы дистанционного управления советских телевизоров 3го поколения 3УСЦТ входит автономный пульт управления ПДУ-15, а также приемник инфракрасного излучения ПИ-5 и модуль дистанционного управления, МДУ-15, встроенные в телевизор.

Система ДУ позволяет переключать телевизионные программы, регулировать яркость, контрастность и насыщенность изображения, а также изменять громкость звукового сопровождения, включать и выключать телевизор. Время регулировок от минимального до максимального значения (или наоборот) не превышает 12 секунд.

Управление телевизором можно осуществлять с расстояния от 0,3 до 6 метров. Угол действия системы ДУ в горизонтальной и вертикальной плоскостях составляет ±30°, а угол зрения приемника в горизонтальной плоскости ±45°.

На пульте управления передаваемые команды кодируются и модулируются в короткие импульсы инфракрасного (ИК) излучения. Команды поступают на приемник, откуда после соответствующей обработки - на модуль дистанционного управления. С модуля ДУ команды для переключения программ поступают на УСУ-1-15-1, а для выполнения оперативных регулировок - на блок управления.

Для возможности включения и выключения телевизора с пульта ДУ его переводят в дежурный режим нажатием кнопки «Сеть». При этом напряжение сети поступает только на модуль СДУ-15. Указание о работе телевизора в дежурном режиме высвечивается индикатором на передней панели. Телевизор переводится в рабочий режим нажатием любой из восьми кнопок выбора программ на пульте ДУ или кнопки включения телевизора на передней панели. Нажатие кнопки 2 вызывает срабатывание реле в модуле ДУ, и через его контакты напряжение сети поступает на плату фильтра и импульсный блока питания телевизора 3УСЦТ .

Пульт дистанционного управления ПДУ-15 для телевизоров 3УСЦТ, схема и принцип работы

Рис. 2 Принципиальная схема пульта дистанционного управления ПДУ-15

Пульт дистанционного управления ПДУ-15 предназначен для формирования в соответствии с командами управления электрических сигналов, их усиление и излучение в виде модулированных импульсов инфракрасного излучения. Короткие импульсы ифнракрасного излучения продолжительностью 10 мкс модулируются двоичным кодом таким образом, что интервал времени между их излучением меняется. Так логическому 0 (напряжению низкого уровня) соответствует основной интервал времени Т (например, Т = 100 мкс), а логической 1 (напряжение высокого уровня) - 2Т.

Рис. 3.

Требуемая информация, в соответствии с командой управления передается одиннадцатью импульсами (рис. 3). Кроме того, каждый сигнал системы ДУ содержит в своем составе запускающий и останавливающий импульсы. Временной интервал между первым и вторым равен ЗТ, между запускающим и первым информационным импульсом Т. Пять импульсов отводятся для передачи адреса и шесть - для передачи команды. Очевидно, что после нажатия соответствующей кнопки на пульте ДУ в зависимости от передаваемого адреса и команды длительность интервалов, Т или 2Т, будет изменяться. За последним информационным импульсом после интервала ЗТ следует останавливающий импульс. В пульте управления используется специально разработанная для этой цели ИС типа КР1506ХЛ1 (рис. 2). Работа ИС определяется тактовым генератором, частота импульсов которого задается внешними элементами R1, С1, подсоединенными между ее выводами 2 и 3. Резистор R2 уменьшает влияние, оказываемое колебаниями питающего напряжения на частоту генератора. Постоянную времени цепи R2, С1 выбирают в зависимости от частоты используемого в ПДУ-15 кварцевого резонатора.

При нажатии одной из кнопок (S1 - S16) на пульте ДУ происходит подключение одного из выводов 10, 13, 15 к одному из выводов 16-23 ИС. Каждое такое соединение формирует в ИС определенную команду, т. е. последовательность импульсов, которые появляются на ее выводе 5 (см. таблицу ниже).

Кроме ИC D1 и кнопок S1 и S16 в цепи ее управляющих входов ПДУ-15 содержит усилитель мощности на транзисторах VT1, VT3, VT4, нагруженный диодами ИК излучения VD3 - VD5, и удвоитель напряжения на ключевом транзисторе VT2. Необходимость применения усилителя мощности вызывается тем, что выходной каскад ИC D1 способен отдавать в нагрузку ток не более 10 мА, а для получения требуемой дальности действия через излучающие диоды VD3 - VD5 необходим ток около 1 А.

Характерной особенностью усилителя является то, что в отсутствие входного сигнала все его транзисторы закрыты. Ток, потребляемый усилителем в этом случае, определяется только токами утечки конденсаторов С2 и СЗ и не превышает 50 мкА. Это позволило отказаться от применения выключателя питания. Пока командные кнопки S1 - S16 не нажаты и в паузах между импульсами конденсаторы С2, СЗ заряжаются до напряжения, близкого к напряжению батареи G1 (9 В), соответственно через резисторы R4 и R8. При этом транзисторный ключ VT2 закрыт поданным через резисторы R4 и R5 на его базу положительным напряжением. При нажатии одной из кнопок на пульте ДУ положительные импульсы с вывода 5 ИС поступают на базу эмиттерного повторителя VT1 и открывают его. Это, в свою очередь, вызывает открывание транзистора VT3, на базу которого поступают положительные импульсы с эмиттера VT1.

С эмиттера транзистора VT3 снимается положительный сигнал для управления источником тока, а с коллектора - отрицательный импульс для управления ключом VT2. Транзисторный ключ открывается, и конденсаторы С2 и СЗ оказываются подключенными последовательно через эмиттерный и коллекторный переходы VT2. В результате к выходному каскаду на транзисторе VT4 прикладывается почти удвоенное напряжение источника питания.

Диод VD2 препятствует разрядке конденсатора СЗ через источник питания и резистор R4. Транзистор VT3 совместно со стабилитроном VD1 образует источник постоянного тока, рассчитанный на ток нагрузки в 1 А. При этом ток через диоды практически не зависит от разброса падения напряжения на них и от состояния батареи, что позволяет поддерживать постоянной мощность излучения.

Рис. 4. Внешний вид пульта ДУ:

1 - излучатель инфракрасных лучей; 2 - кнопки выбора программ и включения телевизора (8 шт.); 3 - кнопки регулировки громкости; 4 - кнопки регулировки яркости; 5 - кнопки регулировки насыщенности; 6 - кнопка «Норм» установки насыщенности и яркости в среднее положение; 7 - кнопка выключения телевизора (перевода в дежурный режим); 8 - крышка отсека питания.

Рис. 5.

Принципиальная схема приемника показана на рис. 5. Для приема инфракрасных сигналов используется фотодиод VD1 - фотогальванический приемник, обладающий односторонней проводимостью при воздействии на него лучистой энергии. Он представляет собой полупроводниковый приемник, состоящий из трех чередующихся областей проводимости p-n-p. База служит приемной площадкой излучения. При облучении фотодиода модулированным инфракрасным лучом через него протекает ток, совпадающий по форме с сигналом ИК излучения.

Электрический сигнал усиливается предварительным усилителем на транзисторах VT2 - VT5. Транзистор VT1 является динамической нагрузкой фотодиода и предназначен для подавления постоянного фона окружающего излучения, создаваемого работой ламп накаливания, люминесцентных ламп и т. п.

С коллектора транзистора VT1 электрический сигнал поступает на первый каскад - эмиттерный повторитель VT2, режим которого задается элементами R2, R5, VT1. Усиленный по току сигнал с эмиттера транзистора VT2 поступает в базу транзистора VT3 - второго каскада, усиливается по напряжению, инвертируется и поступает на третий каскад усилителя VT4. Режимы второго и третьего каскадов по постоянному току определяются резисторами R7, R4, R3 и RIO, R9, а по переменному току - резисторами R7, R6 и R10 соответственно. Коллекторными нагрузками каскадов служат резисторы R8 и R11.

С эмиттера транзистора VT3 снимается сигнал отрицательной частотно-зависимой обратной связи для подавления фона окружающего излучения. Напряжение низкочастотного фона выделяется фильтром нижних частот R7, С2, R6 и R4, CI, R3 и поступает на базу инвертора VT1. Резистор R1 задает режим транзистора VT1 по току.

Выделенный на нагрузке третьего каскада - резисторе R11 - импульсный кодовый сигнал через разделительный конденсатор С4 поступает на ограничитель VT5, VD2, необходимый для селекции сигнала на фоне шумов и помех с амплитудой ниже пороговой. С нагрузки транзистора VT5 - резистора R13 - усиленный инвертированный сигнал через контакт 3 соединителя XI подается в блок дистанционного управления А30.2. Резистор R12 служит для закрывания транзистора VT5 в отсутствие сигнала, а диод VD2 - для температурной стабилизации напряжения на его коллекторе.

Модуль дистанционного управления МДУ-15

Рис. 6. Принципиальная схема модуля дистанционного управления МДУ-15. (В знаменателе приведены напряжения при отсутствии команды.)

С выхода приемника инфракрасного излучения сигнал через контакты 3 соединителей XI (АЗО.З) и Х2 модуля МДУ-15 поступает на вывод 16 микросхемы ИС D1 типа КР1506ХЛ2.

Генерирование тактовой частоты производится кварцевым резонатором BQ1, включенным между выводом 23 микросхемы КР1506ХЛ2 и положительным полюсом источника питания. Четыре цифроаналоговых преобразователя (ЦАП) в КР1506ХЛ2 (DA1 - DA4) вырабатывают на выводах 2-5 ИС напряжение прямоугольной формы частотой примерно 17,3 кГц, скважность которого изменяется (скважность прямоугольных импульсов - отношение периода к длительности импульсов, а ступени - пределы изменения скважности). Выходы 2, 4, 5 ЦАП используются для управления уровнями яркости, насыщенности, громкости.

При подаче команд увеличения или уменьшения уровня яркости, насыщенности или громкости начинает изменяться скважность напряжения прямоугольной формы на соответствующем выводе DA1, DA3, DA4 (выводы 2, 4, 5) ИС (см. осциллограммы 8а, 86, 8в на рис. 7). Полный цикл изменения скважности происходит примерно за 12 с. С вывода 2 ИС D1 при нажатой кнопке 11 или 12 на пульте ДУ (см. схему МДУ-15) через делитель R3, R7 импульсное напряжение поступает на RC фильтр R12C5 и далее - на вход операционного усилителя - вывод 2 И С D4. С выхода усилителя (вывод 13 ИС D4) окончательно сформированный сигнал через резистор R23, контакт 6 соединителей Х6 и Х7(А30), контакты кнопки S2 в блоке управления БУ-3-1, контакт 1 соединителя Х5 (А2) поступает в цепь управления яркостью модуля цветности.

С вывода 4 ИС D1 (при нажатых кнопках S13 или S14 на пульте ДУ) через делитель R4, R14 импульсное напряжение поступает на RC фильтр R15, С6 и далее - на вход операционного усилителя - вывод 6 ИС D4. С выхода усилителя (вывод 9 ИС) окончательно сформированный сигнал через резистор R24, контакт 7 соединителя Х6 и Х7 (АЗО), контакты кнопки S2 в блоке управления, контакт 2 соединителя Х5 (А2) подается в цепь управления насыщенностью модуля цветности.

С вывода 5 ИС D1 (при нажатых кнопках S15 или S16 на пульте ДУ) сигнал через делитель R5, R8, С7, контакт 1 соединителей Х6 и Х7(А30), контакты 13, 14 кнопки S2 в блоке управления, контакт 6 соединителя Х9(А1) поступает в цепь управления громкостью модуля радиоканала телевизора.

Интегральная микросхема D4 типа К157УД2 предназначена для согласования большого выходного сопротивления ИС D1 с нагрузкой в цепях регулировки яркости и насыщенности. При подаче напряжения питания на ИС D1 внутренние ЦАП 1-4 устанавливаются в положение (см. осциллограмму 86 на рис. 7), которое соответствует среднему значению яркости и насыщенности.

Команды переключения программ - нажатие кнопок S3 - S10 на пульте ДУ приводят к появлению на выводах 8-10 ИС D1 (выходы PA, РВ, PC регистра кода номера программы) импульсов напряжения, которые подаются на управляющие входы А0, A1, А2 (выводы И, 10, 9) ИС D2 типа К561КП2 (см. таблицу).

В зависимости от кода, т.е. комбинации этих импульсов, на соответствующем выходе ИС D2 появляется импульс напряжения 12 В, который через соединитель X1 (А10.Х2) поступает на устройство УСУ-1-15-1 и включает выбранную программу. При подаче питания в момент включения СДУ регистр кода номера программы находится в исходном состоянии и включается первая программа.

Система ДУ для своей работы использует автономные источники питания: 9 вольтовую батарею типа "Крона" на пульте ДУ и стабилизированный выпрямитель в модуле МДУ-15, состоящий из элементов T1, VD1, СЗ, D3, R19, VD2, С11, С12. При включении напряжения сети кнопкой S1 на пульте ДУ телевизор переводится в дежурный режим. Напряжение сети через замкнутые контакты кнопки S1 в блоке управления А9, контакты 1, 3 соединителей Х17(А30) и Х4 (А9) поступает на первичную обмотку (выводы 1, 2) трансформатора Т1. Напряжение, снимаемое со вторичной обмотки (выводы 3, 4) трансформатора, выпрямляется блоком кремниевых диодов VD1, сглаживается конденсатором СЗ и подается на стабилизатор напряжения 12 В, выполненный на элементах D3 типа КР142ЕН8Б, R19, VD2. Соединение вывода 8 микросхемы стабилизатора напряжения D3 с корпусом позволяет получить двухполярный источник напряжений: 12 В и - 6,2 В. Стабилитрон VD2 обеспечивает получение стабилизированного напряжения - 6,2 В, резистор R19 определяет номинальный ток стабилитрона VD2. Конденсаторы С11, С12 устраняют возбуждение стабилизатора.

Для управления устройством включения и выключения телевизора в дежурном режиме используется внутренний триггер ИС D1 (вывод 19). Включение телевизора осуществляется одним из двух способов, при каждом из которых триггер N (вывод 19) переводится в такое состояние, чтобы на выводе 19 ИС установилось напряжение 12 В. Первый способ - подача с пульта ДУ любой из восьми команд выбора программ; второй способ - нажатие кнопки S4 («Включение телевизора» на блоке управления). При втором способе на выводе 19 ИС D1 появляется напряжение 12 В на время не менее 10 секунд. Подсоединение источника 12 В к выводу 19 ИС D1 производится по цепи: вывод 2 ИС D3, контакты 4 соединителей Х5 и Х5 (АЗО.З), контакты 2 и 3 кнопки S4 в БУ, контакты 3 соединителей Х5 (АЗО.З) и Х5, резистор R27, контакт 19 ИС D1. Положительное напряжение с вывода 19 И С D1 через цепь R27, R29 поступает на базу транзистора VT4 и открывает его. Через обмотку реле KV1.2, включенного в коллекторную цепь этого транзистора, начинает протекать ток. Контакты реле KV1.2 замыкают цепь подачи сетевого напряжения на плату фильтра питания А12 блока питания телевизоров 3УСЦТ .

При подаче команды на выключение телевизора нажатием кнопки S1 на пульте ДУ триггер N в ИС D1 опрокидывается, и на его выходе (вывод 19 ИС) устанавливается отрицательное напряжение, которое, поступая через резисторы R27, R29 на базу транзистора VT4, закрывает его. Ток через обмотку реле KV1 прекращается, контакты реле размыкаются и отключают напряжение сети от контактов соединителя Х7(А12). Телевизор выключается (переводится в дежурный режим).

Для индикации работы устройства ДУ используется одновибратор, собранный на транзисторах VT2, VT3. В дежурном режиме после включения напряжения сети транзистор VT2 закрыт, так как потенциал его базы ниже потенциала на эмиттере, а транзистор VT3 открыт. Транзистор VT3 замыкает цепь: источник 12 В, резистор R26, переход коллектор-эмиттер транзистора VT3, диод VD3, контакт 10 соединителя Х6 (А9) и Х7(А30), индикаторный светодиод HL3 в блоке управления А9, корпус. Свечение индикатора HL3 в БУ сигнализирует, что телевизор находится в дежурном режиме.

При включении телевизора транзистор VT4 открывается, потенциал на его коллекторе становится близким к нулю и опрокидывает одновибратор: транзистор VT2 открывается, a VT3 закрывается, индикатор HL3 на БУ не светится.

Любая команда, переданная пультом ДУ и поступившая на ИС D1, появляется на выводе 17 ИС D1 в виде последовательности отрицательных импульсов (см. осциллограмму 7 на рис. 10.8), которые с делителя R17, R22 поступают на вход запуска одновибратора - базу транзистора VT2. Первый же отрицательный импульс опрокидывает одновибратор, при этом транзистор VT2 закрывается, VT3 открывается, замыкая цепь питания индикатора HL3 на БУ. Длительность импульса одновибратора задается цепью положительной обратной связи С10, R18 совместно с входным делителем R17, R22 и равна 1/16 с. Одновибратор работает все время, пока с вывода 17 ИС D1 на базу VT2 поступают отрицательные импульсы, т. е. пока нажата любая кнопка на пульте ДУ. Этим обеспечивается прерывистое свечение индикатора HL3.

С эмиттерной цепи одновибратора через резистор R21 сигналы управления поступают на базу транзистора VT1, который совместно с элементами R16, R4 образует интегратор, предназначенный для поддерживания нулевого потенциала на входе V (выводе 6) ИС D2 во время подачи команд ДУ. Когда команды ДУ не подаются, транзистор VT1 закрыт и на входе микросхемы устанавливается положительный потенциал зарядки конденсатора С4 через R16, что позволяет переключать программы вручную с передней панели телевизора.

Рис. 7. Форма импульсов и осциллограммы на элементах системы ДУ. (Осциллограммы 2-5 приведены при нажатии кнопки S3 при приеме первой программы; осциллограмма 8 приведена для трех уровней.)

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

Охранные системы и управление зданиями и территориями

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.

Культурно-зрелищное обеспечение

Дистанционное управление широко используется в кинотеатрах, а также в театрах, цирках и, в некоторых случаях, в обеспечении массовых мероприятий на открытом воздухе

Домашнее применение

ПДУ используются для управления бытовой электронной аппаратурой, домашними электроаппаратами и освещением

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.