Oprava dálkového ovládání pro kutily. Část 1. Historie vývoje a zařízení pro dálkové ovládání

Pamatujte, jak v karikatuře „tři z Prostokvashina“ řekla matka strýce Fedora: „Jsem v práci tak unavená, že ani nemohu sledovat televizi!“ Tato věta je zjevně odpovědí na otázku, proč má veškeré moderní vybavení domácnosti infračervené dálkové ovladače. Ale pokud se podíváte, všechno to začalo mnohem dříve.

Dálkové ovládání s dráty

První práce na dálkovém ovládání provedli Němci na konci 30. let dvacátého století, ještě před vypuknutím druhé světové války. Předmětem automatizace byl trubkový přijímač. Ovládací panel byl samostatný kovový panel s tlačítky. Stisknutím tlačítka se aktivoval pohon, - relé, elektromagnet nebo motor. Spojení mezi takovým dálkovým ovládáním a přijímačem bylo provedeno vícežilovým kabelem, který stále přivázal posluchače na konkrétní místo.

Podobné dálkové ovladače byly v sovětských prvotřídních trubkových televizích. Byla to malá plastová krabička s ovládáním hlasitosti, připojená k televizi drátem. Kromě hlasitosti takové dálkové ovládání nemohlo nic ovládat. Ale takové dálkové ovládání nepochybně vytvořilo určité vymoženosti. Koneckonců, neexistovala žádná otravná reklama a film musel být sledován od začátku do konce.

Ultrazvukové dálkové ovládání

První bezdrátové dálkové ovládání vděčí za svůj vznik americkému Hasso Plattnerovi. V roce 1972, po odchodu z IBM, organizoval svou vlastní společnost a často chodil po celém světě navazovat obchodní kontakty a vazby. Na setkání s vedením JVC došlo k trapnému incidentu.

Když diskutoval o problému, Plattner vstal a přesunul se k televizi, aby ukázal prstem nějaké podrobnosti na obrazovce. Ale nedostal se na obrazovku a zakopl o kabel dálkového ovládání. Nalil koktejl na oblek a ve svých srdcích řekl: „Nemohlo by být možné přepnout kanály na rádiovou vlnu?“, Který zahnal japonské barvy do barvy. A přesně o rok později se objevilo první ultrazvukové dálkové ovládání.

Princip jeho činnosti spočíval v tom, že frekvenci napájel stisknutím každého tlačítka. Ultrazvuk byl zachycen mikrofonem a zesílen zesilovačem, který používal několik paralelních kanálů s rezonančními obvody. Na výstupech těchto kanálů se objevila řídicí napětí. S touto metodou kódování kanálu nebylo získáno mnoho.

Další vývoj elektroniky, zejména vzhled mikroobvodů INTEL, umožnil upustit od takového vícefrekvenčního kódování. Při jedné ultrazvukové frekvenci bylo díky různým metodám modulace možné vysílat mnohem více příkazů než s multifrekvenčním kódováním. Jedním z prvních zařízení vybavených ultrazvukovým dálkovým ovládáním byla televizní společnost RCA. Kódování příkazů bylo provedeno pomocí pulzní šířkové modulace (PWM).

Tyto dálkové ovladače měly řadu nevýhod. Především velké rozměry a spotřeba energie. Důvodem byla skutečnost, že ultrazvukové záření je snadno absorbováno předměty domácnosti - oděvy, čalouněný nábytek, koberce. Proto je třeba zvýšit energii záření, což zkrátilo životnost baterie.

Obr. 1. První dálkové ovladače

Specializované integrované obvody dálkového ovládání

Věci se zlepšily poté, co INTEL vyvinul svůj první mikroprocesor 8080. Tento vývoj se ujal GRUNDIG a MAGNAVOX, kteří vyrobili první specializovaný mikroprocesor. V tomto případě procesor generuje požadovaný digitální příkazový kód pod vlivem stisknutého tlačítka.Specializovaný mikroobvod pro dálkové ovládání tedy není nic jiného než mikrokontrolér s již blikajícím programem. Takové dálkové ovladače se nazývaly TELEPILOT.

IR dálkové ovládání

První barevná televize s mikroprocesorovým ovládáním a dálkovým ovládáním (IR) na IR paprskech byla vydána společně společností GRUNDIG a MAGNAVOX v roce 1974. Již v tomto modelu bylo v rohu obrazovky zobrazeno číslo přepínacího kanálu (systém OSD). Tento příkazový systém se nazývá ITT. Byl to prvorozený ve společnosti GRUNDIG.

Společnost PHILIPS, která vyvinula příkazový systém RC-5, následně zahájila výzkum v oblasti dálkového ovládání. Nový systém umožnil kódovat 2048 příkazů, což je čtyřnásobek počtu týmů v systému ITT. Nosná frekvence byla zvolena na 36 kHz, což neinterferovalo s evropskými vysílacími stanicemi a provozováním dálkových ovladačů s ultrazvukovými vysílači s frekvencí 30 a 40 kHz, a také poskytovalo dostatečný přijímací rozsah.

Elektronické vybavení však nezůstávalo v klidu, ale jak říkal jeden filmový hrdina, šel vpřed se skoky. Televizory se zlepšily, objevily se videorekordéry a stereo systémy, satelitní tunery, CD a DVD přehrávače a mnoho dalšího.

K ovládání nové technologie byly také zapotřebí nová dálková ovládání, a proto bylo nutné vyvinout nové mikroobvody. Takové mikroobvody byly vyvinuty SIEMENS a THOMSON. Nosná frekvence nového dálkového ovládání byla také 36 kHz, ale byla použita jiná metoda modulace signálu - dvoufázová modulace. S touto modulací byla nosná frekvence stabilnější, což poskytovalo zvýšený rozsah, zvýšenou odolnost proti šumu a spolehlivost.

Společnost PHILIPS opět přispěla k rozvoji systémů dálkového ovládání. Na začátku 90. let minulého století kombinovala to nejlepší, co bylo v systémech RC-5 a SIEMENS. Výsledný produkt se nazývá „Unified Command System“. Jeho podstata je následující. Dálkové ovládání takového systému má funkce „MENU 1“ a „MENU 2“. V každé z těchto funkcí provádí stejné tlačítko různé příkazy a ukázalo se, že méně tlačítek může provádět více příkazů.

Ovládací panely následně pronikly do mnoha dalších oblastí domácích spotřebičů. Infračervené záření je v současné době řízeno klimatizátory, ventilátory, nástěnnými ohřívači ventilátorů, lustry a zásuvky. Dokonce i některé modely autorádií a digitálních fotoaparátů mají dálkové ovládání.

Se všemi nejrůznějšími dálkovými ovladači a zařízeními, která jimi ovládají, fungují téměř stejně: infračervená LED dioda dálkového ovládání po stisknutí vydává pakety infračervených pulzů (záblesků), které jsou přijímány fotodetektorem („oko“) televizoru nebo jiného zařízení. Moderní integrovaný fotodetektor je poměrně složité zařízení, i když jeho vzhled to neříká. Vzhled fotodetektoru je znázorněn na obrázku 2.

Obrázek 2. Fotodetektor

Přijímač je nakonfigurován pro příjem impulsů s nosnou frekvencí 36 kHz, což odpovídá protokolu RC-5. Pokud je v blízkosti fotodetektoru snadné zapnout například baterii, IR LED, její stálé světlo na „oku“ nebude mít žádný účinek, i když se tato LED přiblíží k fotodetektoru. Také nemá vliv na denní světlo a umělé světlo. Taková selektivita je způsobena skutečností, že v zesilovacím obvodu signálu fotodetektoru je pásmový filtr. Blokové schéma fotodetektoru je znázorněno na obrázku 3.

Obrázek 3. Blokové schéma fotodetektoru

Protokol RC-5 zde nebude podrobně vysvětlen, protože tato nevědomost neovlivní další příběh a opravu dálkového ovládání. Ti, kteří se chtějí seznámit s protokolem RC-5, najdou jeho podrobnější popis na internetu. Toto je téma samostatného článku.

Zařízení pro dálkové ovládání

Díky celé řadě moderních dálkových ovladačů jsou všechny modely uspořádány téměř identicky. Hlavní rozdíl je nejčastěji ve vzhledu, v konstrukci zařízení.Jak je uvedeno v první části článku, základem moderního dálkového ovládání je specializovaný mikrokontrolér. Program v MK je zaznamenáván během výrobního procesu v závodě a nelze jej v budoucnu změnit. Je-li součástí takového MK, je vyžadován minimální počet příloh. Schéma moderního dálkového ovládání je znázorněno na obrázku 4.

Obrázek 4. Schéma moderního dálkového ovládání

Základem celého zařízení je čip typu SA13010P U1. Přestože se písmena mohou lišit, hovoří o jiné společnosti vyrábějící čip. Čísla však stále zůstávají 3010.

Jak je uvedeno výše, prakticky neexistují žádné kloubové části. Za prvé, tohle keramický rezonátor, často označovaný jako křemeni když to není úplně přesné. Jeho účelem je synchronizovat vnitřní oscilátor mikroobvodu, který poskytuje požadované časové charakteristiky výstupního signálu.

Matice kláves (KEY MATRIX) je zobrazena v pravém dolním rohu diagramu. Její řádky jsou připojeny ke svorkám DR0 ... DR7 a sloupcům ke svorkám X0 ... X7. Když kliknete na jakékoli tlačítko, jeden pár se uzavře - na výstupu z mikroobvodu se objeví řada a sekvence impulzů odpovídající stisknutému tlačítku. Každé tlačítko dává svou vlastní sekvenci a žádné jiné! Celkově je možné připojit 8 * 8 = 64 tlačítek, i když v praxi to může být méně.

Výstupní signál ve formě napěťových impulsů je přiváděn k bráně tranzistoru VT1 s efektem pole, který zase řídí činnost IR LED VD1. Řídicí algoritmus je v tomto případě velmi jednoduchý: tranzistor se otevře - LED se rozsvítí, tranzistor je sepnut, - LED zhasne. V tomto případě říkají, že tranzistor je v klíčovém režimu. V důsledku těchto záblesků se vytvoří pulzní pakety odpovídající řídícímu protokolu RC-5.

Napájení obvodu je provedeno ze dvou galvanických článků typu AA, jejichž energie je dostatečná alespoň po dobu jednoho roku. Paralelně s bateriemi existuje elektrolytický kondenzátor C1, který posunutím vnitřního odporu baterií prodlužuje jejich životnost a zajišťuje normální provoz dálkového ovladače pomocí několika „mrtvých“ baterií. LED v pulzním režimu může spotřebovávat proud až do 1A.

Po zvážení obvodu dálkového ovládání se zdá, že můžeme říci, že s tak jednoduchým zařízením není co přerušit, ale není tomu tak. Je to dálkový ovladač, který nejčastěji způsobuje potíže majiteli televizoru. Jak opravit dálkové ovládání, jaké jsou jeho hlavní „nemoci“ a jak a jak je léčit, bude popsáno v druhé části článku.

Pokračování článku: Oprava dálkového ovládání pro kutily.

Boris Aladyshkin