DIY tālvadības pults remonts. 1. daļa. Izstrādes vēsture un tālvadības ierīce

Atcerieties, kā multfilmā “trīs no Prostokvashino” tēvocis Fjodors māti teica: “Es esmu tik noguris darbā, ka pat nespēju skatīties televizoru!” Acīmredzot šī frāze ir atbilde uz jautājumu, kāpēc ir visas mūsdienu sadzīves iekārtas infrasarkanās tālvadības pultis. Bet, ja paskatās, tas viss sākās daudz agrāk.

Tālvadības pults ar vadiem

Pirmo darbu ar tālvadības pulti vācieši veica divdesmitā gadsimta 30. gadu beigās, pat pirms Otrā pasaules kara uzliesmojuma. Automatizācijas objekts bija cauruļu uztvērējs. Vadības panelis bija atsevišķs metāla panelis ar pogām. Nospiežot pogu, iedarbina izpildmehānismu, - releju, elektromagnētu vai motoru. Savienojums starp šādu tālvadības pulti un uztvērēju tika izveidots ar daudzdzīslu kabeli, kurš joprojām piesaistīja klausītāju noteiktai vietai.

Līdzīgas tālvadības pultis bija padomju pirmās šķiras televizoros. Tā bija maza plastmasas kaste ar skaļuma regulētāju, ar vadu savienota ar televizoru. Papildus skaļumam šāds tālvadības pults neko nevarēja kontrolēt. Bet šāda tālvadības pults neapšaubāmi radīja noteiktas ērtības. Galu galā tad nebija kaitinošas reklāmas un filma bija jāskatās no sākuma līdz beigām.

Ultraskaņas tālvadības pults

Pirmais bezvadu tālvadības pults ir radies amerikānietei Hasso Plattner. 1972. gadā pēc aiziešanas no IBM viņš organizēja savu uzņēmumu un bieži devās apkārt pasaulei, lai nodibinātu biznesa kontaktus un saites. Neērts notikums notika tikšanās laikā ar JVC vadību.

Pārrunājot problēmu, Plattners piecēlās un pārcēlās uz televizoru, lai ar pirkstu parādītu ekrānā kādu detaļu. Bet viņš neiekļuva ekrānā, paklupdams pa tālvadības pults kabeli. Viņš uzlēja kokteili uz uzvalka un sirdīs sacīja: “Vai nevarēja ieslēgt radioviļņus kanālos?”, Kas japāņu kompanjonus ievilināja krāsā. Un tieši pēc gada parādījās pirmais ultraskaņas tālvadības pults.

Tās darbības princips bija barot tās frekvenci, nospiežot katru pogu. Ultraskaņu uztvēra ar mikrofonu un pastiprināja ar pastiprinātāju, kurš izmantoja vairākus paralēlus kanālus ar rezonanses ķēdēm. Pie šo kanālu izejām parādījās vadības spriegumi. Izmantojot šo kanālu kodēšanas metodi, netika iegūts daudz.

Tālāka elektronikas attīstība, jo īpaši INTEL mikroshēmu parādīšanās, ļāva atteikties no šādas daudzfrekvences kodēšanas. Vienā ultraskaņas frekvencē dažādu modulācijas metožu dēļ kļuva iespējams pārsūtīt daudz vairāk komandu nekā ar daudzfrekvenču kodēšanu. Viena no pirmajām ierīcēm, kas aprīkota ar ultraskaņas tālvadības pulti, bija televīzijas uzņēmums RCA. Komandu kodēšana tika veikta, izmantojot impulsa platuma modulāciju (PWM).

Šīm tālvadības pultīm bija virkne trūkumu. Pirmkārt, lieli izmēri un enerģijas patēriņš. Tas bija saistīts ar faktu, ka ultraskaņas starojumu viegli absorbē sadzīves priekšmeti - apģērbs, mīkstās mēbeles, paklāji. Tāpēc bija jāpalielina starojuma jauda, ​​kas samazināja akumulatora darbības laiku.

Att. 1. Pirmie tālvadības pultis

Specializētas tālvadības IC

Situācija uzlabojās pēc tam, kad INTEL izstrādāja savu pirmo 8080 mikroprocesoru. GRUNDIG un MAGNAVOX, kas izveidoja pirmo specializēto mikroprocesoru, pārņēma šo jauno attīstību. Šajā gadījumā nospiestas pogas ietekmē procesors ģenerē vēlamo ciparu komandas kodu.Tādējādi specializēta tālvadības pults mikroshēma ir nekas cits kā mikrokontrolieris ar jau mirgojošu programmu. Šādas tālvadības pultis sauca par TELEPILOT.

IR tālvadības pults

Pirmo krāsu televizoru ar mikroprocesora vadību un tālvadības pulti (IR) IR staros izlaida GRUNDIG un MAGNAVOX 1974. gadā. Jau šajā modelī ekrāna stūrī tika parādīts komutācijas kanāla numurs (OSD sistēma). Šo komandu sistēmu sauc par ITT. Tas bija uzņēmuma GRUNDIG pirmdzimtais.

Pēc tam PHILIPS, kas izstrādāja vadības sistēmu RC-5, uzsāka pētījumus tālvadības jomā. Jaunā sistēma ļāva kodēt 2048 komandas, kas ir 4 reizes lielāks par komandu skaitu ITT sistēmā. Nesējfrekvence tika izvēlēta līdz 36KHz, kas netraucēja Eiropas apraides stacijām un tālvadības pultu darbībai ar ultraskaņas raidītājiem ar frekvenci 30 un 40KHz, kā arī nodrošināja pietiekamu uztveršanas diapazonu.

Bet elektroniskais aprīkojums nekustējās, bet, kā mēdza teikt viens filmas varonis, viņš lēcienveidīgi devās uz priekšu. Uzlabojās televizori, parādījās videomagnetofoni un stereo sistēmas, satelīta uztvērēji, CD un DVD atskaņotāji un vēl daudz vairāk.

Lai kontrolētu jauno tehnoloģiju, bija nepieciešami arī jauni tālvadības pultis, un attiecīgi bija jāizstrādā jaunas mikroshēmas. Šādas mikroshēmas izstrādāja SIEMENS un THOMSON. Jaunās tālvadības pults nesējfrekvence bija arī 36KHz, taču tika izmantota cita signāla modulācijas metode - divfāžu modulācija. Ar šo modulāciju nesējfrekvence bija stabilāka, kas nodrošināja lielāku diapazonu, paaugstinātu trokšņa izturību un uzticamību.

PHILIPS atkal deva jaunu ieguldījumu tālvadības sistēmu attīstībā. Pagājušā gadsimta 90. gadu sākumā viņa apvienoja visu labāko, kas bija RC-5 un SIEMENS sistēmās. Iegūtais produkts tiek saukts par “vienoto komandu sistēmu”. Tās būtība ir šāda. Šādas sistēmas tālvadībai ir funkcijas “MENU 1” un “MENU 2”. Katrā no šīm funkcijām viena un tā pati poga izpilda dažādas komandas, un izrādās, ka mazāk pogu var izpildīt vairāk komandu.

Pēc tam vadības paneļi iekļuva daudzās citās sadzīves tehnikas jomās. IR starojumu pašlaik kontrolē gaisa kondicionieri, ventilatori, sienas stiprināmi ventilatoru sildītāji, lustras un rozetes. Pat dažiem automašīnu radio un digitālo fotokameru modeļiem ir tālvadības pults.

Ar visām tālvadības pultīm un ierīcēm, kuras tās kontrolē, tās darbojas gandrīz vienādi: tālvadības pults infrasarkanais gaismas diode, nospiežot, izstaro infrasarkano impulsu (zibspuldzes) paketes, kuras saņem televizora vai citas ierīces fotodetektors (“acs”). Mūsdienu integrētais fotodetektors ir diezgan sarežģīta ierīce, lai gan tās izskats to nesaka. Fotodetektora izskats ir parādīts 2. attēlā.

2. attēls. Fotodetektors

Uztvērējs ir konfigurēts uztvert impulsus ar nesējfrekvenci 36KHz, kas atbilst RC-5 protokolam. Ja netālu no fotodetektora ir viegli ieslēgt, piemēram, akumulatoru, IR LED, tad tā pastāvīgajai gaismai uz "acs" nebūs nekādas ietekmes, pat ja šo gaismas diodi pietuvinās fotodetektoram. Neietekmē arī dienasgaismu un mākslīgo gaismu. Šāda selektivitāte ir saistīta ar faktu, ka fotodetektora signāla pastiprināšanas ķēdē ir joslas caurlaidības filtrs. Fotodetektora blokshēma parādīta 3. attēlā.

Fotoattēlu detektoru blokshēma

RC-5 protokols šeit netiks detalizēti izskaidrots, jo šī neziņa neietekmēs turpmāko stāstu un faktiski tālvadības pults remontu. Tie, kas vēlas iepazīties ar RC-5 protokolu, sīkāku tā aprakstu var atrast internetā. Šī ir atsevišķa raksta tēma.

Tālvadības ierīce

Ar visām mūsdienu tālvadības pultīm, visi modeļi ir izvietoti gandrīz identiski. Galvenā atšķirība visbiežāk ir izskatā, ierīces dizainā.Kā minēts raksta pirmajā daļā, mūsdienu tālvadības pults pamats ir specializēts mikrokontrollers. Programma MK tiek ierakstīta ražošanas procesa laikā rūpnīcā, un nākotnē to nevar mainīt. Iekļaujot šāda MK shēmā, ir nepieciešams minimālais stiprinājumu skaits. Mūsdienu tālvadības pults shēma ir parādīta 4. attēlā.

4. attēls. Mūsdienīgas tālvadības pults diagramma

Visas ierīces pamatā ir U1 mikroshēmas tips SAA3010P. Lai gan burti var būt atšķirīgi, tas runā par citu uzņēmumu, kas ražo mikroshēmu. Bet skaitļi joprojām ir 3010.

Kā minēts iepriekš, eņģu daļas praktiski nav. Pirmkārt, tas keramikas rezonators, ko bieži dēvē par kvarcukaut arī tas nav pilnīgi precīzi. Tās mērķis ir sinhronizēt mikroshēmas iekšējo oscilatoru, kas nodrošina vajadzīgos izejas signāla laika parametrus.

Taustiņu matrica (KEY MATRIX) ir parādīta diagrammas apakšējā labajā stūrī. Tās rindas ir savienotas ar spailēm DR0 ... DR7 un attiecīgi kolonnas ar spailēm X0 ... X7. Noklikšķinot uz jebkuras pogas, tiek aizvērts viens pāris - rinda, un pie mikroshēmas izejas parādās nospiestai pogai atbilstoša impulsu secība. Katra poga dod savu secību un nevienu citu! Kopumā ir iespējams savienot 8 * 8 = 64 pogas, lai gan praksē to var būt mazāk.

Izejas signāls sprieguma impulsu veidā tiek piegādāts lauka efekta tranzistora VT1 vārtiem, kas savukārt kontrolē IR LED VD1 darbību. Vadības algoritms šajā gadījumā ir ļoti vienkāršs: tranzistors atveras - iedegas gaismas diode, tranzistors ir aizvērts, - gaismas diode nodziest. Šajā gadījumā viņi saka, ka tranzistors ir taustiņu režīmā. Šādu zibšņu rezultātā tiek izveidotas impulsu paketes, kas atbilst vadības protokolam RC-5.

Ķēdes barošanas avots ir izgatavots no divām AA tipa galvaniskajām šūnām, kuru enerģija ir pietiekama vismaz gadu. Paralēli baterijām ir elektrolītiskais kondensators C1, kas, manevrējot bateriju iekšējo pretestību, pagarina to kalpošanas laiku un nodrošina tālvadības pults normālu darbību ar dažām “mirušām” baterijām. Gaismas diode impulsa režīmā var patērēt strāvu līdz 1A.

Apsverot tālvadības pults shēmu, šķiet, ka mēs varam teikt, ka ar absolūti neko nevar sabojāt tik vienkāršu ierīci, taču tas tā nav. Tieši tālvadības pults televizora īpašniekam visbiežāk rada nepatikšanas. Kā labot tālvadības pulti, kādas ir tā galvenās "slimības", kā arī kā un kā tās izārstēt, tiks aprakstīts raksta otrajā daļā.

Raksta turpinājums: DIY tālvadības pults remonts.

Boriss Aladyshkin