Направи си ремонт на дистанционно управление. Част 1. История на развитието и устройство за дистанционно управление

Спомнете си как в анимационния филм „Трима от Простоквашино“ майката на чичо Федор каза: „Толкова съм уморена на работа, че дори не мога да гледам телевизия!“ Очевидно тази фраза е отговорът на въпроса защо разполага с цялото модерно домакинско оборудване инфрачервени дистанционни управления, Но ако погледнете, всичко започна много по-рано.

Дистанционно управление с проводници

Първата работа по дистанционното управление е извършена от германците в края на 30-те години на ХХ век, още преди избухването на Втората световна война. Обект на автоматизация беше тръбен приемник. Контролният панел беше отделен метален панел с бутони. Натискането на бутона задейства задвижването, - релето, електромагнита или мотора. Връзката между такова дистанционно управление и приемника се осъществява чрез многожилен кабел, който все още връзва слушателя към определено място.

Подобни дистанционни бяха в съветските телевизори от първи клас. Това беше малка пластмасова кутия с регулиране на силата на звука, свързана към телевизора с жица. Освен силата на звука, такова дистанционно управление не можеше да контролира нищо. Но такова дистанционно управление несъмнено създава определени удобства. В крайна сметка тогава нямаше досадна реклама и филмът трябваше да се гледа от началото до края.

Ултразвуково дистанционно управление

Първото безжично дистанционно управление дължи своето раждане на американския Hasso Plattner. През 1972 г., след като напуска IBM, той организира собствена компания и често обикаля света, за да установи бизнес контакти и връзки. Смущаващ инцидент стана на среща с ръководството на JVC.

Когато обсъждал проблем, Платнър ​​станал и се преместил към телевизора, за да покаже малко подробности на екрана с пръст. Но той не стигна до екрана, като се спъна през кабела на дистанционното управление. Той изля коктейл върху костюм и каза в сърцата си: „Не може ли да е възможно да превключвате канали по радиовълната?“, Което вкарваше японците в боя. И точно една година по-късно се появи първото дистанционно управление с ултразвук.

Принципът на действието му беше да захранва честотата си чрез натискане на всеки бутон. Ултразвукът се улавя от микрофон и се усилва от усилвател, който използва няколко паралелни канала с резонансни вериги. На изходите на тези канали се появиха контролни напрежения. С този метод на канално кодиране не се получи много.

По-нататъшното развитие на електрониката, по-специално появата на микросхеми INTEL, даде възможност да се изостави такова многочестотно кодиране. При една ултразвукова честота, поради различни методи на модулация, стана възможно да се предават много повече команди, отколкото при многочестотно кодиране. Едно от първите устройства, оборудвани с ултразвуково дистанционно управление, беше телевизионна компания RCA. Кодирането на команди се извършва с помощта на импулсна модулация на ширина (PWM).

Тези дистанционни са имали редица недостатъци. На първо място, големи размери и консумация на енергия. Това се дължи на факта, че ултразвуковото излъчване лесно се абсорбира от домакински предмети - дрехи, мека мебел, килими. Следователно е необходимо мощността на излъчване да се увеличи, което намали живота на батерията.

Фиг. 1. Първите дистанционни управления

Специализирани ИС за дистанционно управление

Нещата се подобриха след като INTEL разработи първия си микропроцесор 8080. GRUNDIG и MAGNAVOX, които направиха първия специализиран микропроцесор, взеха тази нова разработка. В този случай процесорът генерира желания цифров команден код под влияние на натиснатия бутон.По този начин, специализирана микросхема за дистанционно управление не е нищо друго микроконтролер с вече мигаща програма. Такива дистанционни управления бяха наречени TELEPILOT.

IR дистанционно управление

Първият цветен телевизор с микропроцесорно управление и дистанционно управление (IR) на IR лъчи е пуснат съвместно от GRUNDIG и MAGNAVOX през 1974 г. Още в този модел номерът на канала за превключване (OSD система) беше показан в ъгъла на екрана. Тази командна система се нарича ITT. Това беше първородното на компанията GRUNDIG.

Впоследствие PHILIPS, който разработи командната система RC-5, се зае с изследвания в областта на дистанционното управление. Новата система позволи да кодира 2048 команди, което е 4 пъти повече от броя на екипите в системата ITT. Носителната честота е избрана до 36KHz, което не пречи на европейските радиопредавателни станции и работата на дистанционни с ултразвукови предаватели с честота 30 и 40KHz, а също така осигурява достатъчен обхват на приемане.

Но електронното оборудване не стоеше неподвижно, но както казваше един герой от филма, той продължи напред със скокове и граници. Телевизорите се подобриха, появиха се видеорекордери и стерео системи, сателитни тунери, CD и DVD плейъри и много други.

За да се контролира новата технология, бяха необходими и нови дистанционни управления и съответно трябваше да се разработят нови микросхеми. Такива микросхеми са разработени от SIEMENS и THOMSON. Носещата честота на новото дистанционно управление също беше 36KHz, но се използва друг метод на сигнална модулация - двуфазна модулация. При тази модулация носещата честота беше по-стабилна, което осигурява увеличен обхват, повишен устойчивост на шум и надеждност.

PHILIPS отново направи допълнителен принос за развитието на системи за дистанционно управление. В началото на 90-те години на миналия век тя комбинира всичко най-добро, което беше в системите RC-5 и SIEMENS. Полученият продукт се нарича „Единна система за управление“. Същността му е следната. Дистанционното управление на такава система има функциите „MENU 1” и „MENU 2”. Във всяка от тези функции един и същ бутон изпълнява различни команди и се оказва, че по-малко бутони могат да изпълняват повече команди.

Впоследствие контролните панели проникнаха в много други области на домакински уреди. В момента IR лъчението се контролира от климатици, вентилатори, монтирани на стените вентилаторни нагреватели, полилеи и контакти, Дори някои модели автомобилни радиостанции и цифрови камери имат дистанционно управление.

С цялото разнообразие от дистанционни и контролирани от тях устройства, всички те работят почти еднакво: инфрачервеният светодиод на дистанционното управление, когато е натиснат, излъчва пакети инфрачервени импулси (мигачи), които се получават от фотодетектора („окото“) на телевизора или друго устройство. Съвременният интегриран фотодетектор е доста сложно устройство, въпреки че външният му вид не го казва. Появата на фотодетектора е показана на фигура 2.

Фигура 2. Фотодетектор

Приемникът е конфигуриран да приема импулси с носеща честота 36KHz, което съответства на RC-5 протокола. Ако в близост до фотодетектора е лесно да се включи например батерия, инфрачервен светодиод, тогава постоянната му светлина върху "окото" няма да има никакъв ефект, дори ако този светодиод е приближен до фотодетектора. Също така не влияе на дневната светлина и изкуствената светлина. Подобна селективност се дължи на факта, че в усилвателната верига на сигнала на фотодетектора има лентов филтър. Блок-схемата на фотодетектора е показана на фигура 3.

Фигура 3. Блок-схема на фотодетектор

Протоколът RC-5 няма да бъде обяснен подробно тук, тъй като това невежество няма да повлияе на по-нататъшната история и всъщност на ремонта на дистанционното управление. Тези, които искат да се запознаят с протокола RC-5, могат да намерят по-подробно описание на него в Интернет. Това е тема за отделна статия.

Устройство за дистанционно управление

При цялото разнообразие от съвременни дистанционни управления, всички модели са подредени почти еднакво. Основната разлика е най-често във външния вид, в дизайна на устройството.Както бе споменато в първата част на статията, основата на съвременното дистанционно управление е специализиран микроконтролер. Програмата в МК се записва по време на производствения процес в завода и не може да бъде променена в бъдеще. Когато са включени във веригата за такъв МК, е необходим минимален брой прикачени файлове. Схемата на съвременното дистанционно управление е показана на фигура 4.

Фигура 4. Диаграма на съвременно дистанционно управление

Основата на цялото устройство е U1 чип тип SAA3010P. Въпреки че буквите може да са различни, което говори за друг производител на чипове. Но числата все още остават 3010.

Както бе споменато по-горе, практически няма прикачени файлове. На първо място това керамичен резонатор, често наричан кварцвъпреки че това не е напълно точно. Целта му е да синхронизира вътрешния осцилатор на микросхемата, което осигурява необходимите времеви характеристики на изходния сигнал.

Матрицата на клавишите (KEY MATRIX) е показана в долния десен ъгъл на диаграмата. Редовете му са свързани към клемите DR0 ... DR7, а колоните, съответно, към клемите X0 ... X7. Когато щракнете върху който и да е бутон, една двойка се затваря - ред и импулсна последователност, съответстваща на натиснатия бутон, се появява на изхода на микросхемата. Всеки бутон дава своя собствена последователност и никакъв друг! Общо е възможно да свържете 8 * 8 = 64 бутона, въпреки че на практика може да е по-малко.

Изходният сигнал под формата на импулси на напрежение се подава към портата на полевия транзистор VT1, който от своя страна контролира работата на IR LED VD1. Алгоритъмът за управление в този случай е много прост: транзисторът се отваря - светодиодът свети, транзисторът е затворен, - светодиодът изгасва. В този случай те казват, че транзисторът е в ключов режим. В резултат на такива проблясъци се формират импулсни пакети, съответстващи на контролния протокол RC-5.

Захранването на веригата се извършва от две галванични клетки от тип АА, чиято енергия е достатъчна за поне една година. Успоредно с батериите има електролитен кондензатор С1, който чрез маневриране на вътрешното съпротивление на батериите удължава експлоатационния им живот и осигурява нормалната работа на дистанционното управление с няколко „мъртви“ батерии. Светодиодът в импулсен режим може да консумира ток до 1А.

След като разгледаме веригата на дистанционното управление, изглежда, че можем да кажем, че няма абсолютно нищо, което да се счупи с толкова просто устройство, но това не е така. Именно дистанционното управление най-често създава проблеми на собственика на телевизора. Как да поправите дистанционното управление, какви са основните му „заболявания“, както и как и как да ги излекувате ще бъде описано във втората част на статията.

Продължение на статията: Направи си ремонт на дистанционно управление.

Борис Аладишкин