Ардуино: инфракрасный пульт и приемник. Беспроводной пульт дистанционного управления Пульт управления часто с

Практически у каждого человека дома куча различной умной техники — это разнообразные телевизоры, аудиосистемы, CD-плееры, кондиционеры, стиральные машины, микроволновые печи и многое другое. Большинство из этих устройств имеют пульты дистанционного управления. Пульты когда-то были задуманы для помощи людям, чтобы они могли не вставая с места управлять всей электроникой в своём доме. Однако, помощников иногда скапливается столько, что поиск нужного становится довольно раздражающей проблемой. К счастью можно купить универсальный пульт ДУ, и навсегда разрешить неудобство управления техникой. Итак, на что стоит обратить внимание в первую очередь при выборе надёжного универсального пульта дистанционного управления, чтобы не жалеть о покупке и остаться довольным.

Зачем нужен универсальный пульт ДУ

1. Просто потерян один из старых, или он пришел в негодность. Чаще это пульт для телевизора. Человек приходит в магазин, покупает самый расхваленный универсальный пульт ДУ, приходит домой, и… У него не вызывается меню в телевизоре, и не работает настройка. А дело в том, что не каждый может подходить для его телевизора.
2. Человек хочет иметь один пульт на все устройства в доме. Это — совсем другое дело. С помощью родных пультов всегда можно настроить новый пульт ДУ на любую технику, если только он поддерживает функцию обучения.

О возможностях универсального пульта ДУ

• Универсальный пульт ДУ с предустановкой имеет базу данных с кодами к различным устройствам и моделям. Когда нужно управлять вентилятором пользователь вводит один код, когда телевизором – другой. Коды берутся из списка, предоставляемого производителем.
• Модели с настройкой через компьютер можно подключить к ноутбуку или компьютеру, и управляя специальными программами, скачать с сервера производителя нужные настройки под вашу технику. Эта процедура очень похожа на обновление драйверов в операционной системе компьютера. Просто указываете на сайте модели своей техники, и сохраняете на пульт предложенные вам настройки. Также на сайте производителя универсального пульта ДУ, перед покупкой можно посмотреть и список брендов техники, с которой он совместим. По хорошему соотношению — цена-качество, среди всех представленных на рынке моделей, пульты этой категории встречаются чаще всего.
• Модель с возможностью обучения — весьма удобный гаджет. Обучение происходит таким образом. Вы берете родной пульт, и функцию каждой кнопки с него регистрируете на нужной вам кнопке универсального и через некоторое время он выполняет функции лучше старого. Очень удобно, если производитель не внес в его базу данных сигналы для телевизора (или любого другого устройства) вашей марки. Стоит отметить, что при выборе такого пульта нужно обращать внимание на его диапазон сигналов, уточнять у продавца в случае необходимости или проконсультироваться со специалистом. Поскольку есть редкие устройства, сигналы которых не воспринимаются некоторыми устройствами с функцией обучения.

Какую модель выбрать

На различных тематических форумах можно встретить жаркие споры приверженцев той или иной модели пульта, поскольку каждый девайс имеет свои плюсы и минусы. Там же есть возможность получить совет по выбору надежного универсального пульта ДУ. Есть пульты, совмещающие в себе все три вида моделей, у них высокий рейтинг в интернет магазинах, они дороже всех остальных. Решите, нужен ли Вам такой, или может просто купить недорогой но хороший.

Фирма производитель

Некоторые покупатели выбирают себе пульт исходя из предпочтения устройств любимого производителя. Но полагать что компания, изготавливающая отличные стиральные машины, делает качественные пульты - это заблуждение. Некоторые популярные бренды выпускают такие устройства, не отличающиеся особым качеством — «для галочки», просто облачая их в красивые упаковки. Следует доверять только тем маркам, которые занимаются производством «универсалок» давно и профессионально. У них большая база кодов для техники, достойная тех-поддержка и опытные специалисты. Самые популярные фирмы производители пультов управления — это:

• Philips
• Rolsen

Дополнительный функционал

Каждая функция в новенькой модели имеет свою цену. Чем больше функций, тем он дороже. Мало-функциональный, но дешевый пульт может быть для Вас лучшим решением, если вся Ваша техника одного производителя. Однако способ настройки - это еще не все критерии выбора. Универсальные пульты ДУ различаются по количеству устройств, с которыми они могут работать. Так, если в вашем доме 15 устройств, а вы купите пульт для управления восемью, придется выбирать этих 8-ми счастливчиков.

Обращайте внимание на такие дополнительные функции, как возможность перепрограммирования, различные встроенные макрокоманды. Иногда пульты с одинаковой ценой, необоснованно имеют совершенно разный функционал. Редко кто думает о том, что их новая игрушка может и сломаться, поэтому позаботьтесь заранее о доступности сервиса устройств. Будет очень обидно, если потом такого, или подобного пульта в магазине не будет и Вы в ожидании замены будете ругать себя за недальновидность.

Внешний вид

Внешний вид современного универсального пульта ДУ весьма разнообразен.Так устройство может быть:

• С клавишами. Это различные кнопки изменения уровня звука, цифры с обозначением каналов, парные клавиши переключения каналов, кнопки настройки самого устройства, и джойстики для перемещения по меню категорий управляемых устройств.
• С клавишами и экраном. К кнопкам из вышеописанных моделей добавляется небольшой экран, на котором отображаются время, настройки, комнатная температура и операции управления. Такие устройства дороже.
• Сенсорным. Все кнопки программные и взаимодействие с универсальным пультом ДУ происходит как в современном смартфоне. Самые дорогие модели — не всегда удобные в пользовании, и лучше ими самому попробовать переключать при покупке.

Самый удобный на сегодня по всем характеристикам это второй вариант — с клавишами и экраном. На экране хорошо просматриваются все выполняемые действия, а на кнопки всегда можно назначить дополнительные действия и назначить каждой свою функцию. Или даже назначить последовательность операций. Обратите внимание на то, что идет в комплекте с универсальным пультом ДУ, лучше если в комплект входит подставка для него. Такие подставки часто имеют подсветку и подзарядку.

Проблемы с управлением

Эксперты по установке и настройке домашней техники, при консультациях на тему универсальным пультом ДУ, часто предупреждают о возможных проблемах при настройке управления кондиционером. Если в пульте нет нужного кода для определенного кондиционера, то ничего не выйдет. Так происходит потому, что сигналы пульта кондиционера отличаются от сигналов посылаемых другой техникой (телевизорами, DVD-проигрывателями) своим пультам. У кондиционера на каждый уровень температуры сигнал разный, поэтому даже обучение универсального пульта будет довольно нудной задачей.

На что обратить внимание перед покупкой

Внимательно осмотрите будущую покупку. Иногда клавиш на ней может быть излишне много, это добавит неудобств, а вовсе не возможностей. Хорошим советом — как выбрать универсальный пульт ДУ, может быть проверка в магазине, а еще лучше у себя дома. Возможно есть приятель на работе или друг, который уже приобрел такое устройство. Можно попросить его одолжить гаджет на время, для проверки в реальных условиях.

Прошли те времена, когда для того чтобы переключить телевизионные каналы на телевизоре, добавить звук на магнитофоне или перемотать кассету надо было подниматься с дивана и подходить собственно к ручкам и переключателям на электронном устройстве. Конечно же, в этом ничего плохого не было – лишний раз поднять свою «пятую точку» очень даже полезно для здоровья, но все же технический прогресс неумолим и благодаря ему появился пульт дистанционного управления, без которого собственно сейчас не обходится управление не одним из современных электронных устройств.

Рассмотрим, как же работает это чудо техники. На самом деле все достаточно просто, если не вдаваться в детали. Пульт дистанционного управления, например пульт триколор тв сам по себе никакой функционально законченной задачи не выполняет. Он работает только в паре с тем устройством (телевизором, магнитофоном, кондиционером) с которым он изначально идет в комплекте либо же для которого предназначен.

В самом пульте находится микросхема , которая преобразует информацию о нажатой клавише в последовательность электрических импульсов, которые подаются на излучатель (обычно инфракрасный светодиод). В свою очередь излучатель передает уже визуально преобразованный сигнал на фотоприемник, который находится в самом электронном устройстве (телевизоре, магнитофоне или кондиционере). Приняв информацию в визуальном виде, фотоприемник преобразует ее в последовательность электрических импульсов, которые поступают на микросхему блока управления устройства. А она в свою очередь уже формирует сигналы для управления функциями телевизора, магнитофона или кондиционера.

То есть после того как вы нажали одну из кнопок пульта дистанционного управления, сначала сигнал преобразуется в световую форму, а затем обратно в электрический сигнал. Удобство такой системы в том, что при помощи последовательности импульсов (электрического сигнала) можно записать очень большое количество информации. Это позволяет не только придавать дистанционному управлению большую функциональную наполненность, но и использовать практически для каждого электронного устройства свой уникальный код, чтобы не вызывать ложные срабатывания других электронных устройств, управлять которыми в данный момент не требуется.

В основном для управления бытовыми электрическими приборами используется инфракрасный пульт дистанционного управления. Это означает, что передача информационного сигнала от излучателя к приемнику осуществляется в инфракрасном световом диапазоне. Человеческий глаз не может видеть в этом диапазоне, поэтому физически мы не замечаем мигание излучателя. С одной стороны это очень хорошо – сигналы управления не мешают, к примеру, просмотру телепередачи. Однако с другой стороны мы не можем визуально увидеть, работает пульт или сломался. Но это не такая уж и большая проблема. Чтобы проверить работоспособность пульта достаточно иметь под рукой мобильный телефон с камерой. Включите его в режим фотоаппарата и направьте камеру на светодиод пульта. При нажатии на любую из клавиш рабочий пульт будет выдавать периодические вспышки, которые хорошо видны на экране мобильного. Вот и все.

В общем случае пульт дистанционного управления (ПДУ, RCU) - беспроводное или проводное устройство, предназначенное для управления каким-либо механизмом, объектом или процессом на расстоянии. Все устройства ДУ подразделяются на группы:

• по способу получения электропитания: по кабелю, автономное;
• по используемому каналу для передачи управляющих сигналов: ИК, ультразвук, радио, провод, механический привод;
• по функциональности: с одним набором команд, универсальный для нескольких устройств одного производителя, программируемый (обучаемый);
• по мобильности и другим признакам.

Наиболее распространенный в настоящее время вид пультов ДУ - мобильное автономное беспроводное устройство с управлением объектами по инфракрасному каналу (ИК). Именно такой вид устройств ДУ используем в быту, когда передаем управляющие сигналы на телевизор, кондиционер, музыкальный центр, плеер и другую бытовую технику.

В первых моделях пультов присутствовал минимум управляющих элементов только для выполнения основных функций. Со временем подход изменился: современные изделия имеют полный комплект элементов управления, а сами управляемые устройства содержат их ограниченный набор.

Устройство пульта дистанционного управления

Гаджет представляет собой небольшую продолговатую пластиковую коробочку. На лицевой ее части располагаются кнопки, с помощью которых осуществляется выбор управляющей команды.

На торце устройства расположено отверстия для линзы ИК-излучателя, который непосредственно и отправляет команду на исполнение. С обратной стороны, под крышкой, располагается ниша для установки элементов питания. Как правило, это две батарейки AAA.

Если разобрать пульт, отсоединив верхнюю его часть от нижней, то мы увидим еще два элемента. Первый - печатная плата с контактными площадками и смонтированной электроникой.
Второй - выполненная из мягкого эластичного материала накладка с выпуклыми кнопками управления с проводящими дисками.

Инфракрасный беспроводной пульт дистанционного управления: принцип действия

Устройство пульта и работа дистанционного управления основаны на односторонней или двусторонней передаче информации между пультом и объектом управления с помощью лучей света в инфракрасном диапазоне. Для приема и передачи сигналов применяются ИК-приемники и передатчики.

Схему с двусторонним каналом передачи информации имеют пульты, управляющие кондиционерами: на кондиционер отправляется управляющий сигнал, а обратно возвращаются параметры работы агрегата и данные о температуре.

Все остальные модели в подавляющем большинстве случаев одноканальные.

Передача и прием команд

Возьмем операцию, которая наиболее часто встречается в быту: дистанционное беспроводное управление телевизором. Первое, что делает схема пульта, определяет, какая кнопка была нажата. Принцип определения тот же, что и в компьютерной клавиатуре: сканирование матрицы размещенных кнопок. Но, в отличие от клавиатуры ПК, на ПДУ генератор сканирования находится в режиме ожидания и включается только при нажатии кнопок на пульте. Этим достигается экономное использование элементов питания.

Затем производится кодирование управляющего сигнала (команды) и передача его ИК-светодиодом. Перед передачей основного сигнала производится синхронизация передающего и приемного устройств, также на приемной стороне производится проверка соответствия кода пульта. Сама же передача будет осуществляться в течение всего времени, пока нажата управляющая кнопка.

Следует заметить, что производители электронных устройств ничем не ограничены в создании алгоритмов кодирования управляющих сигналов и используемых частот модуляции. Это приводит к тому, что часто даже однотипные модели одного производителя требуют для управления разные пульты управления.

Схема пульта дистанционного управления

Большинство схем пультов ДУ TV и других бытовых устройств в своей основе имеют основную микросхему , формирующую сигнал управления после нажатия соответствующей клавиши, усилитель сигнала и ИК-светодиод . Разница заключается лишь в наименовании и компоновке радиоэлементов внутри корпуса устройства и на печатной плате.

Микросхема представляет собой специализированный микроконтроллер, в который в процессе производства записывается программный код. Записанная программа затем уже не изменяется в течение эксплуатации. На плате располагается также кварцевый резонатор для синхронизации частоты приемника и передатчика. Усилитель сигнала входит в состав микросхемы или выполнен на отдельном элементе.

Для самостоятельного создания такого устройства, кроме радиолюбительских навыков, вам необходимо также уметь создавать программный код для микроконтроллеров.

Пульт ДУ для ПК

Пульт дистанционного управления для персонального компьютера может оказаться полезным при работе с интерфейсом, как самой операционной системы, так и при управлении функционированием различных программ. Например, управление презентациями в Power Point или воспроизведением медиа-контента в Media Center . Иногда такие пульты уже входят в комплект ПК.

Производители пультов для ПК, в отличие от TV, реализовали 2 решения: ИК и радиопульты. Дело в том, что устойчиво при управлении в инфракрасном диапазоне взаимодействует с устройством при прямой видимости и на расстоянии до 10 м, что достаточно для TV, но может оказаться неудобным для управления ПК, особенно во время презентаций. Радиопульт увеличивает это расстояние до 30 м независимо от препятствий на пути сигнала.

Внешне радиопульт от ИК будет отличаться только наличием небольшой антенны. Но для того, чтобы можно было осуществлять управление, ПК необходим еще один элемент: приемник радио- или ИК- сигнала, установленный в компьютер или ноутбук. Это может быть, как встроенное устройство, так и модуль, подключаемый к порту USB. Второй вариант предпочтительней.

Универсальный и/или программируемый пульт ДУ

Универсальный пульт дистанционного управления может потребоваться в двух случаях:

1. Не найдена замена для утерянного или вышедшего из строя старого пульта управления TV или другой бытовой техники.
2. Множество различной бытовой техники в одном помещении делает управление ею с разных пультов чрезвычайно неудобным, так как понятие «правильного дизайна» и «оптимальной эргономичности» у всех производителей свое.

Различают два вида таких устройств: пульты, запоминающие команды (обучающиеся), и программируемые универсальные ПДУ. В первом случае, для ввода нужных кодов используется штатный ПДУ TV или другого устройства. Во втором, список доступных кодов и моделей техники, которыми можно управлять, находится в инструкции к прибору управления. Разница в том, что, несмотря на тысячи моделей устройств, поддерживаемых универсальными пультами, нужного устройства в этом перечне может не оказаться.

«Обучение» запоминающих пультов производится в соответствии с руководством пользователя и с использованием оригинального ПДУ. Если приобретенный пульт имеет на своей передней панели меньшее количество клавиш, чем у «родного», то в первую очередь следует программировать только те, которые необходимы.

После приобретения универсального многофункционального пульта не стоит выбрасывать старые штатные. Во-первых, они могут потребоваться, если новый внезапно выйдет из строя. Во-вторых, на универсальном может не оказаться некоторых нужных элементов. И в-третьих, они могут потребоваться для перепрограммирования в случае сбоя или смены элементов питания.

Смартфон в качестве ПДУ

Еще один вариант ПДУ практически для любого устройства - использование в качестве управляющего устройства смартфона. При этом в нем может быть, а может и не быть реализована передача сигналов в ИК диапазоне (технология IrDA ). В последнем случае управление осуществляется через Bluetooth или Wi-Fi. Единственное ограничение состоит в том, что управляемое устройство должно также поддерживать эти протоколы обмена информацией, что реализовано не на всей технике.

Более интересен в качестве ПДУ вариант смартфона с ИК-портом. Рассмотрим это на примере модели Xiaomi Redmi 3 и довольно старого телевизора Daevoo . Нам потребуется установить из Google Play специальное приложение. Оно может быть любым, главное, чтобы в перечне поддерживаемого оборудования присутствовала нужна модель объекта управления. Для этого телефона с оболочкой от MIUI оно называется Mi Remote (русский язык присутствует).

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.

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