Távirányító (RC, remote control; RCU, angol távirányító egység ) - elektronikus eszköz a készülék távoli ( távirányító ) vezérlésére.
A távirányítók egy objektum távirányítójának részeként használhatók, mind a mobil ( például UAV - k ), mind a mobil objektumok (repülőgépek, űrhajók, hajók stb.) eszközei és mechanizmusai, valamint a gyártási folyamatok, a kommunikáció vezérlése. rendszerek, csúcstechnológiai veszély. Szerkezetileg a távirányító általában egy kis doboz, amely elektronikus áramkört, vezérlőgombokat és (gyakran) autonóm áramforrást tartalmaz .
Széles körben használják fogyasztói elektronikai berendezések távvezérlésére ( tévék , zenei központok , légkondicionálók , stb. audio-video berendezések).
A távirányító eszközök egyik legkorábbi példáját Nikola Tesla találta fel 1898 . A mechanizmust szabadalmaztatták, és az [1] módszere és a Mozgó jármű vagy járművek vezérlési mechanizmusa [ 1] című dokumentumban írják le . 1898-ban a Madison Square Gardenben egy elektromos kiállításon bemutatta a nagyközönségnek a "teleautomatic"-nak nevezett rádióvezérlésű hajót [2] .
1903-ban Leonardo Torres Quevedo spanyol mérnök bemutatta a Párizsi Tudományos Akadémián a Telekinót , egy olyan robotot , amely elektromágneses hullámokkal továbbított parancsokat hajtott végre . Ugyanebben az évben szabadalmat kapott Franciaországban , Spanyolországban , Nagy-Britanniában és az USA -ban . 1906-ban a bilbaói kikötőben a király és a nagyszámú közönség jelenlétében Torres bemutatta találmányát, egy hajóról csónakot vezetve. Később megpróbálta a Telekinót lövedékekre és torpedókra adaptálni , de pénzhiány miatt feladta a projektet.
Az első távirányítós modellt 1932 -ben bocsátották vízre. A távirányító katonai célú használatán a második világháború alatt sokat dolgoztak , például a német Wasserfall föld-levegő rakétaprojektben .
Az első TV távirányítót Eugene Polley , az amerikai Zenith Radio Corporation alkalmazottja fejlesztette ki az 1950-es évek elején. Kábellel volt csatlakoztatva a TV-hez . 1955-ben fejlesztették ki a Flashmatic vezeték nélküli távirányítót , amely fénysugarat küld egy fotocella irányába . A fotocella nem tudta megkülönböztetni a távirányító fényét a más forrásból származó fénytől. Ezenkívül a távirányítót pontosan a vevőre kellett irányítani.
1956-ban a zsidó- osztrák amerikai Robert Adler kifejlesztette a vezeték nélküli Zenith Space Commandert . Mechanikus volt, ultrahanggal állította be a csatornát és a hangerőt. Amikor a felhasználó megnyomta a gombot, az kattan, és nekiütközött a tányérnak. Mindegyik lemez más-más frekvencián vonja ki a zajt , és a TV áramköre felismerte ezt a zajt. A tranzisztor feltalálása lehetővé tette olyan olcsó elektromos konzolok gyártását, amelyek egy piezoelektromos kristályt tartalmaznak , amely elektromos árammal működik , és az emberi hallás felső határát meghaladó frekvencián rezeg (bár a kutyák számára hallható ). A vevőegység egy mikrofont tartalmazott , amely egy azonos frekvenciára hangolt áramkörhöz volt csatlakoztatva. Néhány probléma ezzel a módszerrel az volt, hogy a vevő képes volt felfogni a természetes zajt, és hogy egyesek, különösen a fiatal nők, hallották az átható ultrahangjeleket . Még az is előfordult, hogy egy játékxilofon csatornát tudott váltani az ilyen típusú televíziókon, mert a xilofon egyes felhangjai megegyeztek a távirányító jeleinek frekvenciájával.
1974-ben a GRUNDIG és a MAGNAVOX elkészítette az első színes TV-t IR vezérlő mikroprocesszorral. A TV-nek volt egy képernyő-kijelzője ( OSD ) - a csatorna száma a képernyő sarkában volt látható.
A kifinomultabb típusú távirányítók ösztönzését az 1970-es évek végén kapta, amikor a BBC kifejlesztette a teletextet . Az akkoriban eladott távirányítók többsége korlátozott funkcióval rendelkezett, néha csak négy: következő csatorna, előző csatorna, hangerő növelése vagy csökkentése. Ezek a konzolok nem feleltek meg a teletext igényeinek, ahol az oldalak háromjegyű számokkal voltak számozva. A teletext oldal kiválasztásához szükséges távirányítónak rendelkeznie kellett a 0-tól 9-ig terjedő számok gombjaival, egyéb vezérlőgombokkal, például a szöveg és a kép közötti váltáshoz, valamint a hagyományos TV-gombokkal a hangerő, a csatornák, a fényerő és a színek beállításához. Az első teletext-televíziók vezetékes távirányítóval rendelkeztek a teletext oldalak kiválasztásához, de a teletext használatának növekedése megmutatta, hogy szükség van vezeték nélküli eszközökre. A BBC mérnökei pedig tárgyalásokat kezdtek a tévégyártókkal, ami 1977-1978-ban a sokkal nagyobb funkciókészlettel rendelkező prototípusok megjelenéséhez vezetett. Az egyik cég az ITT volt, és később az infravörös kommunikációs protokollt is róla nevezték el .
Az 1980-as években Steven Wozniak , az Apple -től megalapította a CL9 -et . A cég célja egy olyan távirányító létrehozása volt, amellyel több elektronikus eszköz is vezérelhető. 1987 őszén mutatkozik be a CORE modul . Előnye a különböző eszközök jeleinek „megtanulásának” képessége volt. A beépített órának köszönhetően bizonyos funkciókat a megbeszélt időpontban is el tudott végezni . Ez volt az első konzol is, amely számítógéphez csatlakoztatható, és frissített szoftverkóddal volt feltöltve. A CORE nem volt túl nagy hatással a piacra. Az átlagfelhasználó számára túl nehéz volt programozni, de dicséretes véleményeket kapott azoktól, akik képesek voltak rájönni a programozására. Ezek az akadályok a CL9 feloszlatásához vezettek , de egyik alkalmazottja Celadon néven folytatta az üzletet [3] .
1994-ben az Orosz Föderáció szabadalmi kérelmében [4] javasolták egy távirányító használatát egy multimédiás számítógéphez "a CD-ROM meghajtó be- és kikapcsolásának távirányítójára , a hangerőre és a hangszínre , sztereó egyensúly és sztereó szélesség, a számítógép engedélyezett bekapcsolása , bizonyos szoftvereszközök indítása vagy megszakítása az elkészített listáról, a monitoron megjelenő videó információ fényerejének , kontrasztjának és színtelítettségének szabályozása, a kívánt felvétel kiválasztása a képernyőn találhatóak közül CD-ROM és lejátszási módja, valamint TV-műsorok váltása, képrögzítés vezérlése , TV kimeneti programok a monitoron, függetlenül az egyéb szoftvereszközök működésétől, a TV -keret méretétől és helyétől a monitor képernyőjén, számától , az egyidejűleg megjelenített TV-műsorok képkockáinak mérete és elhelyezkedése " [4] . 1998-ban ezt az ötletet Steve Jobs hajtotta végre az iMac számítógépén .
A 2000-es évek elejére a háztartási elektromos készülékek száma drámaian megnőtt. Öt-hat távirányítóra lehet szükség egy házimozi -rendszer vezérléséhez : műholdvevőről, videomagnóról, DVD-lejátszóról, televízióról és audioerősítőről. Némelyiket egymás után kell használni, és a vezérlőrendszerek eltérései miatt ez megterhelővé válik. Számos szakértő, köztük a jól ismert használhatósági szakértő, Jakob Nielsen és a modern távirányító feltalálója, Robert Adler is megjegyezte, mennyire zavaró és ügyetlen több távirányító használata.
Az infravörös porttal ellátott PDA megjelenése lehetővé tette univerzális , programozható vezérlésű távirányítók készítését. Ez a módszer azonban a magas költségek miatt nem vált túl gyakorivá. A speciális univerzális tanulási vezérlőpanelek sem terjedtek el széles körben a programozás és használat viszonylagos bonyolultsága miatt. Lehetőség van arra is, hogy egyes mobiltelefonokat távolról ( Bluetooth -on keresztül ) vezéreljünk egy személyi számítógépet. Egyes Android okostelefonok, mint például a Xiaomi Redmi 4X és sok más Xiaomi Redmi modell, lehetővé teszik egyes sorozatgyártók tévéinek távoli vezérlését infravörös kapcsolaton keresztül.
A távirányítók a következőkben különböznek:
Táplálkozás :
Mobilitás :
Funkcionalitás :
Kommunikációs csatorna :
stb.
A távirányítók a fogyasztói elektronikus berendezések (tévék, zeneközpontok, audio- és videolejátszók stb.) távvezérlésére szolgálnak. A miniatűr távirányítók autóriasztóval rendelkeznek . Vannak távirányítók a robotok , repülőgép-modellek stb. vezérlésére. Még a templomok is fel vannak szerelve távirányító rendszerekkel. Általánosságban elmondható, hogy a távirányító bármilyen elektronikus vezérléssel rendelkező eszközben használható.
A fogyasztói elektronikai távirányítók tipikusan kisméretű, gombokkal működtetett, elemes eszköz, amely 0,75-1,4 mikron hullámhosszú infravörös sugárzáson keresztül küld parancsokat . Ez a fény az emberi szem számára láthatatlan , de a vevőkészülék vevőkészüléke felismeri. A legtöbb távirányító egy speciális mikroáramkört használ , becsomagolva vagy kicsomagolva (közvetlenül a nyomtatott áramköri lapra helyezve, és a sérülések elkerülése érdekében keverékkel töltve ) .
Korábban csak a készülék fő funkcióit helyezték el a távirányítón (csatornaváltás , hangerőszabályzó stb.), mostanra a legtöbb modern szórakoztató elektronikai minta magán a házon korlátozott számú kezelőszervvel rendelkezik, és ezek teljes készlete be van kapcsolva. a távirányító.
Ahhoz, hogy az első távirányítók egy funkciót, parancsot továbbítsanak (egycsatornás távirányító, egy gombbal), elég volt magának a továbbított jelnek a jelenléte/hiánya. De akkor is csak akkor, ha zavarmentes csatornán (például vezetéken) továbbították, egyébként külső interferencia (Nap sugarai stb.) téves riasztáshoz vezetett. Az első vezeték nélküli távirányítók ultrahangos kommunikációs csatornát használtak.
A több funkcióval rendelkező távirányítókhoz bonyolultabb rendszerre van szükség - a vivőjel frekvenciamodulációjára (a csatornazaj-immunitás létrehozására is használják) és az átvitt parancsok kódolására . Most digitális feldolgozást használnak erre - az adó chip (a távirányítóban) modulálja és kódolja az átvitt jelet, és demodulálja és dekódolja a vevőben. A vett jel demodulálása után megfelelő frekvenciaszűrőket alkalmaznak a jelek szétválasztására.
A megnyomott gomb kódjának olvasásához általában a gombmátrix vonalainak letapogatási módszerét használják (hasonló módszert használnak a számítógép billentyűzetén ), de a háztartási készülékek távirányítóiban a folyamatos szkennelést használják. energiát igényelne, és az elemek gyorsan lemerülnének. Ezért készenléti módban az összes pásztázási vonal azonos állapotba kerül, és a konzol processzora alvó üzemmódba kerül, kikapcsolva az óragenerátort, és gyakorlatilag nem fogyaszt energiát. A letapogatási bemeneti vonalak bármelyik gombjának megnyomása megváltoztatja a logikai szintet, amitől a processzor felébred és elindítja az óragenerátort. Ezt követően egy teljes billentyűzet-ellenőrzési ciklus indul az ébresztést okozó gomb meghatározására. Az "egy gomb - egy sor" módszert általában nem használják a modern távirányítókon található gombok nagy száma miatt. A megnyomott gomb meghatározása után a távirányító létrehoz egy csomagot, amely tartalmazza a távirányító kódját és a gomb kódját.
A háztartási távirányítóknak nincs visszacsatolása, ami azt jelenti, hogy a távirányító nem tudja megállapítani, hogy a jel eljut-e a vevőhöz vagy sem. Ezért a megnyomott gombnak megfelelő jelet a gomb elengedéséig folyamatosan továbbítják. A gomb elengedésekor a távirányító visszakapcsol készenléti állapotba.
A vevő oldalon (például TV-n) adat vétele történik: a távirányító kódja ellenőrzésre kerül, és ha ez a kód megegyezik a megadottal, akkor a megnyomott gombnak megfelelő parancs végrehajtásra kerül. Az adónak és a vevőnek (távirányítónak és gépnek) a továbbított adatokkal azonos kódolási módszereket és modulációs frekvenciát kell használnia , ellenkező esetben a vevő nem tudja fogadni és feldolgozni a neki küldött adatokat.
A távirányítók általában egy vivőmodulációs frekvenciát használnak (vagyis az IR LED sugárzás frekvenciáját) – mind a távirányító, mind a vevő erre van beállítva. A modulációs frekvenciák általában szabványosak – ezek 36 kHz , 38 kHz, 40 kHz ( Panasonic , Sony ). Az 56 kHz-es frekvenciák ritkáknak számítanak ( Sharp ). A Bang & Olufsen 455 kHz-et használ, ami nagyon ritka. A nem pontosan az adó frekvenciájának megfelelő modulációs frekvenciájú vevő használata nem jelenti azt, hogy nem fog venni - a vétel megmarad, de az érzékenysége nagyon leeshet.
A jelátvitel a megfelelő modulációs frekvenciájú IR LED sugárzásával történik. A 30 és 50 kHz közötti frekvenciákhoz általában 950 nm hullámhosszú LED-eket használnak, 455 kHz-hez pedig speciális, 870 nm hullámhosszú LED-eket (a TSOP5700 és TSOP7000 dedikált vevőkészülékek erre a hullámhosszra és nagy modulációs frekvenciára vannak orientálva).
Ezen modulált átvitelek és kioltások ( impulzuskitörések ) közül több kódolt üzenetet alkot (lásd alább). Az infravörös jelvevő több fokozatú erősítőkből és egy demodulátorból ( frekvenciadetektor ) áll, és -90 dB -ig érzékeny (a legtöbb rádióamatőr áramkör érzékenysége -60 dB-ig terjed). Ezenkívül szinte minden sorozatban gyártott IR vevőkészülék rendelkezik infravörös fényszűrővel (sötétvörös lencse vagy lemez). Magának az infravörös vevőmodulnak csak három kimenete van: Power , Ground , Data output .
Példa a fotodetektorokra: TSOP1736 - 36 kHz-es frekvenciára hangolva, TSOP1738 - 38 kHz (gyártó: Vishay Telefunken ), BRM1020 - 38 kHz.
A távirányító jelének fogadásához van egy beépített infravörös fotodetektor nélküli demodulátor is - egy Sony CXA1511 chip, lényegében egy kiváló minőségű frekvenciadetektor, amely lehetővé teszi távirányító készítését például UV-n. emittereken, és nem az IR LED-eken. A hasonló Vishay IC-k, a VSOP58436 (36 kHz) és VSOP58438 (38 kHz) modellek, ugyanazt a funkciót látják el, mint a CXA1511, de rögzített frekvencián működnek.
Számos különböző távvezérlő parancs felismeréséhez a továbbított adatok kódolását használják. Jelenleg főként a következő két kódolási sémát használják a továbbított adatokhoz:
A kódolt adatok küldése előtt a távirányító mindig küld egy vagy több szinkron üzenetet, így a fotodetektor beállítja a fogadó áramkört (érzékenységben és fázisban szinkronizál a távirányítóval).
A protokollok részletes leírása az alábbi linkeken található:
A távirányítók gyártói nem hajlandók betartani semmilyen közös szabványos adatkódolási protokollt, és joguk van egyre több új protokollt kidolgozni és alkalmazni berendezéseikhez. A protokollok teljesebb listája: NEC (ismétlődő impulzus), NEC (ismétlődő adatok), RC5, RC6, RCMM, RECS-80, R-2000 (33 kHz), Thomson RCA (56,7 kHz), Toshiba Micom formátum (hasonló NEC) ), Sony 12 Bit, Sony 15 Bit, Sony 20 Bit, Kaseikyo Matsushita (36,7 kHz), Mitsubishi (38 kHz, preburst 8 ms, 16 bit), Ruwido r-map, Ruwido r-step, folyamatos átvitel 4000 bps és folyamatos átvitel 1000 bps.
A háztartási távirányítók általában 2-4 AA vagy AAA elemmel működnek (ritkábban - 9 V-os Krona elemről) . Ez annak köszönhető, hogy az infravörös LED táplálásához legalább 2,0-2,5 volt szükséges, és ekkora feszültséget nem lehet egyetlen akkumulátorról (1,5 V) szerezni anélkül, hogy az áramkört bonyolítanák. Távirányítókhoz ajánlott közönséges sós vagy alkáli (alkáli) elemeket vásárolni, azok tovább bírják - tény, hogy a hasonló (AA vagy AAA méretű) elemek csak a nagy önkisülési áram miatt fél év alatt lemerülhetnek. a hosszú üzemidő mellett egyetlen töltéssel sem fizetik ki az akkumulátor költségét.
A távirányító jelének megléte ellenőrizhető, ha megnézi azt egy videokamerán vagy digitális kamerán keresztül, miközben megnyomja a távirányító gombjait. A háztartási fotó- és videóberendezések CCD-mátrixai általában "látják" az infravörös tartományt.
Az is gyakori, hogy a távirányító infravörös vivője által modulált jeleket hallani olyan középhullámú rádió közelében , amely nincs állomásra hangolva.