Принцип работы беспроводного пульта дистанционного управления

Устройство пульта ДУ

Бытовой ПДУ представляет собой коробку, на лицевой части которой располагаются кнопки. Пульт работает от батареек и посылает сигналы в виде инфракрасных лучей (0,75 – 1,4 микрона). Волна не распознается человеком, но воспринимается принимающим механизмом. В конструкции есть бескорпусная или корпусная микросхема, которая расположена на пластине из диэлектрика и залита полимерной термопластической смолой.
На панели универсального пульта есть базовые части:

• клавиша включения, выбора аппарата;
• регулятор силы звука и переключения каналов, настройки даты и времени;
• цифровые клавиши для ввода чисел;
• кнопки программирования;
• джойстики для перехода по меню;
• клавиши, назначение которых выбирает пользователь самостоятельно;
• жидкокристаллический или сенсорный экран, показывающий текущие сведения.

Для устройств с множеством функций нужна сложная система с регулированием частоты волн, она же защищает канал от помех и кодирует подаваемые команды. Используется цифровое преобразование микросхемой пульта и декодирование приемником.

Принцип работы универсального пульта

Многие из вас для управления телевизором вынуждены использовать 2 пульта ДУ: один для управления телевизором и один для управления телевизионной приставкой. В этом проекте мы объединим эти 2 пульта на основе смартфона чтобы с его помощью можно было управлять телевизором в полной мере, не задействуя дополнительные пульты.

Используя плату Arduino Uno достаточно просто в этом универсальном пульте ДУ реализовать процессы кодирования и декодирования нужных сигналов. Для удобства изготовления подобного устройства целесообразно сконструировать самодельный шилд (плату расширения) для платы Arduino как показано на следующем рисунке. Шилд будет состоять из приемника (ресивера) TSOP IR 1838T, инфракрасного светодиода и Bluetooth модуля (HC-05).

Вы можете либо изготовить приведенный шилд, либо просто соединить эти компоненты с платой Arduino Uno как показано на приведенной ниже схеме устройства.

Большинство инфракрасных устройств работают на частоте 38 кГц, поэтому мы и выбрали для нашего проекта 1838T. При этом рассматривая принципы работы устройств с инфракрасной связью следует помнить о том, что в них нет логических единиц и нулей в прямом понимании этих понятий. И единица, и ноль в этих устройствах кодируются набором специальных импульсов как показано на следующем рисунке. Сущность этих процессов кодирования описана в NEC протоколе.

Принцип работы проектируемого нами универсального пульта ДУ будет заключаться в следующем. Сначала смартфон с помощью приложения для Android передает сигнал плате Arduino при помощи технологии Bluetooth, далее Arduino принимает его при помощи приемника TSOP-IR (1838T) и анализирует его. Затем Arduino передает команду инфракрасному светодиоду чтобы он мигал по определенному алгоритму (шаблону), зависящему от того, какая кнопка нажата в приложении для Android в смартфоне. Этот сигнал принимается телевизором или телевизионной приставкой, которые выполняют закодированную в сигнале команду.

Но перед осуществлением этого проекта мы должны декодировать сигналы с пультов ДУ, которые мы хотим заменить. Этот процесс рассмотрен далее в статье.

Принцип работы пульта дистанционного управления

Чаще в устройствах применяется одна частотная модуляция (излучения светодиодного элемента), на которую настраивается приемник и пульт. Значения частоты с постоянной амплитудой обычно неизменны — это 36, 38 или 40 кГц (Button, Canon, Pro Black). Редко используются показатели 56 кГц (Sharp, Runva, Doorhan). Изделия компании Bang & Olufsen работают со значением 455 кГц, что относится к редким характеристикам.

Если частота приемника и передатчика не совпадает, пульт будет работать, но снизится его чувствительность. Несколько модулированных пакетов импульсов создают кодированное отправление, а приемник содержит демодулятор (transmitter), схему светофильтров и детектор частот.

Раньше на пульт ставились только основные команды управляемого аппарата, большинство элементов управления располагалось на корпусе бытовой техники. Ситуация изменилась: управлять вентиляцией, воротами, подсветкой, светофорным оборудованием можно только с помощи дистанционного прибора.

1.Поиск по модели пульта.

Этот способ актуален, если у Вас сохранился старый пульт. Внимательно посмотрите на корпусе пульта , лицевую и заднею стороны. Также у некоторых пультом номер находиться под крышкой батарейного отсека. Номер состоит из буков и цифр. Смотрите пример на картинках ниже.

Номер, который Вы нашли на вашем пульте, введите в строку поиска на нашем сайте. Обязательно вводите латинскими буквами и соблюдайте тире и пробелы. Далее нажмите «НАЙТИ». На сайте отобразятся пульты по вашему запросу.

И поиск выдаст нужный Вам пульт.

Виды беспроводных пультов

Встроенный пульт ДУ
Приборы питаются от 2 – 4 съемных аккумуляторов типа АА, ААА, реже применяются батарейки «Крона» 9 В. Для работы ИК светодиода нужно 2,5 вольта, поэтому требуется несколько элементов для обеспечения рубежа ПДУ. Специалисты советуют щелочные или солевые батарейки.

По типу питания бывают пульты:

• автономные;
• устройства, питаемые от электрической сети 220 В или с преобразователем 360 В.

Выпускают переносные устройства, которые чаще используются в быту для беспроводного управления лампами, люстрами, открыванием ворот, работой гидроборта, другими выключателями. Встроенный пульт ИК монтируется для управления сложными системами «умного дома» или устанавливаются в производственных комплексах для управления, например, подъемным краном.

По функциональности различают устройства управления:

• с ограниченным количеством команд;
• с выбором числа распоряжений (универсальный вариант, например марка ABCD);
• с возможностью обучения набору сигналов (обучаемые модели, например, DC V).

Пульт ABCD

Пульт DC V

Связь с управляемым оборудованием устанавливается механическим или проводным способом, используется радиоканал, WI-FI, ультразвуковой и инфракрасный метод. Драйвер Тродфри регулирует свет в бытовом пульте, а Wireless USB заменяет стандартные проводные передачи.

Схема пульта дистанционного управления

Для различения команд передающего блока используется метод кодирования. Перед трансляцией сигнала пульт выдает один или несколько синхронных пакетов, чтобы сенсорный приемник настроил цепь получения и синхронизировался с передатчиком по фазе и степени чувствительности.

Разработано две схемы для этой цели:

• Первая система используется в пульте дистанционном компании Philips (в соответствии с RC5 и RC4 протоколами). Посылка сигнала 0 дополняется цифрой 1, а посылка 1 требует прибавления 0. Сигнал 001 поступает в виде 010110 и считывается последовательно, а в пространство подается смоделированный пакет.
• Авторами второй кодировочной схемы являются представители компании Sony. Передается единица модулированным всплеском, а ноль означает паузу. Ноль передает кодированную информацию при одинаковом временном показателе единицы.

Исследования показали, что длительность сигналов варьирует отклонения времени на уровне +-10%. Передаваемые пакеты модулируются с помощью изменения частоты, что влияет на дальность работы устройства.

Как сделать пульт своими руками

Схема 4-канального пульта
Пульт ДУ — это устройство, которое можно собрать, преобразовав смартфон. Нужно приобрести инфракрасные диоды или вынуть их из ненужных пультов (2 шт.) и штекер от старых наушников. Для сборки понадобится наждак, изолента и суперклей, работа проводится кусачками и паяльником.

Для изготовления выполняются этапы:

• С одной стороны зачищаются выступающие сбоку элементы ИК диодов с помощью наждачной бумаги.
• Диоды с помощью суперклея соединяются так, чтобы внутри оказалась сточенная сторона.
• Лапки диодов нужно согнуть и лишние выступы демонтировать кусачками.
• Паяльником припаиваются аноды друг к другу.
• Проводится аналогичная обработка второго диода;.
• Оба светодиода нужно подключить к штекерным лапкам без соблюдения полярности.
• Место пайки обмазывается клеем и защищается изоляционной лентой.

Режим подсоединения делается через IR Port или WI-FI, IR Blaster. Выбирается модификация телевизора и подтверждается действие. Переделанный смартфон направляется на ИК приемник домашнего экрана, функции оказываются под управлением.

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).

Сфера использования ДУ

Универсальный пульт управляет несколькими видами бытовой электроники. Такой прибор отличается от локального устройства, которое продается вместе со стиральной машинкой, икс боксом или фотоаппаратом. УП продается в качестве обособленного продукта и покупается отдельно.

Разные технологии изготовления влияют на конечные действия устройства и его стоимость. Пульты управляют одним или несколькими установками, диапазон применения определяется производителем. Обучаемые модели дают возможность задавать перечень координируемого оборудования путем программирования.

В быту ИК пульт работает со всеми современными моделями бытовой техники, используется в системе комплексной автоматизации дома для управления климатом, организации защиты от взлома, открывает и закрывает входные проемы, настраивает режим работы варочных и отопительных агрегатов.

Где купить

Приобрести различные виды пультов можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых пультов есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Преимущества пультов дистанционного управления

Переход на удаленное управление обеспечивает удобство для пользователя, т. к. не нужно передвигаться по жилищу для включения света, установки параметров микроклимата в помещении. В автоматизированной системе человек может с помощью пульта обеспечить качественную работу дома, не вставая с места.

Дистанционное реагирование успешно работает при удаленности объектов от оператора, например при координации летательных средств, самолетов, авто. Маяки, ретрансляторы, радиостанции связи управляются на расстоянии и не требуют непосредственного присутствия человека.

В играх, таких как Xbox, ранее применялась проводная система связи, но замена на беспроводные пульты дает игрокам больше возможностей.

История дистанционного управления

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

Потеря или поломка ПДУ от телевизора — малоприятное событие. Если нет возможности восстановить или найти старый пульт, придется купить новый. Предварительно важно разобраться, как правильно подобать девайс к конкретной модели телевизора. В продаже присутствуют различные типы пультов, разница в стоимости которых может отличаться в 10 раз. Как определить какой именно пульт полноценно может заменить оригинальный? Разобраться с этим помогут советы и рекомендации по поиску и подбору.