Введение
Устройство, используемое для дистанционного управления другим устройством.
В электронике, пульт дистанционного управления (также известный как пульт или кликер) — это электронное устройство, предназначенное для управления другим устройством на расстоянии, как правило, беспроводным способом. В бытовой электронике пульт дистанционного управления может использоваться для управления такими устройствами, как телевизор, DVD-плеер или другое цифровое домашнее медиа-устройство. Пульт дистанционного управления позволяет управлять устройствами, находящимися вне зоны прямой досягаемости для непосредственного управления. Они наиболее эффективны при использовании на небольшом расстоянии. Это прежде всего функция удобства для пользователя. В некоторых случаях пульт дистанционного управления позволяет управлять устройством, до которого человек иначе не смог бы дотянуться, например, при активации открывателя гаражных ворот снаружи. Первые пульты дистанционного управления для телевизоров (1956–1977) использовали ультразвуковые сигналы. Современные пульты дистанционного управления обычно представляют собой потребительские инфракрасные устройства, передающие цифровые кодированные импульсы инфракрасного излучения. Они управляют такими функциями, как включение/выключение, громкость, переключение каналов, воспроизведение, переключение треков, энергопотребление, скорость вентилятора и различные другие настройки. Пульты дистанционного управления для этих устройств обычно представляют собой небольшие беспроводные ручные устройства с набором кнопок. Они используются для регулировки различных параметров, таких как телевизионный канал, номер трека и громкость. Код пульта дистанционного управления, а следовательно и само устройство, обычно специфичен для конкретной линейки продуктов. Однако существуют универсальные пульты, которые эмулируют пульты дистанционного управления, разработанные для большинства устройств известных брендов. Пульты дистанционного управления, выпущенные в 2000-х годах, могут включать в себя Bluetooth или Wi-Fi подключение, функции с датчиком движения и голосовое управление. Пульты дистанционного управления для Smart TV, начиная с 2010-х годов, могут иметь встроенную клавиатуру на задней стороне для удобства ввода текста и использоваться в качестве устройства указания.
Другие пульты дистанционного управления
Blab off – это проводной пульт дистанционного управления, созданный в 1952 году, который включал или выключал звук телевизора, чтобы зрители могли избегать рекламных пауз. В 1980-х годах Стив Возняк из Apple основал компанию под названием CL 9. Целью этой компании было создание пульта дистанционного управления, способного управлять несколькими электронными устройствами. Осенью 1987 года был представлен блок CORE (Controller Of Remote Equipment). Преимуществом этого пульта было то, что он мог "обучаться" сигналам от различных устройств. Он мог выполнять определенные или несколько функций в заданное время благодаря встроенным часам. Это был первый пульт дистанционного управления, который можно было подключить к компьютеру и загружать обновленное программное обеспечение по мере необходимости. Блок CORE не оказал значительного влияния на рынок. Он был слишком сложен в программировании для обычного пользователя, но получил восторженные отзывы от тех, кто смог с ним разобраться. Эти трудности в конечном итоге привели к закрытию CL 9, но двое ее сотрудников продолжили бизнес под названием Celadon. Это был один из первых на рынке компьютерных пультов дистанционного управления с функцией обучения. В 1990-х годах автомобили все чаще стали оснащаться электронными дверными замками с дистанционным управлением. Эти пульты передают сигнал в автомобиль, который запирает или отпирает двери, а также открывает багажник. В некоторых странах продается устройство дистанционного запуска двигателя. Оно позволяет владельцу автомобиля дистанционно запустить двигатель. Эта функция особенно популярна в странах с холодным климатом, где пользователи могут захотеть запустить автомобиль за несколько минут до поездки, чтобы система отопления и размораживания стекла удалила лед и снег с окон.
Распространение
К началу 2000-х годов количество потребительской электроники в большинстве домов значительно возросло, вместе с числом пультов дистанционного управления для этих устройств. По данным Ассоциации потребительской электроники, в среднем в американском доме насчитывается четыре пульта. Для управления домашним кинотеатром может потребоваться до пяти или шести пультов, включая пульт для кабельного или спутникового ресивера, видеомагнитофона или цифрового видеорегистратора (DVR/PVR), DVD-плеера, телевизора и аудиоусилителя. Для корректной работы некоторых программ или сервисов может потребоваться последовательное использование нескольких пультов. Однако, из-за отсутствия общепринятых стандартов интерфейса, этот процесс становится все более сложным и неудобным. Одним из решений для уменьшения количества используемых пультов является универсальный пульт дистанционного управления, который программируется кодами управления для большинства популярных марок телевизоров, DVD-плееров и т.д. В начале 2010-х годов многие производители смартфонов начали оснащать свои устройства инфракрасными излучателями, что позволило использовать их в качестве универсальных пультов дистанционного управления через предустановленное или скачиваемое приложение.
Техника
Основная технология, используемая в домашних пультах дистанционного управления, – инфракрасный (ИК) свет. Сигнал между пультом дистанционного управления и управляемым устройством состоит из импульсов инфракрасного света, невидимого человеческому глазу, но видимого через цифровую, видео- или телефонную камеру. Передатчик в пульте дистанционного управления отправляет поток импульсов инфракрасного света при нажатии пользователем кнопки. Передатчик часто представляет собой светодиод (LED), встроенный в переднюю часть пульта дистанционного управления. Импульсы инфракрасного света формируют уникальную последовательность для каждой кнопки. Приемник в устройстве распознает эту последовательность и заставляет устройство реагировать соответствующим образом.
Компоненты и схемы оптических систем
Большинство пультов дистанционного управления для электронных приборов используют инфракрасный диод для излучения луча света, достигающего устройства. Обычно используется светодиод с длиной волны 940 нм. Этот инфракрасный свет не виден человеческому глазу, но воспринимается датчиками на принимающем устройстве. Видеокамеры воспринимают диод как источник видимого фиолетового света. В одноканальном (одна функция, одна кнопка) пульте дистанционного управления наличие несущей частоты может использоваться для активации функции. Для многоканальных (обычных многофункциональных) пультов дистанционного управления требуются более сложные процедуры: одна из них заключается в модуляции несущей частоты сигналами различных частот. После того, как приемник демодулирует принятый сигнал, он применяет соответствующие фильтры для разделения этих сигналов. Часто можно услышать, как сигналы модулируются на инфракрасной несущей, поднеся пульт дистанционного управления вплотную к AM-радиоприемнику, не настроенному на станцию. Сегодня ИК-пульты дистанционного управления почти всегда используют код с широтно-импульсной модуляцией, который кодируется и декодируется цифровым компьютером: команда от пульта дистанционного управления состоит из короткой последовательности импульсов, представляющих наличие и отсутствие несущей частоты различной длительности.
Протоколы инфракрасной связи для бытовой электроники
Различные производители инфракрасных пультов дистанционного управления используют различные протоколы для передачи инфракрасных команд. Протокол RC 5, разработанный компанией Philips, например, использует в общей сложности 14 бит для каждого нажатия кнопки. Битовый рисунок модулируется на несущую частоту, которая также может отличаться у разных производителей и стандартов; в случае RC 5 несущая частота составляет 36 кГц. К другим потребительским инфракрасным протоколам относятся различные версии SIRCS, используемые Sony, RC 6 от Philips, Ruwido R Step и протокол NEC TC101.
Инфракрасная, линия видимости и угол действия
Поскольку инфракрасные (ИК) пульты дистанционного управления используют свет, для работы с управляемым устройством требуется прямая видимость. Однако сигнал может отражаться от зеркал, как и любой другой источник света. Если требуется управление, когда прямая видимость невозможна, например, при управлении оборудованием в другой комнате или установленным в шкафу, на рынке представлен широкий выбор ИК-ретрансляторов. Большинство из них оснащены ИК-приемником, который принимает ИК-сигнал и передает его по радиоволнам на удаленный блок с ИК-передатчиком, имитирующим исходный ИК-сигнал. Инфракрасные приемники обычно имеют ограниченный угол приема, который в основном зависит от оптических характеристик фототранзистора. Однако этот угол можно легко увеличить, поместив перед приемником матовый прозрачный предмет.
Системы дистанционного управления радиостанцией
Радиоудалённое управление (RF remote control) используется для управления удалёнными объектами с использованием различных радиосигналов, передаваемых устройством дистанционного управления. В качестве дополнения к инфракрасным пультам дистанционного управления, радиоуправление применяется с электрическими гаражными воротами или калитками, автоматическими шлагбаумами, охранной сигнализацией и системами промышленной автоматизации. Стандарты, используемые для RF-пультов: Bluetooth AVRCP, Zigbee (RF4CE), Z Wave. Большинство пультов дистанционного управления используют собственное кодирование, передавая от 8 до 100 и более импульсов, фиксированный или динамический код (Rolling code), используя модуляцию OOK или FSK. Также передатчики или приемники могут быть универсальными, то есть способными работать со многими различными кодировками. В этом случае передатчик обычно называют универсальным дубликатором пульта дистанционного управления, поскольку он способен копировать существующие пульты, а приемник – универсальным приемником, поскольку он работает практически с любым пультом дистанционного управления на рынке. Система радиоудалённого управления обычно состоит из двух частей: передатчик и приемник. Передатчик делится на две части: RF-пульт и передающий модуль. Это позволяет использовать передающий модуль в качестве компонента в более крупном приложении. Передающий модуль компактен, но для его использования пользователям требуются специальные знания; в сочетании с RF-пультом его использование значительно проще. Приемник обычно бывает двух типов: суперрегенеративный или супергетеродинный. Суперрегенеративный приемник работает по принципу схемы обнаружения прерывистых колебаний. Супергетеродинный приемник работает аналогично приемнику в радиоприемнике. Супергетеродинный приемник используется благодаря его стабильности, высокой чувствительности, относительно хорошей помехоустойчивости, компактному размеру и более низкой цене.
Промышленность
Для управления подстанциями, гидроаккумулирующими электростанциями и установками высоковольтной передачи постоянного тока используется пульт дистанционного управления. Для этих систем часто применяются ПЛК-системы, работающие в длинноволновом диапазоне.
Пульт дистанционного управления линией электропередач
Подмножество технологии Power Line Communication, передающее сигналы дистанционного управления по линиям электропередач, находящимся под напряжением. Эта технология использовалась для удаленного управления системами домашней автоматизации до появления умных выключателей с подключением по Wi-Fi.
Гараж и ворота
Пульты дистанционного управления для гаражных ворот и шлагбаумов очень распространены, особенно в таких странах, как США, Австралия и Великобритания, где широко используются гаражные ворота, ворота и барьеры. Такие пульты обычно имеют простую конструкцию – как правило, всего одна кнопка, но некоторые модели оснащены несколькими кнопками для управления несколькими воротами с одного пульта. Эти пульты можно разделить на две категории в зависимости от типа используемого кодировщика: с фиксированным кодом и с динамически меняющимся кодом. Если в пульте есть дип-переключатели, скорее всего, он использует фиксированный код – более старую технологию, которая широко применялась ранее. Однако фиксированные коды критиковали за недостаточный уровень безопасности, поэтому в новых установках все чаще используется динамически меняющийся код.
Военный
В конце XIX века были продемонстрированы несколько типов дистанционно управляемых торпед. В начале 1870-х годов дистанционно управляемые торпеды были созданы Джоном Эриксоном (пневматические), Джоном Луисом Леем (направляемые по электрическому проводу) и Виктором фон Шелихой (направляемые по электрическому проводу). Торпеда Бреннана, изобретенная Луисом Бреннаном в 1877 году, приводилась в движение двумя встречно вращающимися винтами, которые раскручивались за счет быстрого вытягивания проводов из барабанов, намотанных внутри торпеды. Различная скорость на проводах, подключенных к береговой станции, позволяла направлять торпеду к цели, что сделало ее «первой в мире практической управляемой ракетой». В 1898 году Никола Тесла публично продемонстрировал «беспроводную» радиоуправляемую торпеду, которую он надеялся продать ВМС США. Арчибальд Лоу известен как «отец радионаправляющих систем» за его новаторскую работу над управляемыми ракетами и самолетами во время Первой мировой войны. В 1917 году он продемонстрировал дистанционно управляемый самолет Королевскому летному корпусу и в том же году построил первую ракету с проволочным управлением. Будучи главой секретной экспериментальной лаборатории RFC в Фелтхеме, А.М. Лоу первым успешно использовал радиоуправление на самолете, названном «Воздушная цель». Его «пилотировал» с земли будущий рекордсмен мира по скорости в воздухе Генри Сегрейв. Системы Лоу кодировали команды в качестве контрмеры для предотвращения вмешательства противника. К 1918 году секретный отдел D.C.B. Школы сигналов Королевского флота в Портсмуте под командованием Эрика Робинсона V.C. использовал вариант системы радиоуправления «Воздушной цели» для управления различными типами военно-морских судов, включая подводную лодку, с «материнского» самолета. Военные также разработали несколько ранних дистанционно управляемых аппаратов. В Первой мировой войне Имперский немецкий флот использовал лодки FL (Fernlenkboote) против прибрежного судоходства. Они приводились в движение двигателями внутреннего сгорания и дистанционно управлялись с береговой станции через несколько миль провода, намотанного на катушку на лодке. Самолет использовался для передачи указаний на береговую станцию. Лодки EMB несли мощный взрывчатый заряд в носовой части и развивали скорость до 30 узлов. Советская Красная Армия использовала дистанционно управляемые телетанки в 1930-х годах в Зимней войне против Финляндии и на начальном этапе Второй мировой войны. Телетанком управляют по радио с управляющего танка на расстоянии от 500 до 1500 метров, образуя телемеханическую группу. Красная Армия развернула как минимум два батальона телетанков в начале Великой Отечественной войны. Также в Красной Армии были дистанционно управляемые катера и экспериментальные дистанционно управляемые самолеты. В военных целях дистанционное управление использует средства радиоподавления и защиты от них. Генераторы помех используются для вывода из строя или саботажа использования дистанционного управления противником. Расстояния для военных систем дистанционного управления также, как правило, значительно больше, вплоть до межконтинентальных дистанций спутниковой связи, используемой США для своих беспилотных самолетов (дронов) в Афганистане, Ираке и Пакистане. В Ираке и Афганистане повстанцы используют дистанционное управление для нападения на коалиционные и правительственные войска с помощью самодельных взрывных устройств, установленных на дорогах, а в СМИ сообщается, что террористы в Ираке используют модифицированные пульты дистанционного управления от телевизоров для подрыва бомб.
Пространство
Зимой 1971 года Советский Союз исследовал поверхность Луны с помощью лунного аппарата «Луноход-1» – первого самоходного дистанционно управляемого робота, совершившего посадку на другое небесное тело. Технология дистанционного управления также применяется в космических полётах, например, советские аппараты «Луноход» управлялись дистанционно с Земли. Многие марсоходы и другие планетарные роверы могут управляться дистанционно, однако значительное расстояние до аппарата вызывает большую задержку при передаче и получении команд.
Контроль ПК
Существующие инфракрасные пульты дистанционного управления могут использоваться для управления приложениями на ПК. Любое приложение, поддерживающее горячие клавиши, можно контролировать с помощью инфракрасных пультов от других домашних устройств (телевизора, видеомагнитофона, кондиционера). Это широко распространено в мультимедийных приложениях для домашних кинотеатров на базе ПК. Для этого требуется устройство, декодирующее сигналы данных инфракрасного пульта, и приложение для ПК, взаимодействующее с этим устройством, подключенным к компьютеру. Подключение может осуществляться через последовательный порт, USB-порт или IrDA-разъем на материнской плате. Такие устройства доступны в продаже, но их можно собрать самостоятельно, используя недорогие микроконтроллеры. LIRC (Linux IR Remote control) и WinLIRC (для Windows) – это программные пакеты, разработанные для управления ПК с помощью телевизионного пульта и которые также могут быть использованы для самодельных пультов дистанционного управления с незначительными изменениями.
Фотография
Пульт дистанционного управления используется в фотографии, в частности, для съемки с длительной выдержкой. Многие экшн-камеры, такие как GoPro, а также стандартные зеркальные камеры, включая серию Alpha от Sony, оснащены системами дистанционного управления по Wi-Fi. К ним часто можно получить доступ и даже управлять ими через мобильные телефоны и другие мобильные устройства.
Видеоигры
До недавнего времени игровые приставки не использовали беспроводные контроллеры, главным образом из-за сложности игры, требующей постоянного направления инфракрасного передатчика на консоль. Ранние беспроводные контроллеры были неудобными, и при работе от щелочных батарей служили всего несколько часов до необходимости замены. Некоторые беспроводные контроллеры выпускались сторонними производителями, чаще всего с использованием радиосвязи вместо инфракрасной. Даже эти контроллеры работали нестабильно, а в некоторых случаях имели задержки при передаче сигнала, что делало их практически непригодными для использования. Примеры включают Double Player для NES, Master System Remote Control System и Wireless Dual Shot для PlayStation. Первым официальным беспроводным контроллером, выпущенным компанией-производителем консоли, был CX 42 для Atari 2600. Серия Philips CD i 400 также поставлялась с пультом дистанционного управления, а WaveBird был разработан для GameCube. В седьмом поколении игровых консолей беспроводные контроллеры стали стандартом. Некоторые беспроводные контроллеры, такие как PlayStation 3 и Wii, используют Bluetooth. Другие, например, Xbox 360, используют собственные беспроводные протоколы.
Сила в режиме ожидания
Для включения с помощью беспроводного пульта управления, управляемое устройство должно всегда находиться в режиме ожидания, потребляя энергию в режиме ожидания.
Альтернативы
Распознавание жестов рук изучалось как альтернатива пультам дистанционного управления для телевизоров.