В электронике пульт дистанционного управления (также известный как пульт или кликер [1] ) — это электронное устройство, используемое для управления другим устройством на расстоянии, как правило, по беспроводной связи . В бытовой электронике пульт дистанционного управления может использоваться для управления такими устройствами, как телевизор , DVD-плеер или другое цифровое домашнее медиаустройство. Пульт дистанционного управления может обеспечивать управление устройствами, которые находятся вне удобной досягаемости для прямого управления элементами управления. Они лучше всего работают при использовании с небольшого расстояния. Это в первую очередь удобная функция для пользователя. В некоторых случаях пульты дистанционного управления позволяют человеку управлять устройством, до которого он в противном случае не смог бы добраться, например, когда снаружи срабатывает открыватель гаражных ворот .
Ранние пульты дистанционного управления телевизорами (1956–1977) использовали ультразвуковые тоны. Современные пульты дистанционного управления обычно представляют собой потребительские инфракрасные устройства, которые посылают цифровые кодированные импульсы инфракрасного излучения. Они управляют такими функциями, как питание, громкость, каналы, воспроизведение, смена трека, энергия, скорость вращения вентилятора и различными другими функциями. Пульты дистанционного управления для этих устройств обычно представляют собой небольшие беспроводные портативные объекты с набором кнопок. Они используются для регулировки различных настроек, таких как телевизионный канал , номер трека и громкость . Код дистанционного управления и, следовательно, требуемое устройство дистанционного управления, как правило, специфичны для линейки продуктов. Однако существуют универсальные пульты дистанционного управления , которые эмулируют пульт дистанционного управления, предназначенный для большинства основных брендовых устройств.
Пульты дистанционного управления 2000-х годов поддерживают подключение по Bluetooth или Wi-Fi , поддерживают датчик движения и голосовое управление . [2] [3] Пульты дистанционного управления для телевизоров Smart TV 2010-х годов и более поздних версий могут иметь отдельную клавиатуру на задней стороне для облегчения набора текста и могут использоваться в качестве указательного устройства. [4]
Проводное и беспроводное дистанционное управление было разработано во второй половине 19 века для удовлетворения потребности в управлении беспилотными транспортными средствами (в основном военными торпедами). [5] Они включали проводную версию немецкого инженера Вернера фон Сименса в 1870 году и радиоуправляемые британскими инженерами Эрнестом Уилсоном и К. Дж. Эвансом (1897) [6] [7] и прототип, который изобретатель Никола Тесла продемонстрировал в Нью-Йорке в 1898 году. [8] В 1903 году испанский инженер Леонардо Торрес Кеведо представил радиоуправляемую систему под названием « Телекино » в Парижской академии наук , [9] которую он надеялся использовать для управления дирижаблем собственной конструкции. В отличие от предыдущих методов «вкл/выкл», Телекино мог выполнять конечный, но не ограниченный набор различных механических действий, используя один канал связи . [10] [11] С 1904 по 1906 год Торрес решил провести испытания Телекино в форме трехколесного наземного транспортного средства с эффективной дальностью стрельбы от 20 до 30 метров и управления пилотируемой электрической лодкой , которая продемонстрировала дальность стрельбы в 2 километра. [12] Первая дистанционно управляемая модель самолета поднялась в воздух в 1932 году, [ необходима ссылка ] и использование технологии дистанционного управления в военных целях интенсивно изучалось во время Второй мировой войны , одним из результатов чего стала немецкая ракета «Вассерфаль» .
К концу 1930-х годов несколько производителей радиоприемников предложили пульты дистанционного управления для некоторых из своих более дорогих моделей. [13] Большинство из них были подключены к устройству, управляемому по проводам, но Philco Mystery Control (1939) был низкочастотным радиопередатчиком на батарейках, [14] что сделало его первым беспроводным пультом дистанционного управления для потребительского электронного устройства. Используя модуляцию с подсчетом импульсов, это также был первый цифровой беспроводной пульт дистанционного управления.
Первый пульт дистанционного управления, предназначенный для управления телевизором, был разработан Zenith Radio Corporation в 1950 году. Пульт, названный Lazy Bones, [15] был подключен к телевизору проводом. Беспроводной пульт дистанционного управления Flash-Matic , [15] [16] был разработан в 1955 году Юджином Полли . Он работал, направляя луч света на один из четырех фотоэлементов , [17] но элемент не различал свет от пульта и свет от других источников. [18] Flashmatic также должен был быть очень точно направлен на один из датчиков, чтобы работать. [18] [19]
В 1956 году Роберт Адлер разработал беспроводной пульт дистанционного управления Zenith Space Command. [15] [20] [21] Он был механическим и использовал ультразвук для изменения канала и громкости. [22] [21] Когда пользователь нажимал кнопку на пульте дистанционного управления, она ударяла по планке и щелкала, поэтому их обычно называли «кликерами», а механика была похожа на щипки . [ 21] [23] Каждый из четырех планок издавал различную основную частоту с ультразвуковыми гармониками, и схемы в телевизоре обнаруживали эти звуки и интерпретировали их как переключение каналов вверх, вниз, включение/выключение звука и включение/выключение питания. [24]
Позже, быстрое снижение цен на транзисторы сделало возможными более дешевые электронные пульты дистанционного управления, которые содержали пьезоэлектрический кристалл, который питался колебательным электрическим током на частоте, близкой или превышающей верхний порог человеческого слуха , хотя все еще слышимой собаками . Приемник содержал микрофон, присоединенный к схеме, которая была настроена на ту же частоту. Некоторые проблемы с этим методом заключались в том, что приемник мог быть активирован случайно естественными шумами или преднамеренно металлом о стекло, например, и некоторые люди могли слышать более низкие ультразвуковые гармоники.
В 1970 году RCA представила полностью электронный пульт дистанционного управления, который использует цифровые сигналы и память на полевом транзисторе металл-оксид-полупроводник (MOSFET) . Это было широко принято для цветного телевидения , заменив моторизованные элементы управления настройкой. [25]
Импульс к более сложному типу пульта дистанционного управления телевизором пришел в 1973 году с разработкой службы телетекста Ceefax компанией BBC . Большинство коммерческих пультов дистанционного управления в то время имели ограниченное количество функций, иногда всего три: следующий канал, предыдущий канал и громкость/выкл. Этот тип управления не отвечал потребностям телетекстовых наборов, где страницы идентифицировались трехзначными числами. Пульт дистанционного управления, который выбирает страницы телетекста, должен был иметь кнопки для каждой цифры от нуля до девяти, а также другие функции управления, такие как переключение с текста на изображение и обычные телевизионные элементы управления громкостью, каналом, яркостью, интенсивностью цвета и т. д. Ранние наборы телетекста использовали проводные пульты дистанционного управления для выбора страниц, но постоянное использование пульта дистанционного управления, необходимого для телетекста, быстро указало на необходимость беспроводного устройства. Поэтому инженеры BBC начали переговоры с одним или двумя производителями телевизоров, что привело к появлению первых прототипов примерно в 1977–1978 годах, которые могли управлять многими другими функциями. ITT была одной из компаний и позже дала свое название протоколу инфракрасной связи ITT. [26]
В 1980 году самым популярным пультом дистанционного управления был Starcom Cable TV Converter (от Jerrold Electronics , подразделения General Instrument ) [15] , который использовал звук 40 кГц для переключения каналов. Затем инженер Пол Хривнак основал канадскую компанию Viewstar, Inc., которая начала производить кабельный телевизионный конвертер с инфракрасным пультом дистанционного управления. Продукт продавался через Philips примерно за 190 канадских долларов . Конвертер Viewstar имел немедленный успех, миллионный конвертер был продан 21 марта 1985 года, а к 1989 году было продано 1,6 миллиона. [27] [28]
Blab-off был проводным пультом дистанционного управления, созданным в 1952 году, который включал или выключал звук телевизора (телевидения), чтобы зрители могли не слышать рекламу. [29] В 1980-х годах Стив Возняк из Apple основал компанию под названием CL 9. Целью этой компании было создание пульта дистанционного управления, который мог бы управлять несколькими электронными устройствами. Блок CORE (контроллер удаленного оборудования) был представлен осенью 1987 года. Преимуществом этого пульта дистанционного управления было то, что он мог «учиться» сигналам дистанционного управления от разных устройств. Он мог выполнять определенные или несколько функций в разное время с помощью своих встроенных часов. Это был первый пульт дистанционного управления, который можно было подключить к компьютеру и загрузить обновленный программный код по мере необходимости. Блок CORE так и не оказал большого влияния на рынок. Он был слишком громоздким для программирования обычным пользователем, но получил восторженные отзывы от тех, кто мог. [ необходима цитата ] Эти препятствия в конечном итоге привели к упадку CL 9, но двое ее сотрудников продолжили бизнес под названием Celadon. Это был один из первых обучающихся пультов дистанционного управления с компьютерным управлением на рынке. [30]
В 1990-х годах автомобили все чаще продавались с электронными замками с дистанционным управлением. Эти пульты передают сигнал в автомобиль, который запирает или отпирает замки дверей или отпирает багажник. Послепродажное устройство, продаваемое в некоторых странах, — это дистанционный стартер. Он позволяет владельцу автомобиля дистанционно заводить свой автомобиль. Эта функция больше всего ассоциируется со странами с зимним климатом, где пользователи могут захотеть запустить автомобиль на несколько минут, прежде чем они собираются его использовать, чтобы системы обогрева и размораживания автомобиля могли удалить лед и снег со стекол.
К началу 2000-х годов количество потребительских электронных устройств в большинстве домов значительно возросло, как и количество пультов дистанционного управления для управления этими устройствами. По данным Ассоциации потребительской электроники , в среднем в доме в США имеется четыре пульта дистанционного управления. [ требуется ссылка ] Для управления домашним кинотеатром может потребоваться до пяти или шести пультов дистанционного управления, включая один для кабельного или спутникового ресивера, видеомагнитофона или цифрового видеомагнитофона (DVR/PVR), DVD-плеера , телевизора и аудиоусилителя . Несколько из этих пультов дистанционного управления могут потребоваться для правильной работы некоторых программ или служб. Однако, поскольку нет общепринятых руководств по интерфейсу, этот процесс становится все более громоздким. Одним из решений, используемых для сокращения количества используемых пультов дистанционного управления, является универсальный пульт дистанционного управления , пульт дистанционного управления, который запрограммирован с помощью кодов операций для большинства основных марок телевизоров, DVD-плееров и т. д. В начале 2010-х годов многие производители смартфонов начали встраивать инфракрасные излучатели в свои устройства, тем самым позволяя использовать их в качестве универсальных пультов дистанционного управления через включенное или загружаемое приложение . [31]
Основная технология, используемая в домашних пультах дистанционного управления, — это инфракрасный (ИК) свет. Сигнал между пультом дистанционного управления и устройством, которым он управляет, состоит из импульсов инфракрасного света, который невидим для человеческого глаза, но может быть виден через цифровую камеру, видеокамеру или камеру телефона. Передатчик в пульте дистанционного управления посылает поток импульсов инфракрасного света, когда пользователь нажимает кнопку на пульте. Передатчик часто представляет собой светодиод ( LED), который встроен в направляющий конец пульта дистанционного управления. Импульсы инфракрасного света формируют рисунок, уникальный для этой кнопки. Приемник в устройстве распознает рисунок и заставляет устройство реагировать соответствующим образом. [32]
Большинство пультов дистанционного управления для электронных приборов используют ближний инфракрасный диод для излучения луча света, который достигает устройства. Типичным является светодиод с длиной волны 940 нм . [33] Этот инфракрасный свет не виден человеческому глазу, но улавливается датчиками на принимающем устройстве. Видеокамеры видят диод так, как будто он излучает видимый фиолетовый свет. С одноканальным (однофункциональным, однокнопочным) пультом дистанционного управления наличие несущего сигнала может использоваться для запуска функции. Для многоканальных (обычных многофункциональных) пультов дистанционного управления необходимы более сложные процедуры: одна состоит в модуляции несущей с помощью сигналов разных частот. После того, как приемник демодулирует полученный сигнал, он применяет соответствующие частотные фильтры для разделения соответствующих сигналов. Часто можно услышать сигналы, модулируемые на инфракрасной несущей, управляя пультом дистанционного управления в непосредственной близости от AM-радио, не настроенного на станцию. Сегодня ИК-пульты дистанционного управления почти всегда используют широтно-импульсный модулированный код, кодируемый и декодируемый цифровым компьютером: команда с пульта дистанционного управления состоит из короткой последовательности импульсов с наличием и отсутствием несущей различной длительности.
Разные производители инфракрасных пультов дистанционного управления используют разные протоколы для передачи инфракрасных команд. Протокол RC-5 , который берет свое начало в Philips, использует, например, всего 14 бит для каждого нажатия кнопки. Битовый шаблон модулируется на несущей частоте , которая, опять же, может быть разной для разных производителей и стандартов, в случае RC-5 несущая составляет 36 кГц. Другие потребительские инфракрасные протоколы включают различные версии SIRCS, используемые Sony, RC-6 от Philips, Ruwido R-Step и протокол NEC TC101.
Поскольку инфракрасные (ИК) пульты дистанционного управления используют свет, для управления устройством назначения им требуется прямая видимость. Однако сигнал может отражаться зеркалами, как и любой другой источник света. Если требуется работа там, где прямая видимость невозможна, например, при управлении оборудованием в другой комнате или установленным в шкафу, на рынке доступно множество марок ИК-удлинителей. Большинство из них имеют ИК-приемник, улавливающий ИК-сигнал и передающий его по радиоволнам на удаленную часть, которая имеет ИК-передатчик, имитирующий оригинальное ИК-управление. Инфракрасные приемники также, как правило, имеют более или менее ограниченный рабочий угол, который в основном зависит от оптических характеристик фототранзистора . Однако рабочий угол легко увеличить, используя матовый прозрачный объект перед приемником.
Радиоуправление (РЧ-пульт) используется для управления удаленными объектами с помощью различных радиосигналов, передаваемых устройством дистанционного управления. В качестве дополнительного метода к инфракрасному пульту дистанционного управления радиоуправление используется с электрическими открывателями гаражных ворот или ворот, автоматическими шлагбаумами, охранной сигнализацией и системами промышленной автоматизации. Стандарты, используемые для РЧ-пультов: Bluetooth AVRCP , Zigbee (RF4CE), Z-Wave . Большинство пультов дистанционного управления используют собственное кодирование, передавая от 8 до 100 или более импульсов, фиксированный или скользящий код , используя модуляцию OOK или FSK . Кроме того, передатчики или приемники могут быть универсальными , то есть они могут работать со многими различными кодировками. В этом случае передатчик обычно называют универсальным дубликатором пульта дистанционного управления , поскольку он может копировать существующие пульты дистанционного управления, в то время как приемник называют универсальным приемником, поскольку он работает практически с любым пультом дистанционного управления на рынке.
Система радиоуправления обычно состоит из двух частей: передачи и приема. Передающая часть разделена на две части: радиочастотное дистанционное управление и модуль передатчика. Это позволяет использовать модуль передатчика в качестве компонента в более крупном приложении. Модуль передатчика небольшой, но пользователи должны обладать подробными знаниями для его использования; в сочетании с радиочастотным дистанционным управлением его гораздо проще использовать.
Приемник обычно бывает двух типов: сверхрегенеративный приемник или супергетеродин . Сверхрегенеративный приемник работает как приемник схемы обнаружения прерывистых колебаний. Супергетеродин работает как приемник в радиоприемнике. Супергетеродинный приемник используется из-за его стабильности, высокой чувствительности и относительно хорошей помехоустойчивости, небольшого корпуса и более низкой цены.
Для управления подстанциями, гидроаккумулирующими электростанциями и установками HVDC используется дистанционное управление . Для этих систем часто используются PLC-системы, работающие в длинноволновом диапазоне.
Подмножество связи Power-Line , которое посылает сигналы дистанционного управления по линиям переменного тока под напряжением. Это использовалось для дистанционного управления домашней автоматикой до изобретения интеллектуальных выключателей, подключенных к WIFI.
Пульты дистанционного управления гаражами и воротами очень распространены, особенно в некоторых странах, таких как США, Австралия и Великобритания, где гаражные ворота, калитки и барьеры широко используются. Такой пульт очень прост по конструкции, обычно имеет только одну кнопку, а некоторые с большим количеством кнопок для управления несколькими воротами с одного пульта. Такие пульты можно разделить на две категории по типу используемого кодировщика: с фиксированным кодом и с плавающим кодом . Если вы обнаружите в пульте DIP-переключатели, скорее всего, это фиксированный код, старая технология, которая широко использовалась. Однако фиксированные коды критиковались за их (отсутствие) безопасности, поэтому плавающий код все более широко использовался в более поздних установках.
Дистанционно управляемые торпеды были продемонстрированы в конце 19 века в виде нескольких типов дистанционно управляемых торпед . В начале 1870-х годов дистанционно управляемые торпеды были созданы Джоном Эрикссоном ( пневматические ), Джоном Луисом Лэем (электропроводные) и Виктором фон Шелихой (электропроводные). [34]
Торпеда Бреннана , изобретенная Луисом Бреннаном в 1877 году, приводилась в действие двумя вращающимися в противоположных направлениях винтами, которые вращались за счет быстрого вытягивания проводов из барабанов, намотанных внутри торпеды . Разная скорость проводов, подключенных к береговой станции, позволяла направлять торпеду к цели, что делало ее «первой в мире практической управляемой ракетой». [35] В 1898 году Никола Тесла публично продемонстрировал «беспроводную» радиоуправляемую торпеду , которую он надеялся продать ВМС США . [36] [37]
Арчибальд Лоу был известен как «отец систем радиоуправления» за его пионерскую 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 управляемую по проводам ракету. Будучи руководителем секретных экспериментальных работ RFC в Фелтеме , AM Лоу был первым человеком, успешно использовавшим радиоуправление на самолете, «Воздушной цели» . Его «пилотировал» с земли будущий мировой рекордсмен скорости полета Генри Сигрейв . [38] Системы Лоу кодировали передачи команд в качестве контрмеры для предотвращения вмешательства противника. [39] К 1918 году секретный отдел DCB Школы связи Королевского флота в Портсмуте под командованием Эрика Робинсона VC использовал вариант системы радиоуправления Воздушной цели для управления с «материнского» самолета различными типами военно-морских судов, включая подводную лодку. [40]
Военные также разработали несколько ранних телеуправляемых транспортных средств. В Первую мировую войну германский флот использовал FL -катера (Fernlenkboote) против прибрежного судоходства. Они приводились в движение двигателями внутреннего сгорания и управлялись дистанционно с береговой станции с помощью нескольких миль провода, намотанного на катушку на лодке. Самолет использовался для подачи сигналов на береговую станцию. EMB несли взрывчатый заряд в носовой части и двигались со скоростью тридцать узлов. [41] Советская Красная Армия использовала дистанционно управляемые телетанки в 1930-х годах в Зимней войне против Финляндии и на ранних этапах Второй мировой войны . Телетанк управляется по радио из танка управления на расстоянии от 500 до 1500 метров, и эти два танка составляли телемеханическую группу . Красная Армия выставила по крайней мере два батальона телетанков в начале Великой Отечественной войны . В Красной Армии также были дистанционно управляемые катера и экспериментальные дистанционно управляемые самолеты.
Дистанционное управление в военном использовании использует глушение и контрмеры против глушения. Глушители используются для отключения или саботажа использования противником дистанционного управления. Расстояния для военного дистанционного управления также, как правило, намного больше, вплоть до межконтинентального расстояния спутникового дистанционного управления, используемого США для своих беспилотных самолетов (дронов) в Афганистане, Ираке и Пакистане. Дистанционное управление используется повстанцами в Ираке и Афганистане для атак на коалиционные и правительственные войска с помощью придорожных самодельных взрывных устройств , а террористы в Ираке, как сообщают в СМИ, используют модифицированные телевизионные пульты дистанционного управления для подрыва бомб. [42]
Зимой 1971 года Советский Союз исследовал поверхность Луны с помощью лунного аппарата «Луноход-1» , первого передвижного робота с дистанционным управлением, совершившего посадку на другое небесное тело. Технология дистанционного управления также используется в космических путешествиях, например, советские аппараты «Луноход» управлялись дистанционно с Земли. Многие космические аппараты могут управляться дистанционно, хотя огромное расстояние до аппарата приводит к большой задержке между передачей и получением команды.
Существующие инфракрасные пульты дистанционного управления могут использоваться для управления приложениями ПК . [43] Любое приложение, поддерживающее сочетания клавиш, может управляться с помощью инфракрасных пультов дистанционного управления с других домашних устройств (телевизора, видеомагнитофона, кондиционера). [44] Это широко используется [ требуется ссылка ] с мультимедийными приложениями для домашних кинотеатров на базе ПК. Для этого необходимо устройство, которое декодирует сигналы данных инфракрасного пульта дистанционного управления, и приложение ПК, которое взаимодействует с этим устройством, подключенным к ПК. Подключение может быть выполнено через последовательный порт, порт USB или разъем IrDA на материнской плате . Такие устройства имеются в продаже, но могут быть изготовлены в домашних условиях с использованием недорогих микроконтроллеров. [ требуется ссылка ] LIRC (Linux IR Remote control) и WinLIRC (для Windows) — это программные пакеты, разработанные для управления ПК с помощью пульта дистанционного управления телевизором, которые также могут использоваться для домашнего пульта с меньшими модификациями.
Дистанционное управление используется в фотографии, в частности, для съемки с длительной выдержкой. Многие экшн-камеры, такие как GoPro [45], а также стандартные DSLR-камеры, включая серию Alpha от Sony [46] , включают в себя системы дистанционного управления на основе Wi-Fi. К ним часто можно получить доступ и даже управлять ими с помощью сотовых телефонов и других мобильных устройств. [47]
Игровые приставки не использовали беспроводные контроллеры до недавнего времени, [ когда? ] в основном из-за сложности игры в игру, удерживая инфракрасный передатчик направленным на консоль. Ранние беспроводные контроллеры были громоздкими и при питании от щелочных батареек работали всего несколько часов, прежде чем их требовалось заменить. Некоторые беспроводные контроллеры производились сторонними организациями, в большинстве случаев используя радиосвязь вместо инфракрасного канала. Даже они были очень непоследовательными, а в некоторых случаях имели задержки передачи, что делало их практически бесполезными. Некоторые примеры включают Double Player для NES , Master System Remote Control System и Wireless Dual Shot для PlayStation .
Первым официальным беспроводным игровым контроллером, выпущенным производителем первой партии , был CX-42 для Atari 2600. Серия Philips CD-i 400 также поставлялась с пультом дистанционного управления, WaveBird также выпускался для GameCube . В седьмом поколении игровых консолей беспроводные контроллеры стали стандартом. Некоторые беспроводные контроллеры, такие как контроллеры PlayStation 3 и Wii , используют Bluetooth . Другие, такие как Xbox 360 , используют фирменные беспроводные протоколы.
Чтобы включить его с помощью беспроводного пульта дистанционного управления, управляемый прибор должен быть всегда частично включен, потребляя энергию в режиме ожидания . [48]
Распознавание жестов рук исследовалось как альтернатива пультам дистанционного управления для телевизоров. [49]
Уэйн Эванс, Карл Мёллер и Эдвард Милборн из RCA рассказывают, как цифровые сигналы и модули памяти MOS FET используются для замены моторизованных органов настройки.
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
Медиа, связанные с удаленным управлением на Wikimedia Commons