В электронике пульт дистанционного управления (также известный как пульт дистанционного управления или кликер [1] ) — это электронное устройство, используемое для управления другим устройством на расстоянии, обычно по беспроводной сети . В бытовой электронике пульт дистанционного управления можно использовать для управления такими устройствами, как телевизор , DVD-плеер или другое цифровое домашнее мультимедийное устройство. Пульт дистанционного управления позволяет управлять устройствами, которые недоступны для прямого управления элементами управления. Лучше всего они работают при использовании на небольшом расстоянии. Это прежде всего функция удобства для пользователя. В некоторых случаях пульты дистанционного управления позволяют человеку управлять устройством, до которого он в противном случае не смог бы добраться, например, когда устройство открывания гаражных ворот срабатывает снаружи.
Ранние телевизионные пульты дистанционного управления (1956–1977) использовали ультразвуковые сигналы. Современные пульты дистанционного управления обычно представляют собой потребительские инфракрасные устройства, которые посылают импульсы инфракрасного излучения с цифровой кодировкой. Они управляют такими функциями, как питание, громкость, каналы, воспроизведение, смена треков, нагрев, скорость вентилятора и различные другие функции. Пульты дистанционного управления этими устройствами обычно представляют собой небольшие портативные беспроводные объекты с множеством кнопок. Они используются для регулировки различных настроек, таких как телевизионный канал , номер дорожки и громкость . Код дистанционного управления и, следовательно, необходимое устройство дистанционного управления обычно зависят от линейки продуктов. Однако существуют универсальные пульты дистанционного управления , которые имитируют пульты дистанционного управления, предназначенные для большинства устройств основных марок.
Пульты дистанционного управления в 2000-х годах включали возможность подключения по Bluetooth или Wi-Fi , возможность работы с датчиком движения и голосовое управление . [2] [3] Пульты дистанционного управления для телевизоров Smart TV, начиная с 2010-х годов , могут иметь отдельную клавиатуру на задней стороне для облегчения набора текста и использоваться в качестве указательного устройства. [4]
Проводное и беспроводное дистанционное управление было разработано во второй половине XIX века для удовлетворения потребностей в управлении беспилотными аппаратами (по большей части военными торпедами). [5] В их число входили проводная версия немецкого инженера Вернера фон Сименса в 1870 году, радиоуправляемая версия британского инженера Эрнеста Уилсона и Си Джей Эванса (1897) [6] [7] и прототип, который изобретатель Никола Тесла продемонстрировал в Нью-Йорке в 1898. [8] В 1903 году испанский инженер Леонардо Торрес Кеведо представил в Парижской академии наук систему радиоуправления под названием « Телекино » , [9] которую он надеялся использовать для управления дирижаблем собственной конструкции. В отличие от предыдущих механизмов «включения/выключения», Торрес разработал систему управления любым механическим или электрическим устройством с различными режимами работы и смог самостоятельно выбирать разные положения рулевого двигателя и разные скорости маршевого двигателя , воздействуя на другие механизмы. такой свет , чтобы включить его или нет, и флаг , чтобы поднять или опустить его одновременно, [10] , пока не будет достигнуто 19 различных действий. [11] С 1904 по 1906 год Торрес решил провести испытания Телекино в виде трехколесного наземного транспортного средства с эффективной дальностью от 20 до 30 метров и с использованием запуска с электрическим приводом, который продемонстрировал дальность противостояния 2 километра. [12] Первая модель самолета с дистанционным управлением полетела в 1932 году, [ нужна ссылка ] и использование технологии дистанционного управления в военных целях интенсивно разрабатывалось во время Второй мировой войны , одним из результатов этого стала немецкая ракета Вассерфаль .
К концу 1930-х годов несколько производителей радиоприемников предлагали пульты дистанционного управления для некоторых своих моделей более высокого класса. [13] Большинство из них были подключены к устройству, управляемому по проводам, но Philco Mystery Control (1939) представлял собой низкочастотный радиопередатчик с батарейным питанием, [14] что делало его первым беспроводным пультом дистанционного управления для бытовой электроники. устройство. Это также был первый цифровой беспроводной пульт дистанционного управления, в котором использовалась импульсная модуляция.
Первый пульт, предназначенный для управления телевизором, был разработан корпорацией Zenith Radio в 1950 году. Пульт под названием Lazy Bones [15] подключался к телевизору с помощью провода. Беспроводной пульт дистанционного управления Flashmatic [15] [16] был разработан в 1955 году Юджином Полли . Он работал, направляя луч света на один из четырех фотоэлектрических элементов , [17] но ячейка не различала свет от пульта и свет от других источников. [18] Для работы Flashmatic также нужно было очень точно направить на один из датчиков. [18] [19]
В 1956 году Роберт Адлер разработал Zenith Space Command — беспроводной пульт дистанционного управления. [15] [20] [21] Он был механическим и использовал ультразвук для изменения канала и объема. [22] [21] Когда пользователь нажимал кнопку на пульте дистанционного управления, он ударялся о стержень и щелкал, поэтому их обычно называли «кликерами», а механика была похожа на щипок . [21] [23] Каждая из четырех полосок излучала разную основную частоту с ультразвуковыми гармониками, а схемы телевизора обнаруживали эти звуки и интерпретировали их как повышение канала, понижение канала, включение/выключение звука и включение питания. /выключенный. [24]
Позже быстрое снижение цен на транзисторы сделало возможным удешевление электронных пультов дистанционного управления, содержащих пьезоэлектрический кристалл, питаемый колеблющимся электрическим током с частотой , близкой к верхнему порогу человеческого слуха или превышающей его, хотя все еще слышимый собаками . Приемник содержал микрофон , подключенный к цепи, настроенной на ту же частоту. Некоторые проблемы с этим методом заключались в том, что приемник мог сработать случайно из-за естественных шумов или, например, намеренно из-за удара металла о стекло, 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 полевых транзисторах металл-оксид-полупроводник (MOSFET) . Это было широко распространено в цветном телевидении , заменив моторизованное управление настройкой. [25]
Толчком к созданию более сложного типа пульта дистанционного управления для телевидения послужила разработка BBC службы телетекста Ceefax в 1973 году . Большинство коммерческих пультов дистанционного управления в то время имели ограниченное количество функций, иногда всего три: следующий канал, предыдущий канал и громкость/выключение. Этот тип управления не отвечал потребностям наборов телетекста, где страницы идентифицировались трехзначными номерами. Пульту дистанционного управления, который выбирает страницы телетекста, потребуются кнопки для каждой цифры от нуля до девяти, а также другие функции управления, такие как переключение с текста на изображение, а также обычные телевизионные элементы управления громкостью, каналом, яркостью, интенсивностью цвета и т. д. В ранних наборах телетекста для выбора страниц использовались проводные пульты дистанционного управления, 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, в результате чего примерно в 1977–1978 годах были созданы первые прототипы, которые могли управлять гораздо большим количеством функций. ITT была одной из компаний, которая позже дала название протоколу инфракрасной связи ITT. [26]
В 1980 году самым популярным пультом дистанционного управления был преобразователь кабельного телевидения Starcom (от Jerrold Electronics , подразделения General Instrument ) [15] , который использовал звук частотой 40 кГц для переключения каналов. Затем инженером Полом Хривнаком была основана канадская компания Viewstar, Inc., которая начала производить конвертер кабельного телевидения с инфракрасным пультом дистанционного управления. Продукт продавался через Philips примерно за 190 канадских долларов . Конвертер Viewstar сразу же имел успех: миллионный конвертер был продан 21 марта 1985 года, а к 1989 году было продано 1,6 миллиона штук .
Blab-off — это проводной пульт дистанционного управления, созданный в 1952 году, который включал или выключал звук телевизора, чтобы зрители могли избежать прослушивания рекламы. [29] В 1980-х годах Стив Возняк из Apple основал компанию CL 9 . Целью этой компании было создание пульта дистанционного управления, который мог бы управлять несколькими электронными устройствами. Устройство CORE (контроллер удаленного оборудования) было представлено осенью 1987 года. Преимущество этого пульта дистанционного управления заключалось в том, что он мог «обучаться» удаленным сигналам от различных устройств. Он имел возможность выполнять определенные или несколько функций в разное время с помощью встроенных часов. Это был первый пульт дистанционного управления, который можно было подключить к компьютеру и при необходимости загружать обновленный программный код. Подразделение CORE никогда не имело большого влияния на рынок. Программирование было слишком громоздким для обычного пользователя, но оно получило восторженные отзывы от тех, кто мог. [ нужна цитация ] Эти препятствия в конечном итоге привели к упадку CL 9, но двое из ее сотрудников продолжили бизнес под названием Celadon. Это был один из первых на рынке обучающих пультов дистанционного управления с компьютерным управлением. [30]
В 1990-е годы автомобили все чаще продавались с электронными дверными замками с дистанционным управлением. Эти пульты передают в автомобиль сигнал, который запирает или отпирает дверные замки или открывает багажник. Устройство послепродажного обслуживания, продаваемое в некоторых странах, представляет собой дистанционный стартер. Это позволяет автовладельцу дистанционно завести 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 бытовых электронных устройств в большинстве домов значительно увеличилось, а также количество пультов для управления этими устройствами. По данным Ассоциации потребительской электроники , в среднем доме в США имеется четыре пульта дистанционного управления. [ нужна ссылка ] Для управления домашним кинотеатром может потребоваться до пяти или шести пультов дистанционного управления, в том числе один для кабельного или спутникового ресивера, видеомагнитофона или цифрового видеомагнитофона (DVR/PVR), DVD-плеера , телевизора и аудиоусилителя . Для правильной работы некоторых программ или служб может потребоваться последовательное использование нескольких таких пультов. Однако, поскольку не существует общепринятых рекомендаций по интерфейсу, этот процесс становится все более громоздким. Одним из решений, позволяющих сократить количество используемых пультов дистанционного управления, является универсальный пульт дистанционного управления, который запрограммирован кодами управления для большинства основных марок телевизоров, DVD-плееров и т. д. В начале 2010-х годов многие производители смартфонов начали встраивая в свои устройства инфракрасные излучатели, что позволяет использовать их в качестве универсальных пультов дистанционного управления с помощью прилагаемого или загружаемого приложения . [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 человеческому глазу, 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 светоизлучающий диод (LED), который встроен в указательный конец трубки дистанционного управления. Импульсы инфракрасного света образуют уникальный узор для этой кнопки. Приемник в устройстве распознает шаблон и заставляет устройство реагировать соответствующим образом. [32]
В большинстве пультов дистанционного управления электронными приборами используется диод ближнего инфракрасного диапазона , излучающий луч света, достигающий устройства. Типичный светодиод с длиной волны 940 нм . [33] Этот инфракрасный свет не виден человеческому глазу, но улавливается датчиками приемного устройства. Видеокамеры видят диод так, как будто он излучает видимый фиолетовый свет. При использовании одноканального (однофункционального, однокнопочного) пульта дистанционного управления наличие несущего сигнала можно использовать для запуска функции. Для многоканальных (обычных многофункциональных) пультов необходимы более сложные процедуры: одна заключается в модуляции несущей сигналами разных частот. После того как приемник демодулирует принятый сигнал, он применяет соответствующие частотные фильтры для разделения соответствующих сигналов. Часто можно услышать модулируемые на инфракрасной несущей сигналы, управляя пультом дистанционного управления в непосредственной близости от AM-радио , не настроенного на станцию. Сегодня в ИК-пультах дистанционного управления почти всегда используется код с широтно-импульсной модуляцией, кодируемый и декодируемый цифровым компьютером: команда с пульта дистанционного управления состоит из короткой последовательности импульсов с наличием и отсутствием несущей различной ширины.
Разные производители инфракрасных пультов дистанционного управления используют разные протоколы для передачи инфракрасных команд. Протокол RC-5 , зародившийся в компании Philips, использует, например, в общей сложности 14 бит для каждого нажатия кнопки. Битовая комбинация модулируется на несущую частоту , 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 целевым устройством 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 при установке в шкафу, на рынке для этого доступны ИК-удлинители многих марок. Большинство из них имеют ИК-приемник, который принимает ИК-сигнал и передает его с помощью радиоволн на удаленную часть, которая имеет ИК-передатчик, имитирующий оригинальное ИК-управление. Инфракрасные приемники также имеют тенденцию иметь более или менее ограниченный рабочий угол, который в основном зависит от оптических характеристик фототранзистора . Однако угол действия легко увеличить, используя матовый прозрачный предмет перед ствольной коробкой.
Радиопульт дистанционного управления (РЧ-пульт дистанционного управления) используется для управления удаленными объектами с помощью разнообразных радиосигналов, передаваемых устройством дистанционного управления. В качестве дополнительного метода инфракрасного дистанционного управления радиодистанционное управление используется с электрическими устройствами открывания гаражных ворот или ворот, автоматическими шлагбаумами, охранной сигнализацией и системами промышленной автоматизации. Стандарты, используемые для радиочастотных пультов: Bluetooth AVRCP , Zigbee (RF4CE), Z-Wave . Большинство пультов дистанционного управления используют собственную кодировку, передавая от 8 до 100 и более импульсов, фиксированный или плавающий код , с использованием модуляции OOK или FSK . Кроме того, передатчики или приемники могут быть универсальными , то есть способны работать с множеством различных кодировок. В этом случае передатчик обычно называют универсальным дубликатором дистанционного управления , поскольку он способен копировать существующие пульты дистанционного управления, а приемник называется универсальным приемником , поскольку он работает практически с любым пультом дистанционного управления, представленным на рынке.
Система радиодистанционного управления обычно состоит из двух частей: передачи и приема. Часть передатчика разделена на две части: радиочастотный пульт дистанционного управления и модуль передатчика. Это позволяет использовать модуль передатчика в качестве компонента в более крупном приложении. Модуль передатчика небольшой, но для его использования пользователи должны обладать подробными знаниями; в сочетании с радиочастотным пультом дистанционного управления им намного проще пользоваться.
Приемник обычно бывает одного из двух типов: сверхрегенеративный приемник или супергетеродин . Сверхрегенеративный приемник работает как схема обнаружения прерывистых колебаний. Супергетеродин работает так же, как в радиоприемнике. Супергетеродинный приемник используется из-за его стабильности, высокой чувствительности, относительно хорошей защиты от помех, небольшого размера и более низкой цены.
Пульт дистанционного управления используется для управления подстанциями, гидроаккумулирующими электростанциями и HVDC -установками. Для этих систем часто используются PLC-системы, работающие в длинноволновом диапазоне.
Подмножество связи Power-Line , которое отправляет сигналы дистанционного управления по линиям электропередачи переменного тока, находящимся под напряжением. Это использовалось для удаленного управления домашней автоматизацией до изобретения интеллектуальных переключателей с подключением к Wi-Fi.
Пульты дистанционного управления гаражами и воротами очень распространены, особенно в некоторых странах, таких как США, Австралия и Великобритания, где широко используются гаражные ворота, ворота и шлагбаумы. Такой пульт очень прост по конструкции, обычно всего одна кнопка, а некоторые имеют больше кнопок для управления несколькими воротами с одного пульта. Такие пульты можно разделить на две категории по типу используемого кодера: фиксированный код и плавающий код . Если вы обнаружите DIP-переключатели на пульте дистанционного управления, скорее всего, это фиксированный код — старая технология, которая широко использовалась. Однако фиксированные коды подвергались критике за их (отсутствие) безопасности, поэтому в более поздних установках все более широко использовался плавающий код.
Дистанционно управляемые торпеды были продемонстрированы в конце 19 века в виде нескольких типов дистанционно управляемых торпед . В начале 1870-х годов появились дистанционно управляемые торпеды Джона Эрикссона ( пневматические ), Джона Луи Лэя (управляемые по электрическому проводу) и Виктора фон Шелихи (управляемые по электрическому проводу). [34]
Торпеда «Бреннан» , изобретенная Луисом Бреннаном в 1877 году, приводилась в действие двумя пропеллерами противоположного вращения, которые вращались за счет быстрого выдергивания проводов из барабанов, намотанных внутри торпеды . Дифференциальная скорость по проводам, подключенным к береговой станции, позволила направить торпеду к цели, что сделало ее «первой в мире практически 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 радионаведения» за свои новаторские работы над управляемыми ракетами и самолетами во время Первой мировой войны . В 1917 году он продемонстрировал Королевскому летному корпусу самолет с дистанционным управлением и в том же году построил первую ракету с проводным наведением. Будучи главой секретных экспериментальных работ RFC в Фелтэме , А. М. Лоу был первым человеком, успешно применившим радиоуправление на самолете, «воздушной мишени» . Его «пилотировал» с земли будущий рекордсмен мира по скорости в воздухе Генри Сегрейв . [38] Системы Лоу кодировали передачи команд в качестве контрмеры по предотвращению вмешательства противника. [39] К 1918 году секретная секция DCB Школы связи Королевского военно-морского флота в Портсмуте под командованием Эрика Робинсона В.К. использовала вариант системы радиоуправления Aerial Target для управления с «материнского» самолета различными типами военно-морских судов, включая подводную лодку. [40]
Военные также разработали несколько первых машин с дистанционным управлением. Во время Первой мировой войны Императорский флот Германии использовал лодки FL (Fernlenkboote) против прибрежного судоходства. Они приводились в движение двигателями внутреннего сгорания и управлялись дистанционно с береговой станции через несколько миль проволоки, намотанной на катушку на лодке. Для подачи сигналов направления на береговую станцию использовался самолет. ЭМБ несли в носовой части фугасный заряд и двигались со скоростью тридцать узлов. [41] Советская Красная Армия использовала телетанки с дистанционным управлением в 1930-х годах во время Зимней войны против Финляндии и на ранних этапах Второй мировой войны . Телетанк управляется по радио из танка управления на расстоянии от 500 до 1500 метров, оба составляют телемеханическую группу . В начале Великой Отечественной войны Красная Армия выставила на вооружение не менее двух телетанковых батальонов . Были в Красной Армии и телеуправляемые катера, и экспериментальные дистанционно управляемые самолеты.
В средствах дистанционного управления, используемых в военных целях, используются помехи и меры противодействия против них. Глушители используются для отключения или саботажа использования противником пультов дистанционного управления. Расстояния для военных пультов дистанционного управления также, как правило, намного больше, вплоть до межконтинентальных расстояний, связанных со спутниками, которые США используют для своих беспилотных самолетов (дронов) в Афганистане, Ираке и Пакистане. Пульты дистанционного управления используются повстанцами в Ираке и Афганистане для нападения на коалиционные и правительственные войска с помощью придорожных самодельных взрывных устройств , а в средствах массовой информации сообщается, что террористы в Ираке используют модифицированные пульты дистанционного управления от телевизоров для взрыва бомб. [42]
Зимой 1971 года Советский Союз исследовал поверхность Луны с помощью лунохода « Луноход-1» , первого передвижного робота с дистанционным управлением, приземлившегося на другом небесном теле. Технология дистанционного управления также используется в космических путешествиях, например, советские луноходы управлялись дистанционно с земли. Многими космическими марсоходами можно управлять дистанционно, однако большое расстояние до транспортного средства приводит к длительной задержке между передачей и получением команды.
Существующие инфракрасные пульты дистанционного управления можно использовать для управления приложениями ПК . [43] Любым приложением, поддерживающим сочетания клавиш, можно управлять с помощью инфракрасного пульта дистанционного управления с других домашних устройств (телевизора, видеомагнитофона, кондиционера). [44] Это широко используется [ необходима ссылка ] в мультимедийных приложениях для систем домашнего кинотеатра на базе ПК. Чтобы это работало, необходимо устройство, которое декодирует сигналы данных ИК-пульта дистанционного управления, и приложение для ПК, которое обменивается данными с этим устройством, подключенным к ПК. Соединение может быть выполнено через последовательный порт, порт USB или разъем IrDA на материнской плате . Такие устройства имеются в продаже, но их можно изготовить самостоятельно с использованием недорогих микроконтроллеров. [ нужна цитация ] LIRC (ИК-пульт дистанционного управления Linux) и WinLIRC (для Windows) — это пакеты программного обеспечения, разработанные для управления ПК с помощью пульта от телевизора, которые также могут использоваться для домашнего пульта с меньшими модификациями.
Пульты дистанционного управления используются в фотографии, в частности для съемки с длинной выдержкой. Многие экшн-камеры, такие как GoPro [45], а также стандартные зеркальные фотокамеры, включая серию Sony Alpha [46], оснащены системами дистанционного управления на основе Wi-Fi. Часто к ним можно получить доступ и даже управлять ими через сотовые телефоны и другие мобильные устройства. [47]
До недавнего времени в игровых консолях не использовались беспроводные контроллеры, в основном из-за трудностей, связанных с игрой, когда инфракрасный передатчик был направлен на консоль. Ранние беспроводные контроллеры были громоздкими и при питании от щелочных батарей работали всего несколько часов, прежде чем требовалась замена. Некоторые беспроводные контроллеры были произведены третьими лицами, в большинстве случаев с использованием радиосвязи вместо инфракрасной связи. Даже они были очень непоследовательными, а в некоторых случаях имели задержки передачи, что делало их практически бесполезными. Некоторые примеры включают Double Player для NES , систему дистанционного управления Master System и Wireless Dual Shot для PlayStation .
Первым официальным беспроводным игровым контроллером, выпущенным собственным производителем, 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, например PlayStation 3 и Wii , используют Bluetooth . Другие, например Xbox 360 , используют собственные протоколы беспроводной связи.
Чтобы его можно было включить с помощью беспроводного пульта дистанционного управления, управляемое устройство всегда должно быть частично включено и потреблять энергию в режиме ожидания . [48]
Распознавание жестов рук исследовалось как альтернатива пультам дистанционного управления телевизорами. [49]
Уэйн Эванс, Карл Мёллер и Эдвард Милборн из RCA рассказывают, как цифровые сигналы и модули памяти МОП-транзисторы используются для замены моторизованных элементов управления настройкой.
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
СМИ, связанные с дистанционным управлением, на Викискладе?