DIY απομακρυσμένου ελέγχου επισκευής. Μέρος 1. Ιστορικό ανάπτυξης και συσκευή τηλεχειρισμού

Θυμηθείτε πως στο cartoon "τρία από Prostokvashino", η μητέρα του θείου Fedor είπε: "Είμαι τόσο κουρασμένος στη δουλειά που δεν μπορώ να παρακολουθώ ακόμη τηλεόραση!" Προφανώς, αυτή η φράση είναι η απάντηση στην ερώτηση γιατί όλος ο σύγχρονος οικιακός εξοπλισμός έχει υπέρυθρα τηλεχειριστήρια. ¶Αλλά, αν κοιτάξετε, όλα ξεκίνησαν πολύ νωρίτερα.

Τηλεχειριστήριο με καλώδια

Το πρώτο έργο του τηλεχειρισμού πραγματοποιήθηκε από τους Γερμανούς στα τέλη του 30ού αιώνα, ακόμη και πριν από την εκδήλωση του Β Παγκοσμίου Πολέμου. Το αντικείμενο της αυτοματοποίησης ήταν ένας δέκτης σωλήνων. Ο πίνακας ελέγχου ήταν ένα ξεχωριστό μεταλλικό πλαίσιο με κουμπιά. Πατώντας το κουμπί ενεργοποιήσατε τον ενεργοποιητή, - ρελέ, ηλεκτρομαγνήτη ή κινητήρα. Η σύνδεση μεταξύ αυτού του τηλεχειριστηρίου και του δέκτη δημιουργήθηκε από ένα πολύπλευρο καλώδιο, το οποίο έδεσε ακόμα τον ακροατή σε ένα συγκεκριμένο σημείο.

Παρόμοια τηλεχειριστήρια βρίσκονταν στις σοβιετικές τηλεοράσεις πρώτης τάξεως. Ήταν ένα μικρό πλαστικό κιβώτιο με έλεγχο έντασης, συνδεδεμένο στην τηλεόραση με ένα καλώδιο. Εκτός από την ένταση, ένα τέτοιο τηλεχειριστήριο δεν μπορούσε να ελέγξει τίποτα. Αλλά ένας τέτοιος απομακρυσμένος έλεγχος δημιούργησε αναμφίβολα ορισμένες ανέσεις. Μετά από όλα, δεν υπήρχε ενοχλητική διαφήμιση και η ταινία έπρεπε να παρακολουθείται από την αρχή μέχρι το τέλος.

Υπερηχητικό τηλεχειριστήριο

Το πρώτο ασύρματο τηλεχειριστήριο οφείλει τη γέννησή του στον Αμερικανό Hasso Plattner. Το 1972, αφού έφυγε από την IBM, οργάνωσε τη δική του εταιρεία και συχνά πήγε σε όλο τον κόσμο για να δημιουργήσει επιχειρηματικές επαφές και δεσμούς. Ένα ενοχλητικό περιστατικό συνέβη σε μια συνάντηση με τη διοίκηση της JVC.

Όταν συζητούσε ένα πρόβλημα, ο Plattner σηκώθηκε και μετακόμισε στην τηλεόραση για να δείξει κάποια λεπτομέρεια στην οθόνη με το δάχτυλό του. Αλλά δεν μπήκε στην οθόνη, ξεπερνώντας το καλώδιο του τηλεχειριστηρίου. Έριξε ένα κοκτέιλ σε ένα κοστούμι και είπε στις καρδιές του: "Δεν θα ήταν δυνατόν να αλλάξει κανάλια στο ραδιοφωνικό κύμα;", που οδήγησε τους Ιάπωνες συνεργάτες στο χρώμα. Και ακριβώς ένα χρόνο αργότερα, εμφανίστηκε ο πρώτος τηλεχειριστήριο υπερήχων.

Η αρχή της δράσης της ήταν να τροφοδοτεί τη συχνότητά της πατώντας κάθε κουμπί. Ο υπερηχογράφος συλλήφθηκε από ένα μικρόφωνο και ενισχύθηκε από έναν ενισχυτή, ο οποίος χρησιμοποίησε αρκετά παράλληλα κανάλια με κυκλώματα συντονισμού. Στις εξόδους αυτών των καναλιών εμφανίστηκαν τάσεις ελέγχου. Με αυτή τη μέθοδο κωδικοποίησης καναλιού, δεν ελήφθησαν πολλά.

Η περαιτέρω ανάπτυξη των ηλεκτρονικών συστημάτων, ιδίως η εμφάνιση μικροκυκλωμάτων INTEL, επέτρεψε την εγκατάλειψη μιας τέτοιας κωδικοποίησης πολλαπλών συχνοτήτων. Σε μία υπερηχητική συχνότητα, λόγω των διαφόρων μεθόδων διαμόρφωσης, κατέστη δυνατή η μετάδοση πολύ περισσότερων εντολών απ 'ό, τι με την κωδικοποίηση πολλαπλών συχνοτήτων. Μία από τις πρώτες συσκευές που εξοπλίζονταν με υπερηχητικό τηλεχειριστήριο ήταν μια εταιρεία τηλεόρασης RCA. Η κωδικοποίηση εντολών διεξήχθη με χρήση διαμόρφωσης πλάτους παλμού (PWM).

Αυτά τα τηλεχειριστήρια είχαν ορισμένα μειονεκτήματα. Πρώτα απ 'όλα, μεγάλες διαστάσεις και κατανάλωση ενέργειας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η υπερηχητική ακτινοβολία απορροφάται εύκολα από είδη οικιακής χρήσης - ρούχα, επικαλυμμένα έπιπλα, χαλιά. Ως εκ τούτου, η ισχύς ακτινοβολίας έπρεπε να αυξηθεί, γεγονός που μείωσε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Το Σχ. 1. Τα πρώτα τηλεχειριστήρια

Εξειδικευμένα ολοκληρωμένα κυκλώματα τηλεχειρισμού

Τα πράγματα έγιναν καλύτερα αφού η INTEL ανέπτυξε τον πρώτο μικροεπεξεργαστή 8080. Οι GRUNDIG και MAGNAVOX, που έκαναν τον πρώτο εξειδικευμένο μικροεπεξεργαστή, έλαβαν αυτή τη νέα εξέλιξη. Σε αυτήν την περίπτωση, ο επεξεργαστής παράγει τον επιθυμητό ψηφιακό κώδικα εντολής υπό την επίδραση του πατημένου πλήκτρου.Έτσι, ένα εξειδικευμένο μικροκυκλωμάτων για τηλεχειριστήριο δεν είναι παρά μικροελεγκτή με ένα ήδη αναβρασμένο πρόγραμμα. Τέτοια τηλεχειριστήρια ονομαζόταν TELEPILOT.

IR τηλεχειριστήριο

Η πρώτη έγχρωμη τηλεόραση με μικροεπεξεργαστή και τηλεχειριστήριο (IR) σε ακτίνες IR κυκλοφόρησαν από κοινού από τους GRUNDIG και MAGNAVOX το 1974. Ήδη σε αυτό το μοντέλο, ο αριθμός καναλιού αλλαγής (σύστημα OSD) εμφανίστηκε στη γωνία της οθόνης. Αυτό το σύστημα εντολών ονομάζεται ITT. Ήταν ο πρωτότοκος της εταιρείας GRUNDIG.

Στη συνέχεια, η PHILIPS, η οποία ανέπτυξε το σύστημα εντολών RC-5, ξεκίνησε έρευνα στον τομέα του τηλεχειριστηρίου. Το νέο σύστημα επέτρεψε να κωδικοποιήσει 2048 εντολές, δηλαδή 4 φορές τον αριθμό των ομάδων στο σύστημα ITT. Η φέρουσα συχνότητα επιλέχθηκε σε 36KHz, η οποία δεν παρεμπόδιζε τους ευρωπαϊκούς ραδιοτηλεοπτικούς σταθμούς και τη λειτουργία απομακρυσμένων συσκευών με υπερηχητικούς πομπούς με συχνότητα 30 και 40ΚΗζ, ενώ παρείχε επίσης επαρκές εύρος λήψης.

Αλλά ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός δεν στάθηκε ακίνητος, αλλά όπως έλεγε ένας ήρωας κινηματογράφου, πήγε μπροστά με χάλια και όρια. Βελτιωμένες τηλεοράσεις, βίντεο και στερεοφωνικά συστήματα, δορυφορικοί δέκτες, συσκευές αναπαραγωγής CD και DVD και πολλά άλλα.

Για τον έλεγχο της νέας τεχνολογίας απαιτήθηκαν επίσης νέα τηλεχειριστήρια και, συνεπώς, χρειάστηκε να αναπτυχθούν νέα μικροκυκλώματα. Τέτοια μικροκυκλώματα αναπτύχθηκαν από τις SIEMENS και THOMSON. Η φέρουσα συχνότητα του νέου τηλεχειριστηρίου ήταν επίσης 36KHz, αλλά χρησιμοποιήθηκε μια άλλη μέθοδος διαμόρφωσης σήματος - διφασική διαμόρφωση. Με αυτή τη διαμόρφωση, η συχνότητα φορέα ήταν πιο σταθερή, γεγονός που παρείχε αυξημένη εμβέλεια, αυξημένη ανοσία και αξιοπιστία θορύβου.

Η PHILIPS συνέβαλε και πάλι στην ανάπτυξη συστημάτων τηλεχειρισμού. Στις αρχές της δεκαετίας του '90 του περασμένου αιώνα, συνδυάζει όλα τα καλύτερα που υπήρχαν στα συστήματα RC-5 και SIEMENS. Το προϊόν που προκύπτει ονομάζεται "Ενιαίο σύστημα εντολών". Η ουσία του έχει ως εξής. Το τηλεχειριστήριο ενός τέτοιου συστήματος έχει τις λειτουργίες "MENU 1" και "MENU 2". Σε καθεμία από αυτές τις λειτουργίες, το ίδιο κουμπί εκτελεί διαφορετικές εντολές και αποδεικνύεται ότι λιγότερα κουμπιά μπορούν να εκτελέσουν περισσότερες εντολές.

Ακολούθως, οι πίνακες ελέγχου εισχώρησαν σε πολλές άλλες περιοχές οικιακών συσκευών. Η ακτινοβολία IR ελέγχεται επί του παρόντος από κλιματιστικά, ανεμιστήρες, θερμοσίφωνες τοίχου, πολυέλαιοι και πρίζες. Ακόμη και ορισμένα μοντέλα ραδιοφώνων αυτοκινήτων και ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών διαθέτουν τηλεχειριστήριο.

Με όλη την ποικιλία των τηλεχειριστηρίων και των συσκευών που ελέγχονται από αυτά, όλα λειτουργούν σχεδόν τα ίδια: η υπέρυθρη LED του τηλεχειριστηρίου, όταν πιεστεί, εκπέμπει πακέτα υπέρυθρων παλμών (αναλαμπών) που λαμβάνονται από τον φωτοανιχνευτή ("μάτι") της τηλεόρασης ή άλλης συσκευής. Ο σύγχρονος ολοκληρωμένος φωτοανιχνευτής είναι μια αρκετά περίπλοκη συσκευή, αν και η εμφάνισή της δεν το λέει. Η εμφάνιση του φωτοανιχνευτή φαίνεται στο σχήμα 2.

Σχήμα 2. Φωτοανιχνευτής

Ο δέκτης είναι διαμορφωμένος ώστε να δέχεται παλμούς με φέρουσα συχνότητα 36KHz, η οποία αντιστοιχεί στο πρωτόκολλο RC-5. Εάν κοντά στον φωτοανιχνευτή είναι εύκολο να ανάψει, για παράδειγμα, μια μπαταρία, μια λυχνία IR, τότε το σταθερό φως στο "μάτι" δεν θα έχει καμία επίδραση, ακόμα και αν αυτή η λυχνία LED φτάσει κοντά στον φωτοανιχνευτή. Επίσης δεν επηρεάζει το φως της ημέρας και το τεχνητό φως. Αυτή η επιλεκτικότητα οφείλεται στο γεγονός ότι υπάρχει ένα φίλτρο ζώνης διέλευσης στο κύκλωμα ενίσχυσης του σήματος φωτοανιχνευτή. Το μπλοκ διάγραμμα του φωτοανιχνευτή παρουσιάζεται στο σχήμα 3.

Εικόνα 3. Δομικό διάγραμμα ενός φωτοανιχνευτή

Το πρωτόκολλο RC-5 δεν θα εξηγηθεί λεπτομερώς εδώ, δεδομένου ότι αυτή η άγνοια δεν θα επηρεάσει την περαιτέρω ιστορία, και στην πραγματικότητα την επισκευή του τηλεχειριστηρίου. Όσοι θέλουν να εξοικειωθούν με το πρωτόκολλο RC-5 μπορούν να βρουν μια πιο λεπτομερή περιγραφή του στο Internet. Αυτό είναι ένα θέμα για ένα ξεχωριστό άρθρο.

Συσκευή τηλεχειρισμού

Με όλη την ποικιλία των σύγχρονων τηλεχειριστηρίων, όλα τα μοντέλα είναι διαρρυθμισμένα σχεδόν πανομοιότυπα. Η κύρια διαφορά είναι συνήθως στην εμφάνιση, στο σχεδιασμό της συσκευής.Όπως αναφέρεται στο πρώτο μέρος του άρθρου, η βάση του σύγχρονου τηλεχειριστηρίου είναι ένας εξειδικευμένος μικροελεγκτής. Το πρόγραμμα στο MK καταγράφεται κατά τη διάρκεια της παραγωγικής διαδικασίας στο εργοστάσιο και δεν μπορεί να αλλάξει στο μέλλον. Όταν περιλαμβάνεται στο κύκλωμα για ένα τέτοιο MK, απαιτείται ένας ελάχιστος αριθμός συνημμένων. Το σχήμα του σύγχρονου τηλεχειρισμού παρουσιάζεται στο Σχήμα 4.

Εικόνα 4. Διάγραμμα ενός σύγχρονου τηλεχειριστηρίου

Η βάση ολόκληρης της συσκευής είναι ένας chip τύπου U1 SAA3010P. Αν και τα γράμματα μπορεί να είναι διαφορετικά, η οποία μιλάει για άλλη εταιρεία που παράγει το τσιπ. Αλλά οι αριθμοί εξακολουθούν να παραμένουν 3010.

Όπως προαναφέρθηκε, δεν υπάρχουν πρακτικά αρθρωτά μέρη. Πρώτα απ 'όλα, αυτό κεραμικό συντονιστή, συχνά αναφέρεται ως χαλαζίααν και αυτό δεν είναι απολύτως ακριβές. Σκοπός του είναι ο συγχρονισμός του εσωτερικού ταλαντωτή του μικροκυκλώματος, ο οποίος παρέχει τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά χρόνου του σήματος εξόδου.

Η μήτρα των πλήκτρων (KEY MATRIX) εμφανίζεται στην κάτω δεξιά γωνία του διαγράμματος. Οι σειρές του συνδέονται με τους ακροδέκτες DR0 ... DR7 και τις στήλες αντίστοιχα με τους ακροδέκτες X0 ... X7. Όταν κάνετε κλικ σε οποιοδήποτε κουμπί, ένα ζεύγος είναι κλειστό - μια σειρά, και στην έξοδο του μικροκυκλώματος εμφανίζεται μια ακολουθία παλμών που αντιστοιχεί στο πατημένο κουμπί. Κάθε κουμπί δίνει τη δική του σειρά και κανένα άλλο! Συνολικά, είναι δυνατή η σύνδεση κουμπιών 8 * 8 = 64, αν και στην πράξη μπορεί να είναι μικρότερη.

Το σήμα εξόδου με τη μορφή παλμών τάσης τροφοδοτείται στην πύλη του τρανζίστορ επενέργειας πεδίου VT1, η οποία με τη σειρά του ελέγχει τη λειτουργία του IR LED VD1. Ο αλγόριθμος ελέγχου σε αυτή την περίπτωση είναι πολύ απλός: το τρανζίστορ ανοίγει - το LED ανάβει, το τρανζίστορ είναι κλειστό, - η λυχνία LED σβήνει. Σε αυτή την περίπτωση, λένε ότι το τρανζίστορ βρίσκεται σε λειτουργία κλειδιού. Ως αποτέλεσμα τέτοιων αναβοσβήσεων, σχηματίζονται παλμικά πακέτα που αντιστοιχούν στο πρωτόκολλο ελέγχου RC-5.

Η τροφοδοσία του κυκλώματος γίνεται από δύο γαλβανικά κύτταρα τύπου ΑΑ, η ενέργεια των οποίων είναι αρκετή για τουλάχιστον ένα χρόνο. Παράλληλα με τις μπαταρίες, υπάρχει ένας ηλεκτρολυτικός πυκνωτής C1, ο οποίος μετακινώντας την εσωτερική αντίσταση των μπαταριών, παρατείνει τη διάρκεια ζωής τους και εξασφαλίζει την κανονική λειτουργία του τηλεχειριστηρίου με λίγες "νεκρές" μπαταρίες. Το LED σε παλμική λειτουργία μπορεί να καταναλώσει ρεύμα μέχρι 1Α.

Αφού εξετάσουμε το κύκλωμα τηλεχειρισμού, φαίνεται ότι μπορούμε να πούμε ότι δεν υπάρχει τίποτα να σπάσει με μια τόσο απλή συσκευή, αλλά αυτό δεν συμβαίνει. Είναι το τηλεχειριστήριο που συνήθως προκαλεί πρόβλημα στον ιδιοκτήτη της τηλεόρασης. Πώς να επισκευάσετε το τηλεχειριστήριο, ποιες είναι οι κύριες "ασθένειες" του, καθώς και πώς και πώς να τις θεραπεύσετε θα περιγραφεί στο δεύτερο μέρος του άρθρου.

Συνέχεια του άρθρου: DIY απομακρυσμένου ελέγχου επισκευής.

Μπόρις Αλαντίσκιν