Тип дистанционного управления ИК

Отличия моделей на инфракрасном и радиоуправлении

  • Подарочные сертификаты
  • Радиоуправляемые вертолеты
    • Радиоуправляемые вертолеты
    • Большие радиоуправляемые вертолеты
    • Радиоуправляемые вертолеты для дома и улицы
    • Радиоуправляемые вертолеты с видеокамерой
    • Профессиональные радиоуправляемые вертолеты
  • Квадрокоптеры и мультикоптеры
    • Квадрокоптеры и мультикоптеры
    • Гоночные квадрокоптеры
    • Квадрокоптеры для начинающих
    • Квадрокоптер с камерой
    • Мультикоптеры для видеосъемки
    • Квадрокоптеры профессиональные
  • Комплектующие для мультикоптеров и FPV
    • Комплектующие для мультикоптеров и FPV
    • Рамы для квадрокоптеров и мультироторов
    • Контроллеры и навигация
    • Двигатели и регуляторы хода
    • Шасси
    • Аккумуляторы для квадрокоптеров,мультикоптеров и самолетов
  • Радиоуправляемые машины
    • Радиоуправляемые машины
    • Радиоуправляемые машины внедорожники
    • Радиоуправляемые машины для дрифтинга
    • Радиоуправляемые машины с ДВС двигателем
    • Радиоуправляемые краулеры и триал
    • Детские машинки
  • Радиоуправляемые танки
    • Радиоуправляемые танки
    • Масштабные копии
    • Танковые бои
      • Танковые бои
      • Детские- любительские
      • Бои с высокой детализацией
    • Детские танки
    • Модели IOS Android
  • Спецтехника
  • Радиоуправляемые корабли и катера
    • Радиоуправляемые корабли и катера
    • Радиоуправляемые катера
    • Радиоуправляемые корабли
    • Радиоуправляемые катера для рыбалки
    • Лодки для игры в ванной или аквариуме
  • Запчасти
    • Запчасти
    • детали для радиоуправляемых машин
      • детали для радиоуправляемых машин
      • Himoto
        • Himoto
        • Himoto и Iron Truck масштаб 1:18
        • Himoto-Iron Truck масштаба 1:10
        • Himoto масштаба 1:8
      • Remohobby
        • Remohobby
        • Remo Hobby 1:16
        • Remo Hobby 1:10
          • Remo Hobby 1:10
          • Детали для машины Mmax RH1031
        • детали для Remo Hobby 1:8
          • детали для Remo Hobby 1:8
          • Для Dinosaurs
          • Для Evo-r
      • Запчасти Arrma
        • Запчасти Arrma
        • Запчасти Arrma масштаб 1:10
        • Запчасти Arrma масштаб 1:8
      • Запчасти для HPI
        • Запчасти для HPI
        • Запчасти HPI Mini Trophy 1:12
        • Запчасти HPI Mini Recon 1:12
        • Запчасти HPI Savage-XS 1:12
        • Запчасти Maverick Strada 1:10
        • Запчасти HPI Bullet ST Flux 1:10
        • Запчасти HPI Blitz 1:10
        • Запчасти HPI Firestorm 1:10
        • Запчасти HPI Trophy Buggy 1:8
        • Запчасти HPI Vorza 1:8
        • Запчасти HPI Savage 1:8
        • Детали для ремонта и тюнинга HPI Baja
      • Универсальные
        • Универсальные
        • Регуляторы хода и двигатели
      • Запчасти HSP
    • Запчасти для танков
      • Запчасти для танков
      • Запчасти для танка КВ-1 1:16 ( 3878-1, 3878-1 Pro) Heng Long и Taigen
      • Запчасти для радиоуправляемого танка Тигр
      • Запчасти для радиоуправляемого танка Т-34-85
      • Запчасти для танка Кинг Тигр
      • Запчасти для танка Ягдпантера
      • Запчасти для танка Panzerkampfwagen III
      • Запчасти для танка Stug III
      • Запчасти для танка Sherman
      • для танка Пантера
      • Запчасти для танка Panther-G
      • Запчасти для танка Snow Leopard
      • Запчасти для танка Punzer IV
      • Аксессуары для танков Heng Long
      • Аппаратура и электроника для танков Heng Long, Taigen и Mato
      • Универсальные запчасти для радиоуправляемых танков
      • Детали модели танка ИС-2 3928
    • Запчасти для квадрокоптеров
      • Запчасти для квадрокоптеров
      • Запчасти для квадрокоптеров Hubsan
      • Запчасти для квадрокоптеров Syma
        • Запчасти для квадрокоптеров Syma
        • Запчасти для квадрокоптера Syma X8
      • Для квадрокоптеров WlToys
    • Запчасти для вертолетов
      • Запчасти для вертолетов
      • Запчасти для вертолетов WlToys
        • Запчасти для вертолетов WlToys
        • Запчасти для вертолета WlToys V911
        • Запчасти для вертолета WlToys V912
        • Запчасти для вертолета WlToys V913
      • Запчасти для вертолетов MJX
        • Запчасти для вертолетов MJX
        • Запчасти для вертолета MJX F645, F45
        • Запчасти для вертолета MJX F646, F46
        • Запчасти для вертолета MJX T640, T40
      • Запчасти для вертолетов Syma
        • Запчасти для вертолетов Syma
        • Syma S31
        • Syma S032
        • Syma S36
        • Syma S37
        • Syma S33
        • Syma S107
        • Syma F1
        • Syma F3
      • Запчасти для игрушки летающая фея Flying Fairy
    • Запчасти для самолетов
  • Аппаратура управления и электроника
    • Аппаратура управления и электроника
    • Сервоприводы рулевых механизмов
  • Сборные модели
    • Сборные модели
    • Сборные модели кораблей
    • Модели самолетов
    • Модели вертолетов
    • Сборные модели танков
    • Сборные модели машин
  • Аккумуляторы и зарядные устройства
    • Аккумуляторы и зарядные устройства
    • Никельметал-гидридные аккумуляторы (NiMh)
    • Зарядные устройства
    • Литий полимерные аккумуляторы
    • Клеммы и провода
    • Аксессуары для аккумуляторов
  • Технические жидкости
    • Технические жидкости
    • Топливо для моделей.
    • Масло и наполнители амортизаторов
  • Инструменты
    • Инструменты
    • Инструменты и приспособления
  • Радиоуправляемые самолеты
    • Радиоуправляемые самолеты
    • Радиоуправляемые мини самолеты
  • Производители
    • Производители
    • REMO HOBBY

История

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 12 мая 2011 года.

Один из самых ранних образцов устройств для дистанционного управления придумал Никола Тесла в 1898 году. Механизм был запатентован и описан в Method of and Apparatus for Controlling Mechanism of Moving Vehicle or Vehicles. В 1898 году на электровыставке в Медисон-сквер-гарден он демонстрировал публике радиоуправляемую лодку под названием «телеавтомат».

В 1903 году испанский инженер и математик Leonardo Torres Quevedo представил в Парижской академии наук Telekino — устройство, представлявшее собой робота, выполнявшего команды, переданные посредством электромагнитных волн. В том же году он получил патенты во Франции, Испании, Великобритании и США. В 1906 году в порту Бильбао в присутствии короля и большого сборища зрителей Torres представил своё изобретение, управляя лодкой с корабля. Позже он пробовал приспособить Telekino для снарядов и торпед, но прекратил проект из-за недостатка средств.

Первая дистанционно управляемая модель аэроплана была запущена в 1932 году. Затем над использованием дистанционного управления в военных целях усиленно работали во время Второй мировой войны, например в проекте немецкой ракеты земля-воздух Вассерфаль.

Пульт ДУ Zenith Space Commander 500, 1958 год

Первый пульт ДУ для управления телевизором был разработан Юджином Полли, сотрудником американской компании Zenith Radio Corporation в начале 1950-х годов. 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

В 1956 году американец еврейско-австрийского происхождения Роберт Адлер разработал беспроводной пульт Zenith Space Commander. Он был механическим и использовал ультразвук для задания канала и громкости. Когда пользователь нажимал кнопку, она щёлкала и ударяла пластину. Каждая пластина извлекала шум разной частоты и схемы телевизора распознавали этот шум. Изобретение транзистора сделало возможным производство дешёвых электрических пультов, которые содержат пьезоэлектрический кристалл, питающийся электрическим током и колеблющийся с частотой, превышающей верхний предел слуха человека (хотя слышимой собаками). Приёмник содержал микрофон, подсоединённый к схеме, настроенной на ту же частоту. Некоторыми проблемами этого способа были возможность приёмника сработать от естественного шума и то, что некоторые люди, особенно молодые женщины, могли слышать пронзительные ультразвуковые сигналы. Был даже случай, когда игрушечный ксилофон мог переключать каналы на телевизорах этого типа, потому что некоторые обертоны ксилофона совпадали по частоте с сигналами пульта.

В 1974 году фирмы GRUNDIG и MAGNAVOX выпустили первый цветной телевизор с микропроцессором управления на ИК-лучах. Телевизор имел экранную индикацию (OSD) — в углу экрана отображался номер канала.

Толчок к появлению более сложных типов пультов ДУ появился в конце 1970-х годов, когда компанией Би-би-си был разработан телетекст. Большинство продававшихся пультов ДУ в то время имело ограниченный набор функций, иногда только четыре: следующий канал, предыдущий канал, увеличить или уменьшить громкость. Эти пульты не отвечали нуждам телетекста, где страницы были пронумерованы трёхзначными числами. Пульт, позволяющий выбирать страницу телетекста, должен был иметь кнопки для цифр от 0 до 9, другие управляющие кнопки, например для переключения между текстом и изображением, а также обычные телевизионные кнопки для громкости, каналов, яркости, цветности. Первые телевизоры с телетекстом имели проводные пульты для выбора страниц телетекста, но рост использования телетекста показал необходимость в беспроводных устройствах. И инженеры Би-Би-Си начали переговоры с производителями телевизоров, что привело в 1977—1978 к появлению опытных образцов, имевших гораздо больший набор функций. Одной из компаний была ITT, её именем был позже назван протокол инфракрасной связи.

Пример пультов ДУ с надписями на русском языке. Слева пульт от советского видеомагнитофона Электроника ВМЦ-8220 (1987 г.), справа — пульт от цифровой тв приставки МТС (2013 г.)

В 1980-е годы Стивен Возняк из компании Apple основал компанию CL9. Целью компании было создание пульта ДУ, который мог бы управлять несколькими электронными устройствами. Осенью 1987 года был представлен модуль CORE. Его преимуществом была возможность «обучаться» сигналам от разных устройств. Он также имел возможность выполнять определённые функции в назначенное время благодаря встроенным часам. Также это был первый пульт, который мог быть подключён к компьютеру и загружен обновлённым программным кодом. CORE не оказал большого влияния на рынок. Для среднего пользователя было слишком сложно программировать его, но он получил восторженные отзывы от людей, которые смогли разобраться с его программированием. Названные препятствия привели к роспуску CL9, но один из её работников продолжил дело под маркой Celadon .

К началу 2000-х годов количество бытовых электроприборов резко возросло. Для управления домашним кинотеатром может потребоваться пять—шесть пультов: от спутникового приёмника, видеомагнитофона, DVD-проигрывателя, телевизионного и звукового усилителя. Некоторые из них требуется использовать друг за другом, и, из-за разобщённости систем управления, это становится обременительным. Многие специалисты, включая известного специалиста по юзабилити Jakob Nielsen и изобретателя современного пульта ДУ Роберта Адлера, отмечают, сколь запутанно и неуклюже использование нескольких пультов.

Появление КПК с инфракрасным портом позволило создавать универсальные пульты ДУ с программируемым управлением. Однако в силу высокой стоимости этот метод не стал слишком распространён. Не стали широко распространёнными и специальные универсальные обучаемые пульты управления в силу относительной сложности программирования и использования. Также возможно использование некоторых мобильных телефонов для дистанционного управления (по каналу Bluetooth) персональным компьютером. Некоторые смартфоны под управлением Android, например Redmi 4X фирмы Xiaomi позволяют дистанционно управлять телевизорами некоторых массовых производителей по ИК-каналу.

ПДУ бытовой аппаратуры

Универсальный пульт Harmony 670

ПДУ для бытовой электронной аппаратуры обычно представляет собой небольшое устройство с кнопками, с питанием от батареек, посылающее команды посредством инфракрасного излучения с длиной волны 0,75—1,4 микрона. Этот свет невидим для человеческого глаза, но распознаётся приёмником принимающего устройства. В большинстве ПДУ применяется одна специализированная микросхема, корпусная либо бескорпусная (помещенная прямо на печатную плату и залитая компаундом для предотвращения повреждения).

Ранее на пульт ДУ выносились только основные функции аппарата (переключение каналов, управления громкостью и т. п.), сейчас большинство образцов современной бытовой электроники на самом корпусе имеет ограниченный набор средств управления и полный набор их на пульте ДУ.

Первым пультам для передачи одной функции, команды (одноканальный ПДУ, с одной кнопкой) было достаточно наличия/отсутствия самого передаваемого сигнала. Но и то только в том случае, если он передавался по помехозащищённому каналу (например, проводу), в противном случае внешние помехи (лучи Солнца и т. п.) приводили к ложному срабатыванию. Первые беспроводные ПДУ использовали ультразвуковой канал связи.

Для пультов с несколькими функциями необходима более сложная система — частотная модуляция несущего сигнала (она применяется и для создания помехозащищённости канала) и кодирование передаваемых команд. Сейчас для этого используется цифровая обработка — микросхема передатчика (в пульте) модулирует и кодирует передаваемый сигнал, в приёмнике происходит его демодуляция и декодирование. После демодуляции полученного сигнала применяются соответствующие частотные фильтры для разделения сигналов.

Для считывания кода нажатой кнопки обычно применяется метод сканирования линий матрицы кнопок (аналогичный метод применяется в компьютерных клавиатурах), но в пультах ДУ бытовой техники использование непрерывного сканирования требовало бы затрат энергии и батарейки бы быстро садились. Поэтому в режиме ожидания все линии сканирования устанавливаются в одинаковое состояние и процессор пульта переводится в режим «засыпания», отключая тактовый генератор и практически не потребляя энергию. При нажатии любой кнопки на входных линиях сканирования изменяется логический уровень, что вызывает «просыпание» процессора и запуск тактового генератора. После чего запускается полный цикл сканирования клавиатуры для определения вызвавшей просыпание кнопки. Метод «одна кнопка — одна линия» обычно не используется по причине большого числа кнопок на современных пультах ДУ. После определения нажатой кнопки пульт формирует посылку, содержащую код пульта и код кнопки.

Бытовые пульты ДУ не имеют обратной связи, это означает, что пульт не может определить, достиг ли сигнал приёмника или нет. Поэтому сигнал, соответствующий нажатой кнопке, передаётся непрерывно до тех пор, пока кнопка не будет отпущена. При отпускании кнопки пульт переходит обратно в дежурное состояние.

На приёмной стороне (например в телевизоре) принимаются данные: проверяется код пульта, и, если этот код соответствует заданному, выполняется команда, соответствующая нажатой кнопке. Передатчик и приёмник (пульта и аппарата) должны использовать одинаковые методы кодирования и частоту модуляции передаваемых данных, в противном случае приёмник окажется неспособен принять и обработать посланные ему данные.

Модуляция

Обычно в пультах используется одна частота модуляции несущей (то есть частоты излучения ИК-светодиода) — на неё настроен и пульт, и приёмник. Частоты модуляции обычно стандартны — это 36 кГц, 38 кГц, 40 кГц (Panasonic, Sony). Редкими считаются частоты 56 кГц (Sharp). Фирма Bang & Olufsen использует 455 кГц, что является большой редкостью. Использование приёмника с частотой модуляции, не точно совпадающей с частотой передатчика, не означает, что он не будет принимать — приём останется, но его чувствительность может очень сильно упасть.

Передача сигнала осуществляется излучением ИК-светодиода с соответствующей частотой модуляции. Для частот от 30 до 50 кГц обычно используются светодиоды с длиной волны 950 нм, а для 455 кГц — специальные светодиоды с длиной волны 870 нм (на эту длину волны и высокую частоту модуляции ориентированы специализированные приёмники TSOP5700 и TSOP7000).

Несколько таких модулированных передач и гашений (пачек импульсов) формируют кодированную посылку (см. ниже). Приёмник ИК-сигнала состоит из нескольких каскадов усилителей и демодулятора (частотного детектора) и чувствителен к сигналу до −90 дБ (большинство радиолюбительских схем имеет чувствительность до −60 дБ). Также практически все производимые серийно ИК-приёмники имеют ИК-светофильтр (тёмно-красная линза или пластина). Сам модуль ИК-приёмника имеет всего три вывода: Питание, Земля, Выход данных.
Пример фотоприёмников: TSOP1736 — настроен на частоту 36 кГц, TSOP1738 — 38 кГц (производитель Vishay Telefunken), BRM1020 — 38 кГц.
Для приёма сигнала от пульта ДУ также существует демодулятор без встроенного ИК фотоприёмника — микросхема фирмы Sony CXA1511, по своей сути — высококачественный частотный детектор, позволяющий сделать пульт, например, на УФ-излучателях, а не на светодиодах ИК-диапазона. Похожие микросхемы фирмы Vishay моделей VSOP58436 (36 кГц) и VSOP58438 (38 кГц) выполняют ту же функцию, что и CXA1511, но работают на фиксированных частотах.

Кодирование

Для распознавания множества различных команд пульта применяется кодирование передаваемых данных. Сейчас преимущественно используются следующие две схемы кодирования передаваемых данных:

  • Первая в пультах ДУ стала применяться фирмой Philips (протоколы RC4 и RC5, т. н. Манчестерское кодирование): Передача 0 дополнялась единицей, а передача 1 — нулём. То есть 001 передается как 01 01 10. Соответственно посылка считывается последовательно, и в эфир подаётся модулированный сигнал, только когда встречается единица.
  • Авторство второй схемы кодирования приписывается фирме Sony. Сначала всегда передаётся «1» модулированным сигналом, затем «0» — пауза. Временной размер единицы всегда одинаковый, а временной размер 0 — это кодированные передаваемые данные. Длинная пауза — передача единицы, короткая пауза — передача нуля.

Перед посылкой кодированных данных пульт всегда посылает одну или несколько синхропосылок для того, чтобы фотоприёмник настроил приёмную цепь (синхронизировался с пультом по чувствительности и фазе).

Детальное описание протоколов можно прочитать по этим ссылкам:

  • Приём информации от ИК-пульта —
  • Протоколы RC5, Sony SIRC, Panasonic, JVC, Daewoo (англ.)

Производители пультов не склонны придерживаться каких-либо общих стандартных протоколов кодирования данных и вправе разрабатывать и применять для своей техники всё новые и новые протоколы. Более полный список протоколов: NEC (repetitive pulse), NEC (repetitive data), RC5, RC6, RCMM, RECS-80, R-2000 (33 кГц), Thomson RCA (56,7 кГц), Toshiba Micom Format (similar NEC), Sony 12 Bit, Sony 15 Bit, Sony 20 Bit, Kaseikyo Matsushita (36,7 кГц), Mitsubishi (38 кГц, preburst 8 ms, 16 bit), Ruwido r-map, Ruwido r-step, Continuous transmission 4000 bps и Continuous transmission 1000 bps.

Питание

Модуляция инфракрасного светодиода изменяется в зависимости от нажатой кнопки

Бытовые пульты ДУ обычно питаются от 2-4 батареек типоразмера AA или AAA (реже — от батарейки 9 В типа «Крона»). Это связано с тем, что для питания инфракрасного светодиода необходимо не менее 2,0-2,5 вольта, и от одной батарейки (1,5 В) такого напряжения без усложнения схемы не получить. Для пультов рекомендуется покупать обыкновенные солевые или щелочные (Alkaline) батарейки, они прослужат дольше — дело в том, что аналогичные (типоразмера AA или AAA) аккумуляторы могут разрядиться уже за полгода только из-за высокого тока саморазряда у них, к тому же длительный срок эксплуатации одной зарядки не окупит стоимости аккумулятора.

Неисправности беспроводных пультов ДУ

  • севшие батарейки (самая частая неисправность);
  • пульт залит какой-либо жидкостью и кнопки либо западают, либо не отпускаются;
  • от удара отвалился (или повреждён) кварцевый резонатор либо ИК-светодиод;
  • от частого использования проводящее напыление на самих кнопках (либо проводники под кнопками) истирается;
  • грязь от рук, попадающая внутрь пульта и скапливающаяся с течением времени.

Наличие сигнала с пульта можно проверить, посмотрев на него через видеокамеру или цифровой фотоаппарат, при этом нажимая на пульте кнопки. ПЗС-матрицы бытовой фото- и видеоаппаратуры обычно «видят» инфракрасный диапазон.
Также часто можно услышать сигналы, модулируемые инфракрасной несущей пульта, рядом со средневолновым радиоприёмником, не настроенным на станцию.

Alexmtx ›
Блог ›
Использование единственного пульта телевизора для управления всеми устройствами

Технология CEC (Consumer Electronics Control — у панасоник это Panasonic Viera Link, у Samsung — Anynet+, у Sony — BRAVIA Theatre Sync, у LG — SimpLink) разработана для того, чтобы позволить телезрителю управлять с одного пульта телевизора всеми подключенными к телевизору только через кабель HDMI версии 1.4 и выше и поддерживающими CEC устройствами. Так, например, мы можем подключить Blu-ray плеер к телевизору и управлять воспроизведением и меню плеера с помощью дистанционного пульта телевизора. Поддерживается совместное включение/выключение, регулировка громкости ресивера, управление воспроизведением и меню плеера.
Современные телевизоры, ресиверы, Blu-ray или DVD-проигрыватели, звуковые проекторы поддерживают технологию HDMI ARC/CEC (Audio Return Channel, возвратный аудиоканал) — благодаря которой телевизор с «HDMI IN (ARC)» порта посылает возвратный аудиосигнал на ресивер с помощью того же HDMI-кабеля, который ресивер использует для передачи видео на телевизор со своего выхода «HDMI OUT», что позволяет использовать только один кабель и один пульт дистанционного управления телевизора.
Штатно ресивер/саундбар является источником, поэтому всегда нужно подключать его выход «HDMI OUT» на вход в телевизор «HDMI IN (ARC)».
С версии HDMI 1.4 от 22 мая 2009 поддерживается функциональность возвратного аудиоканала (Audio Return Channel — ARC). Как правило, телевизор имеет только один вход HDMI IN с поддержкой ARC, так что важно именно к нему подключать ресивер/звуковой проектор или другой источник сигнала. А звук может воспроизводиться через встроенную аудиосистему ТВ, либо возвращаться с этого «HDMI IN» входа (да, именно со входа на выход, хоть это и звучит странно) телевизора по этому же кабелю через возвратный аудио канал на «HDMI OUT» ресивера/саундбара для воспроизведения через более качественную внешнюю аудиосистему. Это может быть как ресивер, так и звуковой проектор или другая аудио техника. А благодаря технологии HDMI CEC (Panasonic Viera Link, Samsung Anynet+ и т.д.) позволяет использовать один лишь пульт дистанционного управления телевизора для совместного включения/выключения и регулировки громкости проектора.

Подключение и настройки HDMI ARC/CEC

Достоинство ARC в том, что, как следует из названия, он позволяет по одному и тому же кабелю передавать аудио сигналы от любых подключенных к телевизору источников. Например, ко входу «HDMI 2» с поддержкой ARC подключен ресивер. Затем мы можем подключить Blu-ray плеер к HDMI 1, игровую консоль к HDMI 3, а телеприставку к HDMI 4 и затем можем воспроизводить звук через ресивер от любого источника.
Проще всего снять с телевизора звук с HDMI порта, маркированного как ARC, а источники подключить к остальным входам ТВ. То есть подключать все источники сигнала нужно к телевизору, а ресивер подключать одним HDMI-кабелем к разъёму «HDMI ARC» телевизора.
Важно: чтобы настройки HDMI-CEC не сбивались, нужно чтобы ресивер никогда не выключался из розетки, то есть только переводился в режим ожидания. При сбое электричества может потребоваться заново перенастраивать HDMI-CEC.
Ресивер является полноценным стыковочным элементом между плеером и телевизором, если последний подключается через HDMI, то возможно преобразование разных входов и масштабирование видео.

Оптический интерфейс Toslink (S/PDIF) без возможности управления пультом
Несмотря на то, что HDMI способен передавать звуковой сигнал, не вся техника имеет порт HDMI. В этих случаях, можно получить с телевизора цифровой стереофонический или сжатый многоканальный звук только с помощью оптического выхода на звуковой проектор или аудио/видео ресивер. HDMI ARC/CEC не всегда работает идеально, так что это потенциально более стабильный вариант, но не будет управления с пульта телевизора и не получится автоматически включать питание или использовать функции аудиоустройства!
DVD-проигрыватель без выхода HDMI можно подключить, например, напрямую к звуковому проектору оптическим кабелем и передать сжатый многоканальный звук в формате «Dolby Digital» или «DTS» в максимальном качестве, предоставив декодирование декодеру звукового проектора. А видеосигнал подать на телевизор при помощи трехпроводного компонентного кабеля YUV, YPrPb и YCrCb.

Принцип ИК передачи информации

Инфракрасное, или тепловое излучение — это электромагнитное излучение, которое испускает любое нагретое до определенной температуры тело. ИК диапазон лежит в ближайшей к видимому свету области спектра, в его длинноволновой части и занимает область приблизительно от 750 нм до 1000 мкм. Инфракрасное излучение составляет большую часть излучения ламп накаливания, около половины излучения Солнца. Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении отличаются от их свойств в видимом свете. Например, некоторые стекла непрозрачны для инфракрасных лучей, а парафин, в отличие от видимого света, прозрачен для ИК излучения и используется для изготовления ИК линз. Для его регистрации используют тепловые и фотоэлектрические приемники и специальные фотоматериалы. Источником ИК лучей, кроме нагретых тел, наиболее часто используются твердотельные излучатели — инфракрасные светодиоды, ИК лазеры, для регистрации применяются фотодиоды, форотезисторы или болометры. Некоторые особенности инфракрасного излучения делают его удобным для применения в устройствах передачи данных:

  • ИК твердотельные излучатели (ИК светодиоды) компактны, практически безинерционны, экономичны и недороги.
  • ИК приемники малогабаритны и также недороги
  • ИК лучи не отвлекают внимание человека в силу своей невидимости
  • Несмотря на распространенность ИК лучей и высокий уровень «фона», источников импульсных помех в ИК области мало
  • ИК излучение низкой мощности не сказывается на здоровье человека
  • ИК лучи хорошо отражаются от большинства материалов (стен, мебели)
  • ИК излучение не проникает сквозь стены и не мешает работе других аналогичных устройств

Все это позволяет с успехом использовать ИК способ передачи информации во многих устройствах. ИК передатчики и приемники находят применение в бытовой и промышленной электронике, компьютерной технике, охранных системах, системах передачи данных на большие расстояния по оптоволокну. Рассмотрим более подробно работу систем (пультов) управления бытовой электроники.

Пульт ИК управления при нажатии кнопки излучает кодированную посылку, а приемник, установленный в управляемом устройстве, принимает её и выполняет требуемые действия. Для того, чтобы передать логическую последовательность, пульт формирует импульсный пакет ИК лучей, информация в котором модулируется или кодируется длительностью или фазой составляющих пакет импульсов. В первых устройствах управления использовались последовательности коротких импульсов, каждый из которых представлял собою часть полезной информации. Однако в дальнейшем, стали использовать метод модулирования постоянной частоты логической последовательностью, в результате чего в пространство излучаются не одиночные импульсы, а пакеты импульсов определенной частоты. Данные уже передаются закодированными длительностью и положением этих частотных пакетов. ИК приемник принимает такую последовательность и выполняет демодулирование с получением огибающей. Такой метод передачи и приема отличается высокой помехозащищенностью, поскольку приемник, настроенный на частоту передатчика, уже не реагирует на помехи с другой частотой. Сегодня для приема ИК сигнала обычно применяется специальная микросхема, объединяющая фотоприемник, усилитель с полосовым фильтром, настроенным на определенную несущую частоту, усилитель с АРУ и детектор для получения огибающей сигнала. Кроме электрического фильтра, такая микросхема имеет в своем составе оптический фильтр, настроенный на частоту принимаемого ИК излучения, что позволяет в максимальной степени использовать преимущество светодиодного излучателя, спектр излучения которого имеет небольшую ширину. В результате таких технических решений, стало возможным принимать маломощный полезный сигнал на фоне ИК излучения других источников, бытовых приборов, радиаторов отопления и т.д. Работа современных устройств ИК управления достаточно надежна, а дальность составляет от нескольких метров до 40 и более метров, в зависимости от варианта реализации и уровня помех.

Передатчик ИК сигнала

Передатчик ИК сигнала, ИК пульт, чаще всего имеет питание от батарейки или аккумулятора. Следовательно его потребление должно быть максимально низким. С другой стороны, излучаемый сигнал должен быть значительной мощности для обеспечения большой дальности передачи. Такие противоположные по энергетическим затратам задачи успешно решаются способом передачи коротких импульсных кодированных пакетов. В промежутках между передачами пульт практически не потребляет энергии. Задача контроллера пульта — опрос кнопок клавиатуры, кодирование информации, модулирование опорной частоты и выдача сигнала на излучатель. Для изготовления пультов выпускаются различные специализированные микросхемы, однако для этих целей могут быть использованы и современные микроконтроллеры общего применения типа AVR или PIC. Основное требование к таким микроконтроллерам — это наличие режима сна с чрезвычайно низким потреблением и способность чувствовать нажатия кнопок в этом состоянии.

Излучатель ИК сигнала испускает инфракрасные лучи под действием тока возбуждения. Ток на излучатель обычно превышает возможности микроконтроллера, поэтому для формирования необходимого тока устанавливается простейший светодиодный драйвер на одном транзисторе. Для снижения потерь, при выборе транзистора необходимо обратить внимание на его коэффициент усиления тока — β или h21. Чем выше этот коэффициент, тем выше эффективность устройства. Современные передатчики используют полевые или CMOS транзистоы, эффективность которых на используемых частотах можно считать предельной.

Приведенная схема не лишена недостатков, в частности при снижении уровня заряда батареи, мощность излучения будет падать, что приведет к снижению дальности. Для снижения зависимости от напряжения питания, можно использовать простейший стабилизатор тока.

Большинство передатчиков работают на частоте 30 — 50 кГц. Такой диапазон частот был выбран исторически при создании первых подобных устройств. Была выбрана область с наименьшим уровнем помех. Кроме того, принимались в расчет ограничения на элементную базу. В дальнейшем, по мере стандартизации и распространения аппаратуры с таким способом управления, переход на другие частоты стал нецелесообразным.

В целях увеличения импульсной мощности передатчика, а соответственно и его дальности, сигнал основной частоты отличается от меандра и имеет скважность 3 — 6. Таким образом повышается импульсная мощность с сохранением или даже уменьшением средней мощности. Импульсный ток светодиода выбирается исходя из его паспортных значений и может достигать одного и более Ампер. Импульсный ток в большинстве пультов ИК не превышает 100 мА. При этом, поскольку и опорная частота имеет малый коэффициент заполнения и длительность кодированной посылки не превышает 20-30 мс, средний ток при нажатой кнопке не превышает одного миллиампера. Повышение импульсного тока светодиода сопряжено с снижением эффективности и уменьшением срока службы. Современные инфракрасные светодиоды имеют эффективность 100-200 мВт излучаемой энергии при токе 50 мА. Допустимый средний ток не должен превышать 10-20 мА. Питание светодиода должно иметь RC фильтр, который снижает воздействие импульсной помехи на питание микроконтроллера. Спектр применяемых светодиодов для ИК пультов большинства бытовой аппаратуры имеет максимум в области 940 нм.

Длительность единичного пакета опорной частоты для уверенного приема составляет не менее 12-15 и не более 200 периодов. При передаче кодированной посылки, передатчик формирует в начале преамбулу, которая представляет собой один или несколько пакетов опорной частоты и позволяет приемнику установить необходимый уровень усиления и фона. Данные в кодированной посылке передаются в виде нулей и единиц, которые определяются длительностью или фазой (расстоянием между соседними пакетами). Общая длительность кодированной посылки чаще всего составляет от нескольких бит до нескольких десятков байт. Порядок следования, признак начала и количество данных определяется форматом посылки.

Приемник ИК сигнала

Приемник ИК сигнала как правило имеет в своем составе собственно приемник ИК излучения и микроконтроллер. Микроконтроллер раскодирует принимаемый сигнал и выполняет требуемые действия. Поскольку приемник в большинстве случаев устанавливается в аппаратуре с сетевым питанием, его потребление не существенно. Микроконтроллер чаще всего выполняет и другие сервисные функции в устройстве и является его центральным логическим устройством.

Приемник ИК излучения чаще всего выполняется в виде отдельного интегрального модуля, который располагается за передней панелью управляемой аппаратуры. В передней панели имеется прозрачное для ИК лучей окошко. Как правило, такая микросхема имеет три вывода – питание, общий и выход сигнала. Производители электронных компонентов предлагают приемники ИК сигналов различного типа и исполнения. Однако, принцип их работы схож. Внутри такая микросхема имеет:

  • фотоприемник — фотодиод
  • интегрирующий усилитель, выделяющий полезный сигнал на уровне фона
  • ограничитель, приводящий сигнал к логическому уровню
  • полосовой фильтр, настроенный на частоту передатчика
  • демодулятор — детектор, выделяющий огибающую полезного сигнала.

Корпус такого приемника выполняется из материала, выполняющего роль дополнительного фильтра, пропускающего ИК лучи определенной длины волны. Современные интегральные приемники позволяют принимать полезный сигнал на уровне фона, превышающего его в несколько десятков раз и при этом чувствовать посылки частоты, имеющие всего от 4 — 5 периодов.

Питание приемника излучения должно быть выполнено с RC фильтром для увеличения чувствительности. Микроконтроллер производит помеху широкого спектра на линиях питания, что может повлиять на работу приемника.

Форматы ИК передачи данных

Различные производители бытовой аппаратуры применяют в своих изделиях различные пульты ИК управления. Поскольку пульт должен общаться только с конкретным устройством, он формирует последовательность данных, уникальную для своего типа оборудования. Передаваемые данные содержат кроме собственно команды управления адрес устройства, проверочные данные и другую сервисную информацию. Более того, различные производители используют различные способы формирования последовательности данных и различные способы передачи логических состояний. Наиболее распространенные способы кодирования битов информации — это изменение длительности паузы между пакетами (метод интервалов) и кодирование сочетанием состояний (бифазный метод). Однако, встречаются способы кодирования бит информации длительностью, сочетанием длительности и паузы и т.д. Наиболее распространенные форматы передачи:

  • RC5 протокол компании Philips
  • NEC протокол одноименной компании

Форматы RC-5 и NEC используются многими производителями электроники. Некоторые производители разработали свой стандарт, но в основном используют его сами. Менее распространенные форматы пультов управления:

В отличие от пультов управления бытовой электроникой, которые передают только одну команду, соответствующую нажатой кнопке, пульты управления кондиционерами передают при каждом нажатии всю информацию о параметрах, выбранных пользователем на экране пульта, такие как температура, режим охлаждения, нагрева или вентиляции, мощность вентилятора и другие. В результате, посылка становится достаточно длительной. Например, пульт бытового кондиционера Daikin FTXG передает единовременно 35 байт информации, скомпонованной в трех последовательных посылках. Форматы пакетов ИК передачи кондиционеров:

  • Daikin
  • Mitsubishi
  • Samsung

Инфракрасные передатчики служат для синхронизации активных 3D очков затворного типа с телевизором.

  • Формат передачи канала синхронизации 3D телевизора

Двунаправленная передача информации используется в некоторых мобильных устройствах: ноутбуках, телефонах, смартфонах, плеерах и т.д. Передача информации по протоколу IrDA основана на форматах асинхронной передачи данных, реализованных в COM портах компьютера.

  • IrDA формат передачи данных

Передача информации на большие расстояния не обходится сегодня без ИК излучения. Оптоволоконные линии связи используют ИК излучение ближней и средней области спектра (некоторые и видимого) для передачи данных.

  • Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС)
  • Беспроводная передача данных в инфракрасном диапазоне

Часть информации о протоколах приведена в переводе с сайта sbprojects.com, другая часть — собственные исследования и анализ разрозненных данных из всемирной паутины.