Dálkové ovládání (RC, remote control; RCU, anglicky remote control unit ) - elektronické zařízení pro dálkové ( dálkové ) ovládání zařízení na dálku.
Dálkové ovladače se používají jako součást dálkového ovládání objektu, a to jak mobilních ( například UAV ) , tak zařízení a mechanismů na mobilních objektech (letadla, kosmické lodě, lodě atd.), stejně jako řízení výrobních procesů, komunikace systémy, vysoké technologické nebezpečí. Konstrukčně je dálkové ovládání obvykle malá krabička obsahující elektronický obvod, ovládací tlačítka a (často) autonomní zdroj energie .
Široce se používá pro dálkové ovládání spotřební elektroniky ( televizory , hudební centra , klimatizace atd. audio-video zařízení).
Jeden z prvních příkladů zařízení na dálkové ovládání vynalezl Nikola Tesla v roce 1898 . Mechanismus byl patentován a je popsán v části Metoda [1] a Zařízení pro ovládání mechanismu pohybujícího se vozidla nebo vozidel [1] . V roce 1898 na elektrické výstavě v Madison Square Garden předvedl veřejnosti rádiem řízenou loď zvanou „teleautomatická“ [2] .
V roce 1903 představil španělský inženýr Leonardo Torres Quevedo na pařížské Akademii věd Telekino , zařízení, které bylo robotem , který prováděl příkazy přenášené pomocí elektromagnetických vln . Ve stejném roce získal patenty ve Francii , Španělsku , Velké Británii a USA . V roce 1906 v přístavu Bilbao , za přítomnosti krále a velkého shromáždění diváků , Torres představil svůj vynález, řídil člun z lodi. Později se pokusil přizpůsobit Telekino pro granáty a torpéda , ale opustil projekt kvůli nedostatku finančních prostředků.
První dálkově ovládaný model letadla byl vypuštěn v roce 1932. Na využití dálkového ovládání pro vojenské účely se pak intenzivně pracovalo během 2. světové války , například v německém projektu raket země-vzduch Wasserfall .
První televizní dálkový ovladač vyvinul Eugene Polley , zaměstnanec americké společnosti Zenith Radio Corporation na počátku 50. let. K televizi byl připojen kabelem . V roce 1955 bylo vyvinuto bezdrátové dálkové ovládání Flashmatic , založené na vysílání paprsku světla ve směru fotoelektrického článku . Fotobuňka nedokázala rozlišit světlo z dálkového ovládání od světla z jiných zdrojů. Navíc bylo požadováno namířit dálkový ovladač přesně na přijímač.
V roce 1956, židovsko- rakouský Američan Robert Adler vyvinul bezdrátový Zenith Space Commander . Byl mechanický a používal ultrazvuk k nastavení kanálu a hlasitosti. Když uživatel stiskne tlačítko, klikne a narazí na talíř. Každá deska extrahovala šum na jiné frekvenci a obvody televizoru tento šum rozpoznaly. Vynález tranzistoru umožnil vyrábět levné elektrické konzole, které obsahují piezoelektrický krystal , který je napájen elektrickým proudem a vibruje s frekvencí přesahující horní hranici lidského sluchu (ačkoli slyšitelné pro psy ). Přijímač obsahoval mikrofon připojený k obvodu naladěnému na stejnou frekvenci. Některé z problémů této metody spočívaly v tom, že přijímač mohl zachytit přirozený šum a že někteří lidé, zejména mladé ženy, mohli slyšet pronikavé ultrazvukové signály . Vyskytl se dokonce případ, kdy hračkový xylofon mohl na tomto typu televize přepínat kanály, protože některé podtóny xylofonu odpovídaly frekvenci signálů dálkového ovládání.
V roce 1974 vyrobily GRUNDIG a MAGNAVOX první barevný televizor s IR řídicím mikroprocesorem. Televizor měl zobrazení na obrazovce ( OSD ) - číslo kanálu bylo zobrazeno v rohu obrazovky.
Impuls pro sofistikovanější typy dálkového ovládání přišel koncem 70. let s rozvojem teletextu BBC . Většina dálkových ovladačů prodávaných v té době měla omezenou sadu funkcí, někdy pouze čtyři: další kanál, předchozí kanál, zvýšení nebo snížení hlasitosti. Tyto konzole nevyhovovaly potřebám teletextu, kde byly stránky číslovány trojmístnými čísly. Dálkové ovládání pro výběr teletextové stránky muselo mít tlačítka pro čísla od 0 do 9, další ovládací tlačítka, například pro přepínání mezi textem a obrázkem, a také běžná TV tlačítka pro hlasitost, kanály, jas, barvu. První teletextové televize měly kabelová dálková ovládání pro výběr teletextových stránek, ale vzestup používání teletextu ukázal potřebu bezdrátových zařízení. A inženýři BBC zahájili jednání s výrobci televizorů, což vedlo v letech 1977-1978 k tomu, že se objevily prototypy, které měly mnohem větší sadu funkcí. Jednou ze společností byla ITT a po ní byl později pojmenován infračervený komunikační protokol .
V 80. letech založil Steven Wozniak z Applu CL9 . Cílem společnosti bylo vytvořit dálkový ovladač, který by mohl ovládat více elektronických zařízení. Na podzim roku 1987 byl představen modul CORE . Jeho výhodou byla možnost „učit se“ signály z různých zařízení. Díky vestavěným hodinám měl také schopnost vykonávat určité funkce ve stanovený čas . Byla to také první konzole, kterou bylo možné připojit k počítači a načíst aktualizovaný softwarový kód. CORE nemělo na trh velký dopad. Pro běžného uživatele bylo příliš obtížné jej naprogramovat, ale dostalo se mu nadšených recenzí od lidí, kteří byli schopni přijít na jeho programování. Tyto překážky vedly k rozpuštění CL9 , ale jeden z jejích zaměstnanců pokračoval v podnikání pod jménem Celadon [3] .
V roce 1994 bylo v patentové přihlášce Ruské federace [4] navrženo použití dálkového ovládání pro multimediální počítač za účelem „dálkového ovládání zapínání/vypínání CD-ROM mechaniky , hlasitosti a zabarvení zvuku , stereo vyvážení a stereo šířka, autorizované zapnutí počítače , spuštění nebo přerušení některých softwarových nástrojů z připraveného seznamu, ovládání jasu , kontrastu a sytosti barev obrazových informací zobrazovaných na monitoru, výběr požadovaného záznamu z těch obsažených na CD-ROM a jeho režim přehrávání, stejně jako přepínání televizních programů, ovládání zachytávání snímků , výstupní programy TV na monitoru, bez ohledu na činnost jiných softwarových nástrojů, velikost a umístění televizního snímku na obrazovce monitoru, počet , velikost a umístění snímků pro současně zobrazované TV programy“ [4] . V roce 1998 tuto myšlenku implementoval Steve Jobs v počítači iMac .
Na počátku roku 2000 se počet domácích elektrických spotřebičů dramaticky zvýšil. K ovládání systému domácího kina může být zapotřebí pět až šest dálkových ovladačů : od satelitního přijímače, videorekordéru, DVD přehrávače, televize a audio zesilovače. Některé z nich je potřeba používat po sobě a vzhledem k nesourodosti řídicích systémů to zatěžuje. Mnoho odborníků, včetně renomovaného odborníka na použitelnost Jakoba Nielsena a vynálezce moderního dálkového ovládání Roberta Adlera, se vyjádřilo k tomu, jak matoucí a nemotorné je používat více ovladačů.
Vzhled PDA s infračerveným portem umožnil vytvořit univerzální dálkové ovladače s programovatelným ovládáním. Vzhledem k vysoké ceně se však tato metoda nestala příliš běžnou. Speciální univerzální výukové ovládací panely se také nerozšířily kvůli relativní složitosti programování a použití. Některé mobilní telefony je také možné použít k dálkovému ovládání (přes Bluetooth ) osobního počítače. Některé smartphony se systémem Android, jako je Xiaomi Redmi 4X a mnoho dalších modelů Xiaomi Redmi, umožňují dálkové ovládání televizorů některých sériově vyráběných výrobců prostřednictvím IR.
Dálkové ovladače se liší v:
Výživa :
Mobilita :
Funkčnost :
Komunikační kanál :
atd.
Dálkové ovladače slouží k dálkovému ovládání spotřební elektroniky (televizory, hudební centra, audio a video přehrávače atd.). Miniaturní dálkové ovladače mají autoalarmy . Existují dálkové ovladače pro ovládání robotů , modelů letadel atd. Dokonce i chrámy jsou vybaveny systémy dálkového ovládání. Obecně lze dálkové ovládání použít v jakémkoli zařízení, které má elektronické ovládání.
Dálkový ovladač spotřební elektroniky je obvykle malé, tlačítkem ovládané, bateriově napájené zařízení , které odesílá příkazy prostřednictvím infračerveného záření o vlnové délce 0,75-1,4 mikronů . Toto světlo je pro lidské oko neviditelné , ale je rozpoznáno přijímačem přijímacího zařízení. Většina dálkových ovladačů používá jeden specializovaný mikroobvod , zabalený nebo nezabalený (umístěný přímo na desce s plošnými spoji a naplněný směsí , aby se zabránilo poškození).
Dříve byly na dálkovém ovladači umístěny pouze hlavní funkce zařízení (přepínání kanálů , ovládání hlasitosti atd.), nyní má většina vzorků moderní spotřební elektroniky na samotné skříni omezenou sadu ovládacích prvků a jejich kompletní sadu na dálkového ovládání.
K tomu, aby první ovladače vysílaly jednu funkci, příkaz (jednokanálový dálkový ovladač, s jedním tlačítkem), stačila přítomnost/nepřítomnost samotného přenášeného signálu. Ale i tehdy pouze v případě, že byl vysílán přes kanál bez rušení (například drát), jinak vnější rušení (paprsky Slunce atd.) vedlo k falešnému poplachu. První bezdrátové dálkové ovladače používaly ultrazvukový komunikační kanál.
Pro dálková ovládání s několika funkcemi je potřeba složitější systém - frekvenční modulace nosného signálu (využívá se také k vytvoření odolnosti kanálu proti šumu) a kódování přenášených příkazů. Nyní k tomu slouží digitální zpracování - čip vysílače (v dálkovém ovladači) moduluje a kóduje vysílaný signál a ten je v přijímači demodulován a dekódován. Po demodulaci přijímaného signálu jsou použity vhodné frekvenční filtry pro oddělení signálů.
Ke čtení kódu stisknutého tlačítka se běžně používá metoda skenování řádků matice tlačítek (podobná metoda se používá v počítačových klávesnicích ), ale u dálkových ovladačů domácích spotřebičů se používá nepřetržité skenování vyžadovalo by to energii a baterie by se rychle vybily. V pohotovostním režimu se tedy všechny skenovací řádky nastaví do stejného stavu a konzolový procesor se přepne do režimu spánku, vypne generátor hodin a prakticky nespotřebovává žádnou energii. Stisknutí libovolného tlačítka na vstupních řádcích skenování změní logickou úroveň, což způsobí probuzení procesoru a spuštění generátoru hodin. Poté se spustí úplný cyklus skenování klávesnice, aby se určilo tlačítko, které způsobilo probuzení. Metoda "jedno tlačítko - jeden řádek" se většinou nepoužívá kvůli velkému počtu tlačítek na moderních dálkových ovladačích. Po určení stisknutého tlačítka dálkový ovladač vygeneruje balíček obsahující kód dálkového ovladače a kód tlačítka.
Dálkové ovladače pro domácnost nemají zpětnou vazbu, což znamená, že dálkové ovládání nemůže určit, zda signál dosáhl přijímače nebo ne. Proto je signál odpovídající stisknutému tlačítku vysílán nepřetržitě až do uvolnění tlačítka. Po uvolnění tlačítka se dálkové ovládání přepne zpět do pohotovostního stavu.
Na přijímací straně (například na TV) jsou přijímána data: je zkontrolován kód dálkového ovladače, a pokud se tento kód shoduje se zadaným, je proveden příkaz odpovídající stisknutému tlačítku. Vysílač a přijímač (dálkový i strojní) musí používat stejné způsoby kódování a modulační frekvenci vysílaných dat, jinak přijímač nebude schopen přijímat a zpracovávat data, která mu byla zaslána.
Dálkové ovladače obvykle používají jednu nosnou modulační frekvenci (tj. frekvenci záření IR LED) – jak dálkový ovladač, tak přijímač jsou pro ni nakonfigurovány. Modulační frekvence jsou obvykle standardní - jedná se o 36 kHz , 38 kHz, 40 kHz ( Panasonic , Sony ). Frekvence 56 kHz jsou považovány za vzácné ( Sharp ). Bang & Olufsen používá 455 kHz, což je velmi vzácné. Použití přijímače s modulační frekvencí, která přesně neodpovídá frekvenci vysílače, neznamená, že nebude přijímat - příjem zůstane, ale jeho citlivost může velmi klesnout.
Přenos signálu se provádí vyzařováním IR LED s odpovídající modulační frekvencí. Pro frekvence od 30 do 50 kHz se obvykle používají LED s vlnovou délkou 950 nm a pro 455 kHz speciální LED s vlnovou délkou 870 nm (na tuto vlnovou délku a vysokou modulační frekvenci jsou orientovány vyhrazené přijímače TSOP5700 a TSOP7000).
Několik z těchto modulovaných přenosů a zatemnění ( pulzní shluky ) tvoří kódovanou zprávu (viz níže). Přijímač IR signálu se skládá z několika stupňů zesilovačů a demodulátoru ( frekvenčního detektoru ) a je citlivý na signál do -90 dB (většina radioamatérských obvodů má citlivost do -60 dB). Také téměř všechny sériově vyráběné IR přijímače mají IR světelný filtr (tmavě červená čočka nebo deska). Samotný modul IR přijímače má pouze tři výstupy: Power , Ground , Data output .
Příklad fotodetektorů: TSOP1736 - laděný na frekvenci 36 kHz, TSOP1738 - 38 kHz (výrobce Vishay Telefunken ), BRM1020 - 38 kHz.
Pro příjem signálu z dálkového ovládání existuje i demodulátor bez vestavěného IR fotodetektoru - čip Sony CXA1511, v podstatě kvalitní frekvenční detektor, který umožňuje vyrobit dálkové ovládání např. na UV vysílače, a ne na IR LED. Podobné integrované obvody Vishay, modely VSOP58436 (36 kHz) a VSOP58438 (38 kHz), plní stejnou funkci jako CXA1511, ale pracují na pevných frekvencích.
K rozpoznání mnoha různých příkazů dálkového ovládání se používá kódování přenášených dat. V současné době se pro přenášená data používají především následující dvě kódovací schémata:
Před odesláním zakódovaných dat dálkový ovladač vždy odešle jednu nebo více synchronizačních zpráv, aby fotodetektor nastavil přijímací obvod (synchronizoval s dálkovým ovladačem v citlivosti a fázi).
Podrobný popis protokolů naleznete na těchto odkazech:
Výrobci dálkového ovládání nejsou nakloněni dodržovat žádné běžné standardní protokoly kódování dat a mají právo vyvíjet a používat stále více nových protokolů pro svá zařízení. Úplnější seznam protokolů: NEC (opakující se puls), NEC (opakující se data), RC5, RC6, RCMM, RECS-80, R-2000 (33 kHz), Thomson RCA (56,7 kHz), Toshiba Micom Format (podobný NEC ), Sony 12 Bit, Sony 15 Bit, Sony 20 Bit, Kaseikyo Matsushita (36,7 kHz), Mitsubishi (38 kHz, preburst 8 ms, 16 bit), Ruwido r-map, Ruwido r-step, kontinuální přenos 4000 bps a kontinuální přenos 1000 bps.
Dálkové ovladače pro domácnost jsou obvykle napájeny 2-4 bateriemi AA nebo AAA (méně často - z 9V baterie Krona) . To je způsobeno tím, že pro napájení infračervené LED je potřeba alespoň 2,0-2,5 voltu a takové napětí nelze získat z jedné baterie (1,5 V), aniž by se obvod zkomplikoval. Do dálkových ovladačů se doporučuje koupit obyčejné solné nebo alkalické (alkalické) baterie, vydrží déle - faktem je, že podobné (velikost AA nebo AAA) lze vybít za půl roku jen kvůli vysokému samovybíjecímu proudu mají, kromě dlouhé doby provozu na jedno nabití nezaplatí cenu baterie.
Přítomnost signálu z dálkového ovladače lze zkontrolovat pohledem na něj prostřednictvím videokamery nebo digitálního fotoaparátu při stisknutí tlačítek na dálkovém ovladači. CCD matrice domácích foto a video zařízení obvykle „vidí“ infračervený rozsah.
Je také běžné slyšet signály modulované infračerveným nosičem dálkového ovladače v blízkosti středovlnného rádia , které není naladěno na stanici.