Fjernbetjening (RC, fjernbetjening; RCU, engelsk fjernbetjeningsenhed ) - en elektronisk enhed til fjernbetjening ( fjernbetjening ) af enheden på afstand.
Fjernbetjeninger bruges som en del af fjernstyringen af et objekt, både mobilt ( f.eks . UAV'er ), og enheder og mekanismer på mobile objekter (fly, rumskibe, skibe osv.), samt kontrol af produktionsprocesser, kommunikation systemer, højteknologisk fare. Strukturelt er fjernbetjeningen normalt en lille boks, der indeholder et elektronisk kredsløb, kontrolknapper og (ofte) en autonom strømkilde .
Udbredt til fjernbetjening af elektronisk forbrugerudstyr ( tv'er , musikcentre , klimaanlæg osv. audio-videoudstyr).
Et af de tidligste eksempler på fjernbetjeningsenheder blev opfundet af Nikola Tesla i 1898 . Mekanismen er patenteret og er beskrevet i Metode til [1] og Apparatur til at kontrollere mekanismen for bevægelige køretøjer eller køretøjer [1] . I 1898, på en elektrisk udstilling i Madison Square Garden , demonstrerede han for offentligheden en radiostyret båd kaldet "teleautomatic" [2] .
I 1903 introducerede den spanske ingeniør Leonardo Torres Quevedo Telekino på Paris Academy of Sciences , en enhed, der var en robot , der udførte kommandoer transmitteret ved hjælp af elektromagnetiske bølger . Samme år modtog han patenter i Frankrig , Spanien , Storbritannien og USA . I 1906, i havnen i Bilbao , i nærværelse af kongen og en stor forsamling af tilskuere , præsenterede Torres sin opfindelse, idet han kørte en båd fra et skib. Han forsøgte senere at tilpasse Telekino til granater og torpedoer , men opgav projektet på grund af manglende midler.
Den første fjernstyrede modelfly blev lanceret i 1932. Brugen af fjernbetjening til militære formål blev dengang hårdt arbejdet på under Anden Verdenskrig , for eksempel i det tyske Wasserfall jord-til-luft missilprojekt .
Den første tv-fjernbetjening blev udviklet af Eugene Polley , en ansat i det amerikanske firma Zenith Radio Corporation i begyndelsen af 1950'erne. Den var forbundet til tv'et med et kabel . I 1955 blev Flashmatic trådløs fjernbetjening udviklet , baseret på at sende en lysstråle i retning af en fotocelle . Fotocellen kunne ikke skelne lyset fra fjernbetjeningen fra lyset fra andre kilder. Derudover var det påkrævet at rette fjernbetjeningen præcist mod modtageren.
I 1956 udviklede den jødisk- østrigske amerikaner Robert Adler den trådløse Zenith Space Commander . Det var mekanisk og brugte ultralyd til at indstille kanal og lydstyrke. Når brugeren trykkede på knappen, ville den klikke og ramme pladen. Hver plade udtrak støj ved en anden frekvens , og tv'ets kredsløb genkendte denne støj. Opfindelsen af transistoren gjorde det muligt at fremstille billige elektriske konsoller, der indeholder en piezoelektrisk krystal , der drives af en elektrisk strøm og vibrerer med en frekvens, der overstiger den øvre grænse for menneskelig hørelse (selv om det kan høres for hunde ). Modtageren indeholdt en mikrofon forbundet til et kredsløb indstillet til samme frekvens. Nogle af problemerne med denne metode var, at modtageren kunne opfange naturlig støj, og at nogle mennesker, især unge kvinder, kunne høre gennemtrængende ultralydssignaler . Der var endda et tilfælde, hvor en legetøjsxylofon kunne skifte kanal på denne type fjernsyn, fordi nogle af xylofonens overtoner matchede frekvensen af fjernbetjeningssignalerne.
I 1974 producerede GRUNDIG og MAGNAVOX det første farve-tv med en IR-kontrolmikroprocessor. TV'et havde en skærmvisning ( OSD ) - kanalnummeret blev vist i hjørnet af skærmen.
Fremdriften til mere sofistikerede typer fjernbetjening kom i slutningen af 1970'erne med udviklingen af tekst -tv af BBC . De fleste fjernbetjeninger, der blev solgt på det tidspunkt, havde et begrænset sæt funktioner, nogle gange kun fire: næste kanal, forrige kanal, skru op eller ned for lydstyrken. Disse konsoller opfyldte ikke behovene for tekst-tv, hvor siderne var nummereret med trecifrede tal. Fjernbetjeningen til at vælge tekst-tv-siden skulle have knapper til tal fra 0 til 9, andre kontrolknapper, for eksempel til at skifte mellem tekst og billede, samt almindelige tv-knapper til lydstyrke, kanaler, lysstyrke, farve. De første tekst-tv-fjernsyn havde fjernbetjeninger til at vælge tekst-tv-sider, men stigningen i brugen af tekst-tv viste behovet for trådløse enheder. Og BBC-ingeniører indledte forhandlinger med tv-producenter, hvilket førte i 1977-1978 til fremkomsten af prototyper, der havde et meget større sæt funktioner. Et af selskaberne var ITT , og den infrarøde kommunikationsprotokol blev senere opkaldt efter den .
I 1980'erne grundlagde Steven Wozniak fra Apple CL9 . Virksomhedens mål var at skabe en fjernbetjening, der kunne styre flere elektroniske enheder. I efteråret 1987 introduceres CORE- modulet . Dens fordel var evnen til at "lære" signaler fra forskellige enheder. Han havde også evnen til at udføre visse funktioner på det aftalte tidspunkt takket være det indbyggede ur . Det var også den første konsol, der kunne forbindes til en computer og lades med opdateret softwarekode. CORE havde ikke den store indflydelse på markedet. Det var for svært for den gennemsnitlige bruger at programmere det, men det modtog strålende anmeldelser fra folk, der var i stand til at finde ud af dets programmering. Disse forhindringer førte til opløsningen af CL9 , men en af dens ansatte fortsatte virksomheden under navnet Celadon [3] .
I 1994 blev det i patentansøgningen fra Den Russiske Føderation [4] foreslået at bruge en fjernbetjening til en multimediecomputer med det formål at "fjernbetjening til at tænde/slukke for cd-rom-drevet , lydstyrke og klangfarve , stereobalance og stereobredde, autoriseret tænding af computeren , start eller afbrydelse af visse softwareværktøjer fra den forberedte liste, kontrol af lysstyrke , kontrast og farvemætning af videoinformation, der vises på skærmen, valg af den nødvendige optagelse fra dem, der er indeholdt på CD-ROM og dens afspilningstilstand, samt skift af tv-programmer, billedoptagelseskontrol , tv-udgangsprogrammer på skærmen, uanset betjeningen af andre softwareværktøjer, størrelsen og placeringen af tv- rammen på monitorskærmen, antallet , størrelse og placering af rammer for samtidigt viste tv-programmer" [4] . I 1998 blev denne idé implementeret af Steve Jobs i iMac -computeren .
I begyndelsen af 2000'erne var antallet af elektriske husholdningsapparater steget dramatisk. Fem til seks fjernbetjeninger kan være nødvendige for at styre et hjemmebiografsystem : fra en satellitmodtager, en videobåndoptager, en dvd-afspiller, et fjernsyn og en lydforstærker. Nogle af dem skal bruges efter hinanden, og på grund af uligheden i kontrolsystemerne bliver dette byrdefuldt. Mange eksperter, herunder den anerkendte usability -ekspert Jakob Nielsen og opfinderen af den moderne fjernbetjening, Robert Adler, har kommenteret på, hvor forvirrende og klodset det er at bruge flere fjernbetjeninger.
Udseendet af en PDA med en infrarød port gjorde det muligt at skabe universelle fjernbetjeninger med programmerbar kontrol. Men på grund af de høje omkostninger er denne metode ikke blevet særlig almindelig. Særlige kontrolpaneler til universel læring er heller ikke blevet udbredt på grund af den relative kompleksitet af programmering og brug. Det er også muligt at bruge nogle mobiltelefoner til at fjernstyre (via Bluetooth ) en personlig computer. Nogle Android-smartphones, såsom Xiaomis Redmi 4X og mange andre Xiaomi Redmi-modeller, giver dig mulighed for at fjernstyre tv'er fra nogle masseproducerede producenter via IR.
Fjernbetjeninger adskiller sig i:
Ernæring :
Mobilitet :
Funktionalitet :
Kommunikationskanal :
etc.
Fjernbetjeninger bruges til at fjernstyre elektronisk forbrugerudstyr (tv'er, musikcentre, lyd- og videoafspillere osv.). Miniature fjernbetjeninger har bilalarmer . Der er fjernbetjeninger til styring af robotter , flymodeller osv. Selv templer er udstyret med fjernbetjeningssystemer. Generelt kan fjernbetjeningen bruges i enhver enhed, der har elektronisk styring.
En fjernbetjening til forbrugerelektronik er typisk en lille, knapdrevet, batteridrevet enhed , der sender kommandoer via infrarød stråling ved en bølgelængde på 0,75-1,4 mikron . Dette lys er usynligt for det menneskelige øje , men genkendes af modtageren på den modtagende enhed. De fleste fjernbetjeninger bruger et specialiseret mikrokredsløb , pakket eller uemballeret (placeret direkte på printkortet og fyldt med en blanding for at forhindre beskadigelse).
Tidligere var kun enhedens hovedfunktioner placeret på fjernbetjeningen (kanalskift , volumenkontrol osv .), nu har de fleste prøver af moderne forbrugerelektronik på selve kabinettet et begrænset sæt kontroller og et komplet sæt af dem på fjernbetjeningen.
For at de første fjernbetjeninger kunne sende en funktion, kommando (enkeltkanals fjernbetjening, med en knap), var tilstedeværelsen / fraværet af selve det transmitterede signal nok. Men selv da kun hvis det blev transmitteret over en interferensfri kanal (for eksempel en ledning), ellers førte ekstern interferens (solstråler osv.) til en falsk alarm. De første trådløse fjernbetjeninger brugte en ultralydskommunikationskanal .
For fjernbetjeninger med flere funktioner er der behov for et mere komplekst system - frekvensmodulation af bæresignalet (det bruges også til at skabe kanalstøjimmunitet) og kodning af transmitterede kommandoer. Nu bruges digital behandling til dette - senderchippen (i fjernbetjeningen) modulerer og koder det transmitterede signal, og det demoduleres og afkodes i modtageren. Efter demodulering af det modtagne signal anvendes passende frekvensfiltre for at adskille signalerne.
For at læse koden på den trykkede knap bruges metoden til at scanne linjerne i knapmatrixen sædvanligvis (en lignende metode bruges i computertastaturer ) , men i fjernbetjeninger til husholdningsapparater, brugen af kontinuerlig scanning ville kræve energi, og batterierne ville løbe hurtigt tør. Derfor, i standbytilstand, er alle scanningslinjer indstillet til den samme tilstand, og konsolprocessoren sættes i dvaletilstand, hvilket slukker for urgeneratoren og bruger praktisk talt ingen energi. Ved at trykke på en vilkårlig knap på scanningsinputlinjerne ændres det logiske niveau, hvilket får processoren til at vågne op og starte urgeneratoren. Derefter startes en fuld tastaturscanningscyklus for at bestemme den knap, der forårsagede opvågningen. Metoden "en knap - en linje" bruges normalt ikke på grund af det store antal knapper på moderne fjernbetjeninger. Efter at have bestemt den trykket knap, genererer fjernbetjeningen en pakke, der indeholder fjernbetjeningskoden og knapkoden.
Husholdningsfjernbetjeninger har ikke feedback, hvilket betyder, at fjernbetjeningen ikke kan afgøre, om signalet er nået frem til modtageren eller ej. Derfor sendes det signal, der svarer til den trykket knap, kontinuerligt, indtil knappen slippes. Når knappen slippes, skifter fjernbetjeningen tilbage til standbytilstand.
På den modtagende side (for eksempel på et tv) modtages data: fjernbetjeningskoden kontrolleres, og hvis denne kode matcher den angivne, udføres kommandoen svarende til den trykket knap. Senderen og modtageren (fjernbetjeningen og maskinen) skal bruge de samme kodningsmetoder og moduleringsfrekvens af de transmitterede data, ellers vil modtageren ikke være i stand til at modtage og behandle de data, der sendes til den.
Typisk bruger fjernbetjeninger én bærebølgemodulationsfrekvens (det vil sige frekvensen af IR LED-strålingen) - både fjernbetjeningen og modtageren er konfigureret til det. Modulationsfrekvenser er normalt standard - disse er 36 kHz , 38 kHz, 40 kHz ( Panasonic , Sony ). Frekvenser på 56 kHz betragtes som sjældne ( Sharp ). Bang & Olufsen bruger 455 kHz, hvilket er meget sjældent. Brug af en modtager med en modulationsfrekvens, der ikke nøjagtigt matcher senderens frekvens, betyder ikke, at den ikke vil modtage - modtagelsen forbliver, men dens følsomhed kan falde meget.
Signaltransmission udføres ved udstråling af en IR-LED med den tilsvarende modulationsfrekvens. For frekvenser fra 30 til 50 kHz anvendes normalt lysdioder med en bølgelængde på 950 nm, og til 455 kHz er specielle lysdioder med en bølgelængde på 870 nm (dedikerede modtagere TSOP5700 og TSOP7000 orienteret til denne bølgelængde og høj modulation).
Flere af disse modulerede transmissioner og slukninger ( pulsbursts ) danner en kodet besked (se nedenfor). IR-signalmodtageren består af flere trin af forstærkere og en demodulator ( frekvensdetektor ) og er følsom over for et signal på op til -90 dB (de fleste amatørradiokredsløb har en følsomhed på op til -60 dB). Næsten alle masseproducerede IR-modtagere har også et IR-lysfilter (mørkerød linse eller plade). Selve IR-modtagermodulet har kun tre udgange: Power , Ground , Data output .
Et eksempel på fotodetektorer: TSOP1736 - indstillet til en frekvens på 36 kHz, TSOP1738 - 38 kHz (producent Vishay Telefunken ), BRM1020 - 38 kHz.
For at modtage et signal fra fjernbetjeningen er der også en demodulator uden en indbygget IR-fotodetektor - en Sony CXA1511-chip, i det væsentlige en højkvalitets frekvensdetektor, der giver dig mulighed for at lave en fjernbetjening, for eksempel på UV sendere og ikke på IR-LED'er. Lignende Vishay IC'er, modellerne VSOP58436 (36 kHz) og VSOP58438 (38 kHz), udfører samme funktion som CXA1511, men fungerer ved faste frekvenser.
For at genkende mange forskellige fjernbetjeningskommandoer bruges kodning af de transmitterede data. I øjeblikket bruges følgende to kodningsskemaer for transmitterede data hovedsageligt:
Før afsendelse af kodede data, sender fjernbetjeningen altid en eller flere synkroniseringsbeskeder, så fotodetektoren opsætter modtagerkredsløbet (synkroniserer med fjernbetjeningen i følsomhed og fase).
En detaljeret beskrivelse af protokollerne kan findes på disse links:
Fjernbetjeningsproducenter er ikke tilbøjelige til at overholde nogen almindelige standard datakodningsprotokoller og har ret til at udvikle og anvende flere og flere nye protokoller til deres udstyr. En mere komplet liste over protokoller: NEC (repetitive pulse), NEC (repetitive data), RC5, RC6, RCMM, RECS-80, R-2000 (33 kHz), Thomson RCA (56,7 kHz), Toshiba Micom Format (lignende 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, Kontinuerlig transmission 4000 bps og Kontinuerlig transmission 1000 bps.
Husholdningsfjernbetjeninger drives normalt af 2-4 AA- eller AAA - batterier (mindre ofte - fra et 9 V Krona-batteri) . Dette skyldes det faktum, at der er behov for mindst 2,0-2,5 volt for at drive den infrarøde LED, og en sådan spænding kan ikke opnås fra et batteri (1,5 V) uden at komplicere kredsløbet. Til fjernbetjeninger anbefales det at købe almindelige salt- eller alkaliske (alkaliske) batterier, de holder længere - faktum er, at lignende (størrelse AA eller AAA) batterier kun kan aflades på et halvt år på grund af den høje selvafladningsstrøm de har, udover en lang periode i drift, vil en enkelt opladning ikke betale for omkostningerne til batteriet.
Tilstedeværelsen af et signal fra fjernbetjeningen kan kontrolleres ved at se på det gennem et videokamera eller digitalkamera, mens du trykker på knapperne på fjernbetjeningen. CCD-matricer af husholdningsfoto- og videoudstyr "ser" normalt det infrarøde område.
Det er også almindeligt at høre signaler, der moduleres af fjernbetjeningens infrarøde bærer i nærheden af en mellembølgeradio , der ikke er indstillet til en station.