СИСТЕМА ИНФРАКРАСНОГО ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ (ПРИЕМНИК И ПЕРЕДАТЧИК)

наборы NM3311, NM3312

Система инфракрасного дистанционного управления (ИК ДУ) предназначена для беспроводного управления различными объектами в быту или на предприятиях. Такими объектами могут быть нагревательное оборудование, системы вентиляции, освещения, охлаждения, радиоэлектронная аппаратура и другие устройства. Система ИК ДУ состоит из двух 8-канальных модулей: ИК-передатчика и ИК-приемника. Их легко изготовить, используя наборы NM3311 (приемник) и NM3312 (передатчик). Модули надежны в работе и имеют небольшие размеры и низкую стоимость.

Управление устройствами производится ручным нажатием кнопок, расположенных на передатчике. Такой передатчик стали называть пультом дистанционного управления (ПДУ или просто пульт ). При нажатии кнопок светодиод, расположенный на пульте, излучает управляющие сигналы ИК-диапазона. Их принимает фотоприемник, расположенный в приемнике, который, в свою очередь, расположен в управляемом устройстве. Принятые сигналы ИК-диапазона преобразуются в электрические и усиливаются до уровней логических сигналов, управляющих самим устройством. Устройство принимает и выполняет команды, находясь от пульта управления на расстоянии до 12 м. Дальность управления преимущественно зависит от фотоприемника. Передача и прием управляющих сигналов производится по протоколу RC-5. Управляющих команд может быть несколько десятков.

Для повышения вашего понимания техники ДУ приведем некоторые сведения об этапах ее развития. Сегодня практически любая бытовая техника имеет ДУ, но свое начало и широкое применение ДУ нашло в радиоэлектронных устройствах, таких как телевизоры, видеомагнитофоны, спутниковые приемники и музыкальные центры. Первое беспроводное ДУ было создано в начале 70-х годов XX века. В ней использовалась ультразвуковая система передачи команд на частотах от 30 до 45 кГц. Ее автором бьш сотрудник компании IBM Хассо Платтнер.

Принцип действия беспроводного пульта состоял в том, чтобы каждой передаваемой команде присваивалась персональная частота в ультразвуковом диапазоне. В ПДУ находился генератор, частота которого

изменялась в зависимости от нажатой на пульте кнопки. В приемной части эти сигналы улавливались чувствительным микрофоном, декодировались, усиливались и управляли аналоговыми параметрами (громкость, яркость, цвет и т. д.) и включением/выключением телевизора.

С развитием микросхем появились ультразвуковые системы ДУ, работающие на одной фиксированной частоте. Для передачи различных команд в этих системах применялись различные типы модуляции несущей ультразвуковой частоты. Это позволило упростить и удешевить схемы приемников ДУ и увеличить количество передаваемых команд. Но все ультразвуковые системы ДУ имели один главный недос-I таток: мощность излучения пульта для повышения надежности всегда [делалась с большим запасом, так как ультразвуковые волны сильно поглощались мягкой мебелью, шторами, коврами, а высокое энергопотребление электронной начинки сокращало срок службы элементов питания пультов до трех месяцев.

В начале 70-х годов фирма INTEL изготовила первые микропроцессоры серии 8080, а фирма GRUNDIG на их основе изготовила первый микроконтроллер для систем ДУ. Это была специализированная микросхема, использующая жестко прошитую в ней программу управления. В такой системе для управления всеми функциями аппаратуры достаточно подать на соответствующий выходной порт микроконтроллера цифровой код нужной команды, которую легко генерировать при помощи того же микроконтроллера. В 1974 г. фирмы GRUNDIG и MAG-NAVOX выпустили первый цветной телевизор с беспроводным ДУ, использующим ИК-излучение. Микроконтроллеры, используемые в подобных пультах, работали в системе команд, получившей название ITT.

Система команд ITT для ИК ПДУ предусматривает передачу команд ДУ, определяемых изменением интервалов времени между последовательностью импульсов в информационной пачке импульсов. Каждое командное слово состоит из 10 информационных разрядов, а также включает в себя предварительный, стартовый (запускающий) и столовый (останавливающий) импульсы. Микросхемы системы ITT могут формировать 1024 командных слова, каждое из которых состоит из четырех разрядов, кодирующих 16 адресов, и шести разрядов, кодирующих 64 команды. Частота генератора находится в пределах 160...220 кГц. Первой была микросхема SAA1124, которая могла управлять только 16 программами; следующей стала SAA1250, которая могла переключать уже до 55 программ. В этой системе команд работают микросхемы К1506ХЛ1, КС1566ХЛ1, УПТ-1, К1506ХЛ4, К1074ХЛ1, IRT1250, SAA1250. В России (СССР) первая микросхема для ПДУ была создана в 1986 г., а первый ПДУ был изготовлен в 1990 г. В этой системе команд работают следующие огечественные пультьг. ПДУ-2, ПДУ-2М, RC-4, RC-10, RC-401.

Дальнейшим развитием ИК-систем ДУ явилась система команд RC-5, которая была разработана фирмой PHILIPS. Число передаваемых команд было увеличено до 2048. Несущей стала частота 36 кГц, расположенная между частотами 30 и 40 кГц, иснользуемыми еще в первых ультразвуковых передатчиках. Несущая частота 36 кГц была выбрана с тем, что она не попадала в диапазон частот радиопередач европейских стран, не мешала приему и имела большую дальность распространения. В устройствах с этой системой команд использована клавиатура на однополюсных переключающих контактах. В этой системе можно передавать 32 группы команд (то есть управлять устройствами по 32 адресам), в каждой из которых содержится 64 различные команды и используется метод двухфазной передачи данных. В этой системе команд работают микросхемы SAA3006, SAA3010, К1506ХЛЗ, К1568ХЛ1. Коды на выходе этих микросхем состоят из 4 частей и передаются в виде логической 1 и логического О : стартовая часть, которая формируется полутора разрядами, контрольная часть (формируется одним разрядом), системная часть (формируется пятью разрядами), командная часть (формируется шестью разрядами). Выходная посылка модулируется несущей частотой, равной 1/12 частоты генератора, каждая посылка состоит из группы в 32 импульса со скважностью 2. Эта система команд широко применяется в отечественных ПДУ. На упомянутых выше микросхемах собраны пульты RC-5, RC-500, RC-600, ПДУ с телетекстом и другие пульты.

С дальнейшим развитием телевизионной техники и ее усложнением, с появлением большего числа телевизионных программ, видеомагнитофонов, спутниковых тюнеров, CD- и DVD-проигрывателей потребовались более совершенные микроконтроллеры. Такие микроконтроллеры были разработаны фирмами SIEMENS и THOMSON. В основу системы команд SIEMENS заложен высоконадежный цифровой метод, увеличивающий в четыре раза скорость передачи данных (до 400 Кбит/с), а также 10-разрядная адресация, имеющая емкость 1024 канала, что позволяет использовать 1024 дополнительных адреса. Протокол SIEMENS включает до 4096 команд, упорядоченных в 32 независимые адресные группы, каждая из которых содержит по два набора с 64 командами в каждом. Возможны два режима передачи данных: FLASH (одиночные импульсы) и CARRIER (используется двухфазно-модулированное командное слово, последовательно преобразуемое в ИК-сигналы). Каждое слово состоит из 12 разрядов. Большинство зарубежных фирм используют микросхемы и протокол передачи данных системы SIEMENS. Микросхемы стандарта SIEMENS не совместимы с микросхемами, использующими системы команд ITT и RC-5.

В начале 90-х годов XX века фирмой PHILIPS была внедрена более совершенная система команд, которая объединила все лучшее из сис-