В данном цикле статей будет описано несколько разных устройств. Их объединяет одно: все они так или иначе связаны с пультами дистанционного управления (ДУ) или управляемыми ими устройствами. В первой статье даются базовые данные, позволяющие понять принцип работы пультов ДУ и методы кодирования сигналов управления.
Не секрет, что аппаратура, снабженная пультом дистанционного управления (ДУ), более удобна в эксплуатации. Первые пульты ДУ соединялись с управляемым устройством посредством кабеля, а позднее для передачи сигналов управления использовались ультразвуковые сигналы, неслышимые человеческим ухом, либо радиоволны. В настоящее время наибольшее распространение получили пульты ДУ, передающие сигналы управления посредством инфракрасного излучения. Большинство пультов ДУ представляют собой микропроцессорное устройство, снабженное кнопками и передатчиком: светодиодом инфракрасного излучения. Питание осуществляется от компактной батареи, реже от аккумулятора. Микропроцессор через определенные интервалы времени (или иному алгоритму) «опрашивает» клавиатуру пульта и в зависимости от нажатой кнопки формирует сигналы управления, преобразуемые светодиодом в пачки вспышек инфракрасного излучения. Глаз человека не в состоянии увидеть свет в данном спектре, но при использовании фотоаппарата (или другой фототехники, сенсоры которых чувствительны к инфракрасному излучению) эти вспышки можно увидеть.
Интерес к методам передачи сигналов управления аппаратурой возник по нескольким причинам.
Во-первых, занимаясь ремонтом бытовой радиоэлектронной аппаратуры, автору статьи часто приходилось сталкиваться с техникой, снабженной нерабочим либо с частично неисправным пультом ДУ. При восстановлении работоспособности ДУ необходимо было определить факт нажатия кнопки на пульте, а также убедиться в факте срабатывания конкретно нажатой кнопки. Если первая задача решается сравнительно несложно, путем подключения параллельно инфракрасному светодиоду пульта обычного светодиода либо различных детекторов инфракрасного излучения, фотоаппаратов и других «подручных» методов, то определение конкретно нажатой кнопки — задача посложнее…
Когда под рукой имеется устройство, для которого команды управления данного пульта «родные», то проблем не возникает. В противном случае приходится пользоваться логическим анализатором или осциллографом. Поэтому появилось желание разработать дешевое и надежное устройство, выполняющее эту же функцию, но с большим комфортом и скоростью.
Во-вторых, при ремонте аппаратуры имеется еще одна проблема: необходимо иметь множество пультов ДУ от различной аппаратуры. Например, часто приносят в ремонт или на настройку спутниковые ресиверы различных производителей: «DRE»/«DRS», «Globo» различных моделей, «Golden Interstar», «Openbox», из-за чего приходится использовать как минимум шесть различных пультов ДУ. Это послужило дополнительным толчком для разработки универсального пульта ДУ, позволяющего тестировать ресиверы без использования «родного» пульта.
И в-третьих, используя дома ресивер и телевизор, многие (автор статьи не исключение) сталкиваются с одной и той же проблемой: необходимость иметь под рукой пульты телевизора и ресивера. Если пульт ресивера необходим для включения и отключения, выбора каналов и установки уровня громкости, то пульт телевизора необходим лишь для включения и отключения последнего.
Так родилась еще одна идея: сделать некое устройство, которое бы включало и отключало телевизор при нажатии на пульте ДУ ресивера определенной кнопки, которая в повседневной ситуации не используется. Т.е. это устройство должно принять команду пульта ДУ ресивера, распознать нажатие определенной кнопки и имитировать нажатие кнопки «Питание» на пульте ДУ телевизора — сформировать посылки инфракрасного излучения аналогично передаваемым пультом ДУ телевизора.
К тому же программное обеспечение многих ресиверов (проверено на ресиверах «Openbox» и «Golden Interstar») позволяет отображать на экране телевизора или индикаторе самого ресивера параметры принимаемого в текущий момент сигнала, что позволяет использовать эти ресиверы как несложный прибор для настройки спутниковых антенн. Но для перевода ресивера в данный режим необходимо иметь под рукой пульт управления ресивером. И всё это ради нажатия нескольких кнопок! Поэтому было решено сделать устройство, имитирующее нажатие кнопок на пульте ДУ ресивера.
Еще одним фактором послужила просьба приятеля сделать для его пожилых родителей специальный пульт ДУ, снабженный крупными кнопками управления. Ведь многие производители экономят на резине: делают пульты со столь мелкими кнопками, что для работы с таким пультом необходимы микроскоп и шило. Также желательно, чтобы этот пульт, к примеру, позволял совместить наиболее востребованные функции пультов ДУ ресивера, телевизора и видеокамеры на входной двери.
Для успешного решения всех этих задач необходимо было создать устройство, позволяющее принять и распознать сигналы управления, формируемые пультом дистанционного управления. Для этого было разработано устройство, основой которого является распространенный и дешевый микроконтроллер AVR ATtiny-2313 производства компании ATMEL. Устройство снабжено типовым приемником инфракрасного излучения, индикатором для отображения информации, а также клавиатурой и передатчиком сигналов инфракрасного излучения — это позволит в дальнейшем на основе этого устройства сделать свой «универсальный» обучаемый пульт дистанционного управления различной аппаратурой. Схема устройства показана на рис. 1.
Рассмотрим конструкцию устройства и его работу более подробно. В устройстве использован типовой приемник инфракрасного излучения. Его внешний вид может быть различным (рис. 2), но всегда имеется три вывода. Подойдут следующие модели ИК-приемников: SFH5110-36, SFH5111-36, SFH506-36, TSOP-1736, TK1736, TK1936. Главное, чтобы они были предназначены для работы с ИК-сигналами с частотой 36 кГц. Обычно в маркировке таких приемников обозначается цифра «36».
Для понимания работы всего устройства вкратце рассмотрим работу всех его узлов. При нажатии кнопки на пульте управления микроконтроллер пульта формирует пачки импульсов с частотой заполнения 36 кГц (наиболее распространенная частота в системах ДУ). Это показано на рис. 3а. Светодиод инфракрасного излучения формирует сигналы: вспышки, не видимые глазом человека (рис. 3б). Эти сигналы ИК-излучения принимаются ИК-приемником, усиливаются, сверяются на подлинность (сравнивается с опорной частотой 36 кГц), и на выходе получаем сигнал, который воссоздает сигнал в виде огибающей, без наполнения импульсами 36 кГц (рис. 3в).
Принятые ИК-приемником сигналы поступают на один из выводов микроконтроллера, он расшифровывает принятые сигналы и выполняет действия, предписанные заложенной в его память программой. В нашем случае это отображение принятых сигналов на индикаторе в цифровой форме. Аналогами ЖК-индикатора НТ1613 являются: НТ1611, KO4B2, L1161, L1611. Данный индикатор имеет всего десять знакомест, поэтому данные выводятся на экран индикатора в два приема: вначале отображается «адрес» системы управления (два числа от 0 до 255), затем «условный номер» нажатой кнопки (также два числа). Названия условны, но позволяют в понятной форме увидеть код нажатой кнопки и тип пульта: пульты имеют разные «адреса устройств», каждая кнопка имеет «индивидуальный номер».
Программу для микроконтроллера можно получить у автора статьи по электронной почте pic-avr@narod.ru (в теме письма просьба указать «письмо») либо загрузить с сайта www.pic-avr.narod.ru
Обращаю внимание на следующий факт: большинство пультов ДУ передают сигналы управления аппаратурой в соответствии со стандартом RC5. В данной конструкции я не расшифровываю сигналы, переданные в этом стандарте, а просто отличаю одну кнопку от другой. Это упростило решение всех ранее поставленных задач и позволило реализовать необходимые нам функции без применения программных ухищрений. Все желающие могут ознакомиться с исходными кодами программ, посетив форум: http://bascomavr.3bb.ru/viewtopic.php?id=287
