Что такое пульт управления
ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ
ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ, устройство в виде стола, колонки, стенда и т. п. с размещёнными на его лицевых частях (панелях) средствами отображения информации и органами управления, с помощью которых оператор (часто группа операторов) воздействует на управляемые объекты (процессы), их качественные либо количеств. характеристики. П. у.- осн. элемент рабочего места оператора, одно из осн. средств взаимодействия человека и машины (см. Система «человек и машина»). Различают местные П. у., находящиеся непосредственно на объекте управления (напр., П. у. тепловоза или самолёта, станка с программным управлением, автоматич. линии и т. п.), и дистанционные, с к-рых управление осуществляется на расстоянии средствами телемеханики (напр., П. у. энергосистемы, автоматич. межпланетной станции и т. п.). В качестве средств отображения информации наиболее часто используют мнемонические схемы, световые табло, различные индикаторы, электроннолучевые трубки и др.; органами управления служат кнопки, клавиши, тумблеры (перекидные переключатели), рычаги, штурвалы (рис. 1, 2).
Рис. 1. Пульт контроля и телефонной связи сети многопрограммного проводного вещания.
Рис. 2. Пульт управления ТЭЦ Московского энергетического объединения.
В зависимости от осн. функций, выполняемых операторами, различают пульты: оперативного управления, обеспечивающие подготовку принятия решений и выдачу команд, распоряжений и т. п.; информационно-справочные, служащие для посылки запросов и получения справок о состоянии управляемой системы или её отд. звеньев, а также для подготовки, передачи и приёма символьной (знаковой) или графической информации; ручного ввода данных, обеспечивающие оперативный ввод информации в символьной или графической форме; функционально-технологического контроля, при помощи которых осуществляют оперативный контроль за исправностью технич. средств и каналов связи систем управления; электронных вычислительных машин (ЭВМ), с помощью к-рых реализуются связи операторов с ЭВМ, а также производится отладка машинных. программ; комбинированные, совмещающие в разных сочетаниях перечисл. функции.
П. у. могут иметь различную форму (в плане): прямоугольника, Г-образную, П-образную, трапециевидную, многогранника. При проектировании П. у., кроме решения задачи их технического совершенствования, учитывают рекомендации эргономики, инженерной психологии, технической эстетики. Конструкция П. у. и расположение его элементов должны обеспечивать требуемые скорость, точность, надёжность и безопасность деятельности оператора, простоту и экономичность технич. обслуживания в нормальных и аварийных условиях, а также комфортные условия труда и быстроту формирования навыков у операторов при обучении. Для этого П. у. должны отвечать ряду требований, важнейшие из к-рых-ранитарно-гигиенические (оптимальные или допустимые температура, относит. влажность воздуха, освещённость на рабочем месте и т. п., а также отсутствие или ограничение до допустимых уровней шума, вибрации, радиационного излучения и пр.), антропометрические и биомеханические (обеспечение наиболее удобной рабочей позы, рациональное размещение органов управления), психофизиологические (создание условий для наилучшего восприятия информации с учётом размера, формы, яркости, контрастности, цвета и пространств. положения средств отображения информации, а также для обеспечения быстроты и точности реакции оператора на получаемую информацию). Требования технич. эстетики реализуются в художеств.-конструкторских решениях П. у.
П. у. может функционально, а иногда и конструктивно объединяться с диспетчерским щитом. У мн. приборов, аппаратов и машин научного, производств. и бытового назначения функции П. у. выполняют т. н. панели информации и управления (напр., панель управления телевизора или радиоприёмника, приборный щиток автомобиля).
Лит.: Инженерная психология в применении к проектированию оборудования, пер. с англ., М., 1971; Зинченко В. П., Мунипов В. М., Смолян Г. Л., Эргономические основы организации труда, М., 1974. В. М. Мунипов.
Пульт дистанционного управления
Пульт ДУ (ПДУ, пульт дистанционного управления; RCU, англ. remote control unit ) — электронное устройство для удалённого (дистанционного) управления другим электронным устройством на расстоянии. Существуют как в автономном, так и в (гораздо реже) неавтономном (проводном) вариантах. Конструктивно пульт — обычно небольшая коробка, содержащая в себе электронную схему, кнопки управления и (зачастую) источник автономного питания.
ПДУ применяются для дистанционного управления как мобильных объектов (напр., БПЛА), так и аппаратами и механизмами на мобильных объектах (самолёты, космические корабли, суда и т. д.), также управления производственными процессами, системами связи, техникой повышенной опасности.
Широко используются для дистанционного управления бытовой электронной аппаратурой (телевизорами, муз. центрами, кондиционерами и пр. аудио- видеотехникой).
Содержание
История
В 1903 году испанский инженер и математик Leonardo Torres Quevedo представил в Парижской академии наук Telekino — устройство, представлявшее собой робота, выполняющего 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 войне, например в проекте немецкой ракеты земля-воздух Вассерфаль.
Первый пульт ДУ для управления телевизором был разработан Юджином Полли, сотрудником американской компании Zenith Radio Corporation в начале 1950-х. 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.
В 1956 году американец 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, когда компанией Би-би-си был разработан телетекст. Большинство продаваемых пультов ДУ в то время имели 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.
В 1980-х 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 [1].
К началу 2000-х 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.
Типы ПДУ
Пульты дистанционного управления различаются по: Питанию:
Применение
В авиации
Практически все средства авионики и другое бортовое оборудование ЛА управляются с помощью пультов ДУ в кабине пилотов, ДУ имеется также в наземном оборудовании [источник не указан 1150 дней]
В космической технике
В технике связи
Дистанционное управление могут иметь ретрансляторы, радиомаяки, а также связные радиостанции, радиолокаторы и другие системы
В охранных системах и системах допуска
Управление воротами и шлагбаумами часто производится из помещений, с использованием пультов ДУ, также с помощью ДУ можно управлять наружным и внутренним освещением, камерами видеонаблюдения и т. д.
В моделировании
Широко распространены модели различных аппаратов (напр., модели автомобилей, самолётов, кораблей) с дистанционным радиоуправлением. Также аналогичные детские игрушки.
В компьютерной технике
До недавнего времени игровые приставки использовались исключительно проводные контроллеры (отчасти по той причине, что игроку трудно играть и при этом сохранять инфракрасный передатчик направленным на приставку). Небольшое число беспроводных контроллеров производилось сторонними производителями, в большинстве случаев в них использовалась радиосвязь.
Первым беспроводным контроллером, который входил в стандартную поставку, стал WaveBird для приставки Nintendo GameCube. В следующем поколении игровых приставок — Xbox 360, PlayStation 3, Wii — беспроводные контроллеры стали стандартом. Обычно они работают по протоколу Bluetooth.
Некоторые модели мультимедийных ноутбуков от HP (серия Pavilion) имеют в своём комплекте фирменный пульт ДУ (в форм-факторе ExpressCard/54). Также многими ноутбуками можно управлять по каналу Bluetooth при помощи некоторых моделей мобильных телефонов Sony Ericsson (K700, K800 и др.) и смартфонов.
В фото- и видеотехнике
Некоторые механические фотоаппараты для того, чтобы уменьшить шевелёнку, имеют спусковой тросик, что тоже можно трактовать как ПДУ.
В электронных фотоаппаратах для этой же цели применяется проводной или беспроводной пульт ДУ. Кроме спуска затвора, пульты позволяют управлять зумом (если тот управляется мотором) и делать некоторые другие настройки.
В осветительной технике
Дистанционное управление широко используется в световом дизайне и оформлении (кинотеатров, театров, цирков) и, в некоторых случаях, в обеспечении массовых мероприятий на открытом воздухе.
В военном деле
На ЖД-транспорте и в метро
ПДУ применяются для управления оборудованием поездов, путевым оборудованием, оборудованием станций (эскалатор, освещение и т. д.)
На водном транспорте
Значительная часть судового оборудования управляется с помощью ПДУ.
В промышленном производстве и строительстве
Некоторые виды производственного и строительного оборудования могут управляться с помощью ПДУ.
В электроэнергетике
В электроэнергетике ПДУ используются для управления объектами энергосистемы и управления энергопотреблением.
В лабораторном оборудовании
Некоторые виды лабораторного оборудования управляются с помощью ПДУ.
ПДУ бытовой аппаратуры
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 микрон. 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 имеют 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 совпадающего 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 имеют чувствительность до −60 дБ). Также практически все производимые серийно ИК-приёмники имеют ИК-светофильтр (тёмно-красная линза или пластина). Сам модуль ИК-приёмника имеют 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.
Кодирование
Для распознавания множества различных команд пульта применяется кодирование передаваемых данных. Сейчас преимущественно используются следующие две схемы кодирования передаваемых данных:
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:
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 kHz), Thomson RCA (56.7 kHz), Toshiba Micom Format (similar 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, Continuous transmission 4000 bps и Continuous transmission 1000 bps.
Питание
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 стоимость аккумулятора.
Неисправности беспроводных пультов ДУ
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, ненастроенным на станцию.
Пульт управления
Полезное
Смотреть что такое «Пульт управления» в других словарях:
Пульт управления — Пульт управления устройство для контроля и управления работой устройств и процессов. В частности для управления ЭВМ. Пульт управления содержит ряд блоков управления: блок набора информации, блок управления, сигнальный блок и т. д … Википедия
пульт управления — устройство в виде стола, колонки, стенда и т. д. с размещёнными на его лицевых частях (панелях) органами управления, средствами отображения информации, с помощью которых оператор воздействует на управляемый объект, его качественные или… … Энциклопедический словарь
ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ — (англ. control panel) совокупность средств отображения (см. Панель информации) и органов управления, объединенных в систему в соответствии со структурой управляемого объекта, задачами оператора и с учетом психофизиологических характеристик… … Большая психологическая энциклопедия
пульт управления — сущ., кол во синонимов: 5 • лентяйка (28) • панель (18) • панель управления (3) … Словарь синонимов
ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ — устройство рабочего места оператора или группы операторов, на котором размещены средства отображения информации и органы управления объектом, системой или процессом. П. у. обычно представляет собой стационарную конструкцию (щит, стенд, колонку и… … Большая политехническая энциклопедия
ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ — устройство в виде стола, колонки, стенда и т. д. с размещенными на его лицевых частях (панелях) органами управления, средствами отображения информации, с помощью которых оператор воздействует на управляемый объект, его качественные или… … Большой Энциклопедический словарь
пульт управления — — [В.А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] Тематики релейная защита EN control panel … Справочник технического переводчика
пульт управления — 3.7 пульт управления: Совокупность приборов и органов управления РТС, размещенных на общей панели. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ — (нем. Pult, от лат. pulpitum помост, трибуна) элемент системы управления, устройство в виде стола, колонки, стенда и т. п. с размещенными на его лицевых частях (панелях) средствами отображения информации и органами управления, при помощи к рых… … Большой энциклопедический политехнический словарь
пульт управления — valdymo pultas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control console; control panel vok. Bediengerät; Bedienungspult, n; Steuerpult, n rus. пульт управления, m pranc. panneau de réglage, m; pupitre de commande, m; pupitre de manœvre, m … Automatikos terminų žodynas