DIY Fernbedienung reparieren. Teil 1. Entwicklungsverlauf und Fernbedienungsgerät

Denken Sie daran, wie Onkel Fedors Mutter in dem Cartoon "Drei aus Prostokvashino" sagte: "Ich bin bei der Arbeit so müde, dass ich nicht einmal fernsehen kann!" Anscheinend ist dieser Satz die Antwort auf die Frage, warum alle modernen Haushaltsgeräte haben Infrarot-Fernbedienungen. Aber wenn Sie schauen, hat alles viel früher begonnen.

Fernbedienung mit Kabeln

Die ersten Arbeiten zur Fernsteuerung wurden von den Deutschen Ende der 30er Jahre des 20. Jahrhunderts bereits vor Ausbruch des Zweiten Weltkriegs durchgeführt. Gegenstand der Automatisierung war ein Röhrenempfänger. Das Bedienfeld war ein separates Metallfeld mit Tasten. Durch Drücken der Taste wurde der Aktuator, das Relais, der Elektromagnet oder der Motor ausgelöst. Die Verbindung zwischen einer solchen Fernbedienung und dem Empfänger wurde über ein mehradriges Kabel hergestellt, das den Hörer immer noch an einen bestimmten Ort band.

Ähnliche Fernbedienungen gab es in den sowjetischen erstklassigen Röhrenfernsehern. Es war eine kleine Plastikbox mit Lautstärkeregler, die über ein Kabel mit dem Fernseher verbunden war. Außer der Lautstärke konnte eine solche Fernbedienung nichts steuern. Aber eine solche Fernbedienung schuf zweifellos gewisse Annehmlichkeiten. Immerhin gab es dann keine nervige Werbung und der Film musste von Anfang bis Ende angeschaut werden.

Ultraschall-Fernbedienung

Die erste Funkfernbedienung verdankt ihre Geburt dem Amerikaner Hasso Plattner. 1972, nachdem er IBM verlassen hatte, organisierte er sein eigenes Unternehmen und ging oft um die Welt, um Geschäftskontakte und -beziehungen aufzubauen. Ein peinlicher Vorfall ereignete sich bei einem Treffen mit dem JVC-Management.

Als Plattner über ein Problem sprach, stand er auf und ging zum Fernseher, um mit dem Finger einige Details auf dem Bildschirm anzuzeigen. Aber er kam nicht zum Bildschirm und stolperte über das Fernbedienungskabel. Er goss einen Cocktail auf einen Anzug und sagte in seinen Herzen: "Könnte es nicht möglich sein, Kanäle auf der Funkwelle zu wechseln?", Was die japanischen Gefährten in die Farbe trieb. Und genau ein Jahr später erschien die erste Ultraschallfernbedienung.

Das Prinzip seiner Wirkung bestand darin, seine Frequenz durch Drücken jeder Taste zu speisen. Ultraschall wurde von einem Mikrofon aufgenommen und von einem Verstärker verstärkt, der mehrere parallele Kanäle mit Resonanzkreisen verwendete. An den Ausgängen dieser Kanäle traten Steuerspannungen auf. Mit dieser Methode der Kanalcodierung wurde nicht viel erhalten.

Die Weiterentwicklung der Elektronik, insbesondere das Auftreten von INTEL-Mikroschaltungen, ermöglichte es, auf eine solche Mehrfrequenzcodierung zu verzichten. Bei einer Ultraschallfrequenz wurde es aufgrund verschiedener Modulationsverfahren möglich, viel mehr Befehle zu übertragen als bei der Mehrfrequenzcodierung. Eines der ersten Geräte mit Ultraschallfernbedienung war eine TV-Firma RCA. Die Codierung der Befehle erfolgte mittels Pulsweitenmodulation (PWM).

Diese Fernbedienungen hatten eine Reihe von Nachteilen. Zuallererst große Abmessungen und Stromverbrauch. Dies lag daran, dass Ultraschall von Haushaltsgegenständen - Kleidung, Polstermöbeln, Teppichen - leicht absorbiert wird. Daher musste die Strahlungsleistung erhöht werden, was die Batterielebensdauer verkürzte.

Abb. 1. Die ersten Fernbedienungen

Spezialisierte Fernbedienungs-ICs

Nachdem INTEL seinen ersten 8080-Mikroprozessor entwickelt hatte, wurde es besser. GRUNDIG und MAGNAVOX, die den ersten spezialisierten Mikroprozessor herstellten, nahmen diese neue Entwicklung auf. In diesem Fall generiert der Prozessor unter dem Einfluss der gedrückten Taste den gewünschten digitalen Befehlscode.Somit ist eine spezielle Mikroschaltung für eine Fernbedienung nichts anderes als Mikrocontroller mit einem bereits geflashten Programm. Solche Fernbedienungen wurden TELEPILOT genannt.

IR-Fernbedienung

Der erste Farbfernseher mit Mikroprozessorsteuerung und Fernbedienung (IR) für IR-Strahlen wurde 1974 von GRUNDIG und MAGNAVOX gemeinsam herausgebracht. Bereits in diesem Modell wurde die Schaltkanalnummer (OSD-System) in der Ecke des Bildschirms angezeigt. Dieses Befehlssystem heißt ITT. Es war der Erstgeborene der Firma GRUNDIG.

Anschließend nahm PHILIPS, das das RC-5-Befehlssystem entwickelte, Forschungen auf dem Gebiet der Fernsteuerung auf. Das neue System konnte 2048 Befehle codieren, was der vierfachen Anzahl von Teams im ITT-System entspricht. Die Trägerfrequenz wurde auf 36 kHz gewählt, was die europäischen Rundfunkstationen und den Betrieb von Fernbedienungen mit Ultraschallsendern mit einer Frequenz von 30 und 40 kHz nicht beeinträchtigte und auch eine ausreichende Empfangsreichweite bot.

Aber die elektronische Ausrüstung stand nicht still, aber wie ein Filmheld sagte, ging er sprunghaft voran. Fernseher verbessert, Videorecorder und Stereoanlagen erschienen, Satellitentuner, CD- und DVD-Player und vieles mehr.

Zur Steuerung der neuen Technologie waren auch neue Fernbedienungen erforderlich, und dementsprechend mussten neue Mikroschaltungen entwickelt werden. Solche Mikroschaltungen wurden von SIEMENS und THOMSON entwickelt. Die Trägerfrequenz der neuen Fernbedienung betrug ebenfalls 36 kHz, es wurde jedoch eine andere Methode zur Signalmodulation verwendet - die Zweiphasenmodulation. Mit dieser Modulation war die Trägerfrequenz stabiler, was eine größere Reichweite, eine erhöhte Störfestigkeit und Zuverlässigkeit ergab.

PHILIPS leistete erneut einen weiteren Beitrag zur Entwicklung von Fernsteuerungssystemen. Zu Beginn der 90er Jahre des letzten Jahrhunderts kombinierte sie das Beste aus den Systemen RC-5 und SIEMENS. Das resultierende Produkt wird als "Unified Command System" bezeichnet. Sein Wesen ist wie folgt. Die Fernbedienung eines solchen Systems hat die Funktionen „MENU 1“ und „MENU 2“. In jeder dieser Funktionen führt dieselbe Schaltfläche unterschiedliche Befehle aus, und es stellt sich heraus, dass weniger Schaltflächen mehr Befehle ausführen können.

In der Folge drangen Bedienfelder in viele andere Bereiche von Haushaltsgeräten ein. Die IR-Strahlung wird derzeit von Klimaanlagen, Lüftern, an der Wand montierten Lüfterheizungen, Kronleuchter und Sockel. Sogar einige Modelle von Autoradios und Digitalkameras verfügen über eine Fernbedienung.

Mit all den verschiedenen Fernbedienungen und Geräten, die von ihnen gesteuert werden, funktionieren sie fast alle gleich: Die Infrarot-LED der Fernbedienung sendet beim Drücken Pakete mit Infrarotimpulsen (Blitzen) aus, die vom Fotodetektor („Auge“) des Fernsehgeräts oder eines anderen Geräts empfangen werden. Der moderne integrierte Fotodetektor ist ein ziemlich kompliziertes Gerät, obwohl sein Aussehen dies nicht sagt. Das Aussehen des Fotodetektors ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2. Fotodetektor

Der Empfänger ist so konfiguriert, dass er Impulse mit einer Trägerfrequenz von 36 kHz empfängt, was dem RC-5-Protokoll entspricht. Wenn es in der Nähe des Fotodetektors einfach ist, beispielsweise eine Batterie oder eine IR-LED einzuschalten, hat das Dauerlicht auf dem "Auge" keine Auswirkung, selbst wenn diese LED in die Nähe des Fotodetektors gebracht wird. Beeinflusst auch nicht Tageslicht und künstliches Licht. Eine solche Selektivität beruht auf der Tatsache, dass sich in der Verstärkungsschaltung des Fotodetektorsignals ein Bandpassfilter befindet. Das Blockschaltbild des Fotodetektors ist in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3. Blockdiagramm eines Fotodetektors

Das RC-5-Protokoll wird hier nicht im Detail erklärt, da diese Unwissenheit die weitere Geschichte und tatsächlich die Reparatur der Fernbedienung nicht beeinflusst. Wer sich mit dem RC-5-Protokoll vertraut machen möchte, kann es im Internet genauer beschreiben. Dies ist ein Thema für einen separaten Artikel.

Fernbedienungsgerät

Mit der Vielzahl moderner Fernbedienungen sind alle Modelle nahezu identisch angeordnet. Der Hauptunterschied besteht meist im Aussehen und im Design des Geräts.Wie im ersten Teil des Artikels erwähnt, ist die Basis der modernen Fernbedienung ein spezialisierter Mikrocontroller. Das Programm in MK wird während des Herstellungsprozesses im Werk aufgezeichnet und kann in Zukunft nicht mehr geändert werden. Wenn in der Schaltung für einen solchen MK enthalten, ist eine Mindestanzahl von Anbaugeräten erforderlich. Das Schema der modernen Fernbedienung ist in Abbildung 4 dargestellt.

Abbildung 4. Diagramm einer modernen Fernbedienung

Die Basis des gesamten Geräts ist ein U1-Chip vom Typ SAA3010P. Obwohl die Buchstaben unterschiedlich sein können, spricht dies von einer anderen Firma, die den Chip herstellt. Die Zahlen bleiben aber immer noch 3010.

Wie oben erwähnt, gibt es praktisch keine Scharnierteile. Zuallererst dies Keramikresonator, oft als Quarz bezeichnetobwohl dies nicht ganz richtig ist. Sein Zweck ist es, den internen Oszillator der Mikroschaltung zu synchronisieren, der die erforderlichen Zeitcharakteristiken des Ausgangssignals liefert.

Die Tastenmatrix (KEY MATRIX) wird in der unteren rechten Ecke des Diagramms angezeigt. Seine Zeilen sind mit den Klemmen DR0 ... DR7 bzw. die Spalten mit den Klemmen X0 ... X7 verbunden. Wenn Sie auf eine beliebige Schaltfläche klicken, wird ein Paar geschlossen - eine Zeile, und am Ausgang der Mikroschaltung wird eine Impulsfolge angezeigt, die der gedrückten Schaltfläche entspricht. Jeder Knopf gibt seine eigene Sequenz und keine andere! Insgesamt ist es möglich, 8 * 8 = 64 Tasten anzuschließen, obwohl dies in der Praxis möglicherweise weniger ist.

Das Ausgangssignal in Form von Spannungsimpulsen wird dem Gate des Feldeffekttransistors VT1 zugeführt, der seinerseits den Betrieb der IR-LED VD1 steuert. Der Steueralgorithmus ist in diesem Fall sehr einfach: Der Transistor öffnet sich - die LED leuchtet auf, der Transistor ist geschlossen, - die LED erlischt. In diesem Fall heißt es, dass sich der Transistor im Schlüsselmodus befindet. Infolge solcher Blitze werden Impulspakete gebildet, die dem RC-5-Steuerprotokoll entsprechen.

Die Stromversorgung der Schaltung erfolgt aus zwei galvanischen Zellen vom Typ AA, deren Energie für mindestens ein Jahr ausreicht. Parallel zu den Batterien gibt es einen Elektrolytkondensator C1, der durch Rangieren des Innenwiderstands der Batterien deren Lebensdauer verlängert und den normalen Betrieb der Fernbedienung mit wenigen „leeren“ Batterien sicherstellt. Die LED im gepulsten Modus kann Strom bis zu 1A verbrauchen.

Nach Betrachtung der Fernbedienungsschaltung kann man sagen, dass mit einem so einfachen Gerät absolut nichts zu brechen ist, aber das ist nicht so. Es ist die Fernbedienung, die dem Besitzer des Fernsehgeräts am häufigsten Probleme bereitet. Wie die Fernbedienung repariert wird, was ihre Hauptkrankheiten sind und wie und wie sie geheilt werden, wird im zweiten Teil des Artikels beschrieben.

Fortsetzung des Artikels: DIY Fernbedienung reparieren.

Boris Aladyshkin