Nuotolinio valdymo pulto infraraudonieji spinduliai

Kaip tas mažas plastikas valdo jūsų televizorių

Gal kada nors susimąstėte, kaip tas nedidelis pultelis jūsų rankose gali valdyti televizorių, oro kondicionierių ar garso sistemą iš kelių metrų atstumo? Jokių laidų, jokio fizinio kontakto – tiesiog nukreipiate jį į įrenginį, paspaudžiate mygtuką ir magija įvyksta. Na, ne visai magija. Tai infraraudonųjų spindulių darbas, ir šiandien pažvelgsime, kaip visa tai veikia nuo pat pradžių.

Daugelis žmonių naudoja nuotolinius pultus kasdien, bet retai kas sustoja pagalvoti apie technologiją, kuri slepiasi po ta plastikine dėže su mygtukais. O ten vyksta gana įdomūs dalykai – šviesos impulsai, koduotos žinutės ir beveik momentinis informacijos perdavimas. Viskas prasidėjo dar praėjusio amžiaus viduryje, kai inžinieriai ieškojo būdų, kaip žmonėms leisti valdyti įrenginius nekeliantis nuo sofos.

Infraraudonoji šviesa – nematomoji ryšio priemonė

Infraraudonieji spinduliai yra tiesiog šviesa, kurią mūsų akys nemato. Jei prisiminsime fizikos pamokas, tai elektromagnetinė spinduliuotė, turinti šiek tiek ilgesnį bangos ilgį nei matoma šviesa. Žmogaus akis mato spalvas nuo violetinės iki raudonos, o infraraudonoji šviesa prasideda ten, kur raudonoji baigiasi – maždaug nuo 700 nanometrų bangos ilgio.

Kodėl būtent infraraudonoji šviesa? Pirma, ji nematoma, todėl netrukdo žiūrėti televizoriaus ar kino. Antra, ją gana lengva ir pigiai generuoti naudojant specialius šviesos diodus (LED). Trečia, ji nepraeina pro sienas, todėl jūsų pultelis neįjungs kaimyno televizoriaus. Na, nebent nukreipsite jį tiesiai į langą ir turėsite labai galingą pultelį.

Daugelis žmonių mėgina fotografuoti pultą telefono kamera, kai nori patikrinti, ar jis veikia. Ir tai veikia! Kameros jutikliai mato infraraudonąją šviesą, todėl ekrane matote mėlyną ar baltą švytėjimą, kai spaudžiate pulto mygtukus. Tai paprastas būdas patikrinti, ar baterijos dar gyvas ar pultelis sugedo.

Kodų kalba: kaip pultelis „kalba” su televizoriumi

Dabar įdomiausia dalis – kaip pultelis perduoda komandas. Tai ne tiesiog šviesos blykstelėjimas. Kai paspaudžiate mygtuką, pavyzdžiui, „garsiau”, pultelyje esantis mažytis mikroprocesorius sukuria specifinę skaitmeninę žinutę. Ši žinutė yra tarsi Morzės abėcėlė, tik daug greitesnė ir sudėtingesnė.

Infraraudonasis diodas pradeda mirksėti labai dideliu dažniu – paprastai apie 38 000 kartų per sekundę (38 kHz). Žmogus to nemato, nes tai vyksta per greitai. Šis mirksėjimas nėra atsitiktinis – jis koduoja informaciją. Ilgesni impulsai gali reikšti „1″, trumpesni – „0″, ir taip sudaroma dvejetainė žinutė, kurią televizorius gali suprasti.

Skirtingi gamintojai naudoja skirtingus protokolus. Sony turi savo kodavimo sistemą, Samsung – savo, Philips – dar kitokią. Tai tarsi skirtingos kalbos. Štai kodėl jūsų televizoriaus pultelis paprastai nevaldo DVD grotuvo ar oro kondicionieriaus. Jie tiesiog „nesupranta” vienas kito. Universalūs pultai išmoko kelias ar net keliolika šių kalbų, todėl gali bendrauti su daugeliu įrenginių.

Kas vyksta televizoriaus pusėje

Televizoriuje yra infraraudonųjų spindulių imtuvas – mažytis komponentas, paprastai paslėptas už tamsaus plastiko priekyje. Šis imtuvas nuolat „klausosi” – laukia signalų iš pulto. Kai gauna mirksintį 38 kHz signalą, jis pradeda analizuoti impulsų seką.

Televizoriaus mikroprocesorius dekoduoja gautą žinutę ir patikrina, ar tai tikrai skirta jam. Jei komanda atpažįstama (pavyzdžiui, „padidinti garsą”), procesorius vykdo atitinkamą veiksmą. Visas šis procesas vyksta per kelias milisekundes, todėl jums atrodo, kad viskas vyksta akimirksniu.

Įdomu tai, kad imtuvas turi būti gana jautrus, bet ne per daug. Jei jis būtų per jautrus, jis reaguotų į kiekvieną infraraudonąjį šaltinį – saulės šviesą, kaitinamąsias lemputes, net į jūsų kūno skleidžiamą šilumą. Todėl jis specialiai sukonstruotas reaguoti tik į tam tikro dažnio (paprastai 38 kHz) mirksėjimą, ignoruojant kitą infraraudonąją spinduliuotę.

Kodėl kartais pultelis neveikia

Visi esame patyrę tą frustraciją, kai pultelis tiesiog atsisako veikti. Dažniausiai kaltos išsikrovusios baterijos, bet ne visada. Infraraudonieji spinduliai keliauja tiesiai, todėl bet koks kliuvinys tarp pulto ir televizoriaus gali blokuoti signalą. Jei ant televizoriaus stovi vazonėlis ar koks nors kitas daiktas prieš imtuvą – signalui nebus kaip prasiskverbti.

Taip pat svarbu atstumas. Dauguma pultų veikia iki 5-10 metrų atstumo, bet tai priklauso nuo pulto galios ir imtuvo jautrumo. Kuo toliau, tuo silpnesnis signalas. Jei sėdite per toli, gali tekti keliskart spausti mygtuką, kol komanda pagaliau pasieks televizorių.

Dar viena problema – kampo ribojimas. Infraraudonieji spinduliai sklinda kūgiu, ne visomis kryptimis vienodai. Jei laikote pultą per daug į šoną, signalas gali nepataikyti į imtuvą. Todėl instinktyviai nukreipiame pultą tiesiai į televizorių – taip didinamos sėkmės šansai.

Saulės šviesa gali trukdyti, ypač jei televizorius stovi prie lango. Saulė skleidžia daug infraraudonosios spinduliuotės, kuri gali „apakinti” imtuvą. Tai panašu į tai, kaip sunku girdėti ką nors šnabždant triukšmingoje aplinkoje. Jei pastebite, kad dieną pultelis veikia blogiau nei vakare, greičiausiai kaltas saulės šviesoje esantis infraraudonasis spektras.

Nuo mechaninių jungiklių iki infraraudonųjų spindulių

Pirmieji nuotoliniai valdymo pultai atsirado dar 1950-aisiais ir buvo gana keisti pagal šiandienos standartus. Zenith kompanijos sukurtas „Lazy Bones” 1950 metais buvo prijungtas prie televizoriaus laidu – tai buvo nuotolinis valdymas tik techniškai, nes vis tiek reikėjo vado.

Tikrasis proveržis įvyko 1955 metais, kai Zenith pristatė „Flashmatic” – pirmąjį belaidį pultelį. Jis naudojo matomą šviesą, kuri nukreipta į televizoriaus kampuose esančius fotoelementinius jutiklius. Skambėjo gerai, bet praktikoje buvo problemiška – bet kuri šviesa galėjo suaktyvinti televizorių. Saulės spinduliai pro langą galėjo atsitiktinai perjungti kanalus.

Tada atėjo ultragarso era. 1956 metais „Space Command” pultelis naudojo mechaninius plaktukus, kurie spaudžiami skleidė aukšto dažnio garsą, kurį žmogus negirdėjo, bet televizorius „girdėjo”. Šie pultai net nereikalavo baterijų – mechaninė energija buvo pakankama. Bet jie buvo triukšmingi (šunys kartais reaguodavo), brangūs gaminti ir jautrūs aplinkos garsams.

Infraraudonieji spinduliai tapo standartu 1980-aisiais, kai šviesos diodai tapo pakankamai pigūs ir patikimi masinei gamybai. Nuo tada ši technologija iš esmės nepasikeitė – vis dar naudojame tuos pačius principus, tik mikroprocesoriai tapo galingesni, o kodavimo schemos sudėtingesnės.

Praktiniai patarimai pulto priežiūrai

Jei norite, kad jūsų pultelis tarnautų ilgai ir patikimai, yra keletas paprastų dalykų, kuriuos galite padaryti. Pirma, naudokite kokybiškus baterijas. Pigios baterijos ne tik greičiau išsikrečia, bet kartais ir prateka, sugadindamos pulto elektroniką. Jei ilgai nesinaudojate pulteliu (pavyzdžiui, išvažiuojate atostogų), geriau išimti baterijas.

Reguliariai valykite pultą. Ant mygtukų ir korpuso kaupiasi dulkės, riebalai ir įvairios nešvaros. Tai ne tik nehigieniška, bet gali trukdyti mygtukams tinkamai veikti. Naudokite šiek tiek drėgną (ne šlapią!) audinį su nedideliu kiekiu švelnaus valiklio. Tarpus tarp mygtukų galite išvalyti krapštuku ar senu dantų šepetėliu.

Jei pultelis nukrito ir nustojo veikti, pirma patikrinkite baterijas – jos galėjo pajudėti. Jei tai nepadeda, atsargiai atidarykite pultelį (paprastai yra varžteliai po baterijų dangteliu) ir patikrinkite, ar neatsijungė kokia nors detalė. Kartais tiesiog reikia švelniai paspausti infraraudonąjį diodą atgal į vietą.

Saugokite pultą nuo drėgmės. Jei ant jo išsiliejote gėrimą, kuo greičiau išimkite baterijas ir leiskite jam išdžiūti bent parą. Galite jį švelniai nuplauti distiliuotu vandeniu (ne čiaupo!), bet tik jei išardėte ir išėmėte visą elektroniką. Paprastas korpusas ir guminiai mygtukai gali būti plauti, bet elektroninė plokštė – tikrai ne.

Kas ateina vietoj infraraudonųjų spindulių

Nors infraraudonieji spinduliai vis dar dominuoja, technologijos juda į priekį. Vis daugiau įrenginių pereina prie Bluetooth ar Wi-Fi valdymo. Šios technologijos turi didelių pranašumų – joms nereikia tiesioginės matymo linijos, jos veikia pro sienas, o valdymo atstumas daug didesnis.

Išmanieji telefonai tapo universaliais pultais daugeliui žmonių. Yra programėlių, kurios gali valdyti beveik bet kokį įrenginį namuose. Kai kurie telefonai vis dar turi integruotus infraraudonųjų spindulių siųstuvus būtent šiam tikslui, bet dauguma dabar naudoja Wi-Fi ar Bluetooth ryšį su išmaniaisiais televizoriais ir kitais įrenginiais.

Balso valdymas taip pat keičia žaidimo taisykles. Amazon Alexa, Google Assistant ir panašūs asistentai leidžia valdyti įrenginius tiesiog kalbant. Nebereikia ieškoti pulto tarp pagalvių – tiesiog pasakote „įjunk televizorių” ir viskas. Tiesa, šios sistemos reikalauja interneto ryšio ir kelia privatumo klausimų, kurių infraraudonieji spinduliai tikrai nekelia.

Kodėl ta sena technologija vis dar gyva

Galite paklausti – jei yra tiek daug naujesnių technologijų, kodėl vis dar naudojame infraraudonuosius spindulius? Atsakymas paprastas: jie veikia, yra pigūs ir patikimi. Infraraudonasis diodas ir imtuvas kainuoja centus, jiems nereikia sudėtingos programinės įrangos ar interneto ryšio. Jie tiesiog veikia.

Be to, infraraudonieji spinduliai turi saugumo pranašumą – jie nepraeina pro sienas, todėl niekas negali valdyti jūsų televizoriaus iš lauko. Su Wi-Fi ar Bluetooth teoriškai galima įsilaužti į sistemą, nors praktikoje tai sudėtinga ir mažai tikėtina. Bet infraraudonieji spinduliai yra fiziškai apsaugoti – reikia būti tame pačiame kambaryje ir turėti tiesioginę matomumo liniją.

Paprastumas taip pat svarbus. Seni žmonės ar technologijų nemėgstantys asmenys lengvai supranta, kaip veikia paprastas pultelis su mygtukais. Nereikia jungtis prie Wi-Fi, nereikia atsisiųsti programėlės, nereikia susikurti paskyros. Tiesiog įdedi baterijas ir veikia. Šis paprastumas turi didžiulę vertę.

Galiausiai, infraraudonieji spinduliai neturi vėlavimo. Bluetooth ar Wi-Fi ryšys gali turėti minimalų, bet pastebimą vėlavimą tarp mygtuko paspaudimo ir įrenginio reakcijos. Infraraudonieji spinduliai veikia beveik momentiškai – šviesa keliauja 300 000 kilometrų per sekundę, todėl kelių metrų atstumas įveikiamas akimirksniu.

Taigi, nors technologijos tobulėja ir atsiranda naujų valdymo būdų, tas mažas plastikas su infraraudonuoju diodu dar ilgai išliks mūsų svetainėse. Jis galbūt nėra pats moderniausiasis ar įspūdingiausias technologijos pasiekimas, bet jis puikiai atlieka savo darbą – leidžia mums patogiai valdyti įrenginius, nesikeliant nuo sofos. O argi ne tam ir buvo visa tai sugalvota?