СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ КОМПЬЮТЕРОМ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к компьютерной технике, используется в области мультимедийных технологий, как функциональный аналог клавиатуры компьютера, для смены изображений, генерируемых компьютером, «вперед-назад» на мониторе и на проекционном экране при проведении лекций, презентаций и других массовых мероприятий. Полезная модель снабжена лазерной указкой, которая выполняет вспомогательную функцию указания элементов схем на проекционном экране.
Уровень техники
Лекции и презентации все чаще сопровождаются демонстрацией изображений (схем, диаграмм, фотографий) на проекционном экране. Большой экран позволяет представить изображение одновременно нескольким десяткам или даже сотням зрителей, что, безусловно, удобно при выступлении перед большой аудиторией. Подобные способы демонстрации изображений в различных видах существуют уже много лет, но развитие новых технологий позволило использовать проецируемые изображения поновому. Мультимедийные проекторы стали применяться для демонстрации на экране изображений, генерируемых компьютером (в простейшем случае, копии изображения, выводимого на подключенный к компьютеру монитор). Обычно, человек, сидя за столом, управляет компьютером, но во время лекции или презентации пользоваться мышью или клавиатурой для смены изображений на экране неудобно. Но применение функциональных
аналогов клавиатуры компьютера для управления компьютером устраняет это неудобство.
Известна система для управления компьютером с помощью лазерной указки (Патент WO 01/03106). Она содержит видеокамеру, направленную на экран компьютера, лазерную указку, дистанционно управляющую компьютером, что позволяет оператору находиться на значительном расстоянии от компьютера и/или экрана, на который выводится изображение от компьютера. Однако, в этой системе не устраняются погрешности, связанные с невозможностью точного определения положения светового пятна, контрастность которого может меняться в несколько раз в зависимости от его положения на экране, в зависимости от степени заряженности источника питания лазерной указки, и в зависимости от углового положения указки по отношению к плоскости экрана. Кроме того, при использовании обычной лазерной указки для управления компьютером презентационной системы, например, в студенческой аудитории не исключена возможность перехвата управления компьютером другой аналогичной указкой, что уменьшает ее помехозащищенность.
Известна система для дистанционного управления компьютером (Патент РФ №2216766). Она содержит лазер видимого излучения с кнопками управления, видеокамеру, интерфейс, подключенный к одному из портов компьютера, принимающее и передающее устройства системы, излучатель синхросигналов, процессор обработки видеоизображения, лазерную указку. Система может быть использована в режиме «лазерной указки» или «лазерной мыши». В данной системе для управления компьютером определяют координаты следа пятна на экране при включенном лазере видимого излучения, размещенном на лазерной указке. Однако, для уменьшения влияния помех на управляющий сигнал в процессоре видеокамеры установлен синхронизирующий излучатель, оптически связанный с устройством управления на лазерной указке, синхросигналы которого формируются и модулируются в процессоре, а затем передаются на синхронизирующий вход блока управления для модуляции луча лазера, при этом процессор осуществляет расчет координат пятна луча, определяется центр пятна, что усложняет систему дистанционного управления. Использование канала передачи синхросигналов на основе ИК передачи/приема ограничивает перенос пульта управления по аудитории. Таким образом, система сложна, например, для перемещения изображений «вперед - назад» на компьютере.
Известно устройство для дистанционного управления компьютером (Патент РФ №42336) из разных точек аудитории при демонстрации презентаций на большой проекционный экран. Оно содержит передающую часть устройства - переносной пульт управления с тремя кнопками («вперед», «назад», «лазерный указатель»), в котором расположен радиопередатчик с рамочной антенной, которая излучает управляющий сигнал в эфир; приемную часть устройства, установленную в корпусе
клавиатуры компьютера и подключенную к клавишам клавиатуры методом пайки, которая принимает управляющий сигнал рамочной антенной, преобразовывает его и подает в компьютер, видеовыход которого подсоединен к информационному входу проектора. По управляющему радиосигналу происходит смена изображений на проекционном экране. Лазерный указатель позволяет с расстояния показывать элементы схем, изображенные на экране. Однако, это устройство имеет недостатки: для подключения приемного устройства необходимо вскрыть клавиатуру компьютера, разместить в ней приёмную рамочную антенну, изыскать место и установить приёмник радиосигналов, методом пайки соединить выходные клеммы его с контактами используемых клавишей клавиатуры, что достаточно трудоёмко и требует привлечения специалиста; электронная схема пульта является достаточно сложной в настройке.
Раскрытие полезной модели
Задачей разработки полезной модели является создание удобной для лектора системы дистанционного управления компьютером из различных точек аудитории для смены изображений «вперед-назад» на проекционном экране при проведении лекций, презентаций и других массовых мероприятий.
Система дистанционного управления компьютером содержит компьютер, проектор, информационный вход которого подключен к видеовыходу компьютера, проекционный экран, переносной пульт управления с блоком кнопок, лазерной указкой, радиочастотным генератором и передающей антенной, подключенные к источникам питания, приемное устройство с радиоприемником, приемной антенной, согласующим устройством. В компьютер введен блок формирования команды «нажатия клавиши». В переносной пульт управления введен микроконтроллер, входы которого соединены с двумя выходами блока кнопок, а выход - с входом радиочастотного генератора с широтно-импульсной модуляцией, передающая антенна которого выполнена в виде катушки колебательного контура, вытравленной на плате радиочастотного генератора. А в приемное устройство, которое выполнено в виде съемного блока, введены микроконтроллер и преобразователь напряжения. Вход микроконтроллера соединен с выходом радиоприемника, а выход - с входом согласующего устройства, обеспечивающего связь через разъем последовательного порта компьютера с блоком формирования команды «нажатия клавиши».
При этом радиоприемник и микроконтроллер параллельно подключены к выходу преобразователя напряжения, связанного с сигнальными линиями последовательного порта компьютера.
Техническим результатом
разработки полезной модели является высокая помехозащищенность передачи управляющих радиосигналов из различных точек аудитории в компьютер. При этом радиус действия по
управлению компьютером достигает 40-50 метров. Переносной пульт управления помещается в руке лектора, совмещен с лазерной указкой, прост в эксплуатации. Приемное устройство выполнено в виде съемного блока и подключено к компьютеру через разъем последовательного порта. Электронные схемы не требуют сложной настройки. А презентационная программа, вводимая в компьютер, может быть представлена в любом редакторе.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами, на которых:
Фиг.1 - показывает рисунок системы дистанционного управления компьютером;
Фиг.2 - представляет структурную схему системы дистанционного управления компьютером.
Осуществление полезной модели
Система дистанционного управления компьютером (см. фиг.1) содержит компьютер 4, переносной пульт управления 5, приемное устройство 3, проектор 1, проекционный экран 2. На внешней поверхности переносного пульта управления 5 расположены три кнопки: «вперед» 6, «назад» 7, «лазерная указка» 8, что обеспечивает простоту его эксплуатации. Приемное устройство 3 выполнено в виде съемного блока и подключено через разъем последовательного порта к компьютеру 4, видеовыход которого подсоединен к информационному входу проектора 1. При нажатии одной из двух кнопок (6 или 7) переносного пульта управления 5 управляющий радиосигнал поступает в приемное устройство 3. Происходит смена изображений «вперед-назад» на мониторе компьютера и, соответственно, проекционном экране 2. При нажатии третьей кнопки 8 формируется узкий луч света - лазерная указка, которая позволяет с расстояния показывать элементы схем, проецирующихся на экран 2. Таким образом, система дистанционного управления компьютером удобна в эксплуатации. А лектор с переносным пультом управления 5 в руке может свободно перемещаться по аудитории при проведении лекций, презентаций и других массовых мероприятий.
Рассмотрим более подробно систему дистанционного управления компьютером 24 (см. фиг.2). Система 24 содержит компьютер 4, проектор 1, информационный вход которого подключен к видеовыходу компьютера 4, проекционный экран 2, переносной пульт управления 5 с блоком кнопок 9, лазерной указкой 12, радиочастотным генератором 11 и передающей антенной 15, приемное устройство 3 с радиоприемником 17, приемной антенной 21 и согласующим устройством 19.
В компьютер 4, согласно полезной модели, введен блок формирования команды «нажатия клавиши» 23, настроенный на серийный номер переносного пульта управления 5.
А в переносной пульт управления 5, согласно полезной модели, введен микроконтроллер 10, входы которого соединены с двумя выходами блока кнопок 9, а выход - с входом радиочастотного генератора 11 с широтно-импульсной модуляцией. Использование широтно-импульсной модуляции обеспечивает высокую помехозащищенность передачи управляющих радиосигналов. Передающая антенна 15 выполнена в виде катушки колебательного контура, вытравленной на плате радиочастотного генератора 11, мощность которого 10 мвт, что обеспечивает радиус действия по дистанционному управлению компьютером из разных точек аудитории до 40-50 метров. Блок кнопок 9, микроконтроллер 10 и радиочастотный генератор 11 подключены в цепь с источником питания 13 - батареей, напряжением 12В. Лазерная указка 12 подключена в цепь с источником питания 14, собранным из трех батарей типа LR44 с суммарным напряжением 4,5В. Габаритные размеры переносного пульта управления 75-55-25 мм, он помещается в руке лектора и совмещен с лазерной указкой.
Кроме того, в приемное устройство 3, которое выполнено в виде съемного блока, габаритные размеры которого 85-40-25 мм, введены, согласно полезной модели, микроконтроллер 18 и преобразователь напряжения 20. Вход микроконтроллера 18 соединен с выходом радиоприемника 17, а выход - с входом согласующего устройства 19, обеспечивающего связь через разъем последовательного порта компьютера с блоком формирования команды «нажатия клавиши» 23.
При этом радиоприемник 17 и микроконтроллер 18 параллельно подключены к выходу преобразователя напряжения 20, связанного с сигнальными линиями последовательного порта 22 компьютера 4.
Переносной пульт управления 5 и приемное устройство 3 собраны на двух печатных платах поверхностным монтажом. Лазерная подстройка колебательных контуров радиоприемника 17 значительно повышает чувствительность на рабочей частоте 433,92 МГц, которая находится в «свободном диапазоне», где нет каналов радио и телевидения.
Работа системы дистанционного управления компьютером
Система дистанционного управления компьютером работает следующим образом:
Перед началом эксплуатации обычным способом включают в промышленную сеть компьютер 4, связанный с ним проектор 1, а также в компьютер вводится необходимая для демонстрации презентационная программа в любом редакторе (рисунки, схемы, таблицы), то есть определяется последовательность генерируемых изображений на проекционный экран 2.
В процессе лекции лектор должен перемещать изображения на проекционном экране 2 "вперед - назад". Для того чтобы установить последующее изображение, нажимают управляющую кнопку "вперед" 6 на переносном пульте управления 5, а если необходимо вернуть
предшествующее изображение, то нажимают кнопку "назад" 7. При нажатии кнопки 6 или кнопки 7 блока кнопок 9 подается команда на соответствующие входы микроконтроллера 10, являющегося кодером-формирователем широтно-импульсной модуляции. Микроконтроллер 10 подготавливает последовательность из четырех байт, содержащих серийный номер переносного пульта управления 5 и информацию о нажатой кнопке 6 или 7, формирует широтно-импульсный модулированный (ШИМ) сигнал и подает его на вход радиочастотного генератора 11, который передает ШИМ сигнал в эфир передающей антенной 15.
При нажатии кнопки 8 блока кнопок 9 подается команда на лазер, формирующий узкий луч света - лазерную указку 12.
Блок кнопок 9, микроконтроллер 10 и радиочастотный генератор 11 подключены в цепь с источником питания 13, а лазерная указка 12 - с источником питания 14.
Приемное устройство 3, которое выполнено в виде съемного блока и подключено к компьютеру 4 через разъем последовательного порта 22, принимает ШИМ сигнал из эфира приемной антенной 21, который поступает на вход радиоприемника 17, настроенного на рабочую частоту радиочастотного генератора 11. При этом радиоприемник 17 выделяет низкочастотный информационный сигнал и подает его на вход микроконтроллера 18, являющегося дешифратором - кодером. Микроконтроллер 18 преобразовывает этот сигнал в последовательность из четырех байт, содержащую серийный номер переносного пульта управления и информацию о нажатой кнопке, и кодирует ее по стандартному протоколу RS-232. Затем передает ее через согласующее устройство 19, являющееся оптронной развязкой, в блок формирования команды «нажатия клавиши» 23, при этом однополярные импульсы с амплитудой 5В преобразуются в двуполярные импульсы с амплитудой ± 12В. Блок 23 проверяет соответствие серийного номера переносного пульта управления 5 и, при совпадении с ним в зависимости от информации о нажатой кнопке, формирует команду «нажатия клавиши». Происходит смена изображений «вперед-назад» на мониторе и, соответственно, проекционном экране 2.
Преобразователь напряжения 20 снимает напряжение с сигнальных линий последовательного порта 22 компьютера, понижает его до 5В, стабилизирует и подает на радиоприемник 17 и микроконтроллер 18.
Таким образом, из любой точки аудитории лектор, не используя клавиатуру компьютера, может управлять перемещением на проекционном экране изображений, генерируемых компьютером, «вперед-назад» и устанавливать любое нужное изображение, а лазерная указка позволяет с расстояния показывать элементы схем на проекционном экране.