کنترلر IR چیست؟
یک کنترلر مادون قرمز IR از سیگنالهای نوری استفاده می‌کند که از فرستنده‌ای که در یک انتهای کنترل از راه دور قرار دارد به گیرنده دستگاه الکترونیکی دیگر ارسال می‌شود.
این دستگاه‌ها شامل تلویزیون، استریو، پخش کننده دی وی دی، کنسول‌های بازی و غیره می‌باشد. کنترلر IR بخش عمده‌ای از بازار کار دستگاه‌های کنترل از راه دور را تشکیل می‌دهد. یک کنترلر IR امواج مادون قرمز کدگذاری شده را به یک گیرنده IR،جایی که آنها به دستورات دستگاه ترجمه می‌شوند، می‌فرستد. این فناوری بیشتر در کنترل از راه دور خانگی شناخته شده است، تقریباً از اواسط دهه 1980 هر دستگاه صوتی و تصویری خانگی را با قابلیت کنترل از راه دور تولید می‌کنند. علاوه بر تلویزیون‌ها، یک کنترل‌کننده IR می‌تواند تقریباً هر چیزی را که فرمان‌های دیجیتال را می‌پذیرد، از لوازم خانگی گرفته تا خودروها و سیستم‌های کامپیوتری، کنترل کند.
عملکرد کنترلر IR
ففناوری پشت کنترل کننده IR به طرز فریبنده‌ای ساده است. هنگامی که دکمه ای روی کنترل از راه دور فشار داده می‌شود، یک پانل روی دستگاه یک انفجار کوتاه از نور مادون قرمز ساطع می‌کند. این نور برای انسان نامرئی است. یک گیرنده در دستگاه مورد نظر، فلاش‌های نامرئی را می‌خواند و آنها را به یک فرمان ترجمه می‌کند. از بسیاری جهات، این مانند کد مورس عمل می کند، مجموعه ای از پالس‌های بلند و کوتاه که با یک فرمان مطابقت دارند.
در واقع عملکرد اصلی یک کنترلر IR یک لامپ یا مجموعه ای از لامپ‌ها در انتهای کنترلر IR است که دستورالعمل ها را با استفاده از نور مادون قرمز به دستگاه های الکترونیکی که مجهز به گیرنده این امواج هستند ارسال می‌کند. انواع مختلفی از کنترلر IR وجود دارد، از کم هزینه ترین آنها با تنها یک فرستنده IR تا واحدهای پیشرفته که دارای چندین فرستنده IR هستند. دستگاه‌های الکترونیکی سازگار با کنترلر IR دارای حسگرهایی در جلو هستند که می‌توانند نور مادون قرمز را تشخیص دهند و دستورالعمل‌ها را رمزگشایی کنند. این کدهای دستوری ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- روشن کردن
- افزایش یا کاهش صدا
- تغییر کانال
- باز کردن و پیمایش منوهای روی صفحه
دستگاه‌های الکترونیکی که مجهز به این تکنولوژی هستند کدهای دریافتی را به ریزپردازنده داخل دستگاه الکترونیکی منتقل می‌کنند. سپس ریزپردازنده کد را تفسیر و آن را به دستورالعمل‌های مناسب برای انجام ترجمه می‌کند.
محدودیت‌های کنترلر IR
در حالی که کنترلر IR به شما امکان می‌دهد وسایل الکترونیکی را بدون نیاز به بلند شدن از روی صندلی خود کنترل کنید، چند محدودیت برای آنها وجود دارد. از آن جایی که سیگنالهای مادون قرمز نور هستند، می‌توانند به راحتی مسدود می‌شوند. هر شیئی که جلوی عبور نور را بگیرد می‌تواند مانع از عبور سیگنالهای مادون قرمز نیز شده و به راحتی مانع کارکرد کنترلر IR شود. سیگنال برای انتقال صحیح بین فرستنده کنترلر IR و سنسور گیرنده دستگاه الکترونیکی به یک مسیر باز نیاز دارد. برد کلی این کنترلرهای IR به طور کلی ۳۰ فوت است و در این مسافت مابین فرستنده و گیرنده نباید هیچ شیئی وجود داشته باشد. مثلا شما نمی‌تواند از یک اتاق دیگر به دستگاه خود فرمان دهید.
البته چند راه وجود دارد که سازندگان کنترلر IR برای دور زدن این محدودیت ایجاد کرده‌اند. جالب است بدانید که همین راه‌ها برای رفع این محدودیت‌ها باعث طبقه بندی مدل‌های مختلف کنترلر IR شده است. یعنی انواع مختلفی از این کنترلر وجود دارد که هرکدام قابلیت‌های خود را برای رفع این محدودیت‌ها دارند. که البته این قابلیت‌ها رابطه مستقیم با افزایش قیمت کنترلرهای IR نیز دارد.
انواع کنترلر IR
تا کنون مدل‌های زیادی از کنترلرهای IR ساخته شده است. مدل‌های گرانتر آن شامل بیش از یک فرستنده است که معمولاً بین دو تا چهار فرستنده می‌باشد. و مدل‌های ارزانتر نیز از نوع ابتدایی و فقط با یک فرستنده می‌باشد. همچنین در مدل‌های پیشرفته‌تر این کنترلر از دستگاه‌های کمکی نیز استفاده شده که از امواج دیگری مانند امواج RF برای ارسال پیام و یا عبور از موانع استفاده می‌شود. همچنین بعضی مدل‌ها نیز برای حل مشکل برد پایین این کنترلر تغییراتی کرده‌اند. تمام این موارد باعث به وجود آمدن مدل‌های مختلفی از کنترلرهای IR شده‌اند که عبارتند از:
کنترلر IR ساده
این نوع کنترلر IR اولین و ساده ترین نوع آن است که دارای یک لامپ فرستنده مادون قرمز است. برد آن نهایتا ۳۰ فوت می‌باشد و قادر به ارسال امواج تنها در یک جهت است. برای استفاده از این نوع کنترلرها نباید هیچ شیئی که مانع عبور نور می‌شود مابین کنترلر و دستگاه گیرنده وجود داشته باشد.
این بدان معنی است که کنترل دستگاه گیرنده واقع در اتاقی متفاوت، کارساز نخواهد بود. دارا بودن ویژگی‌های فیزیکی نور بدین معناست که می‌توانید نور مادون قرمز را از روی اجسام یا دیوارهای یک اتاق منعکس کنید. به همین دلیل است که گاهی اوقات می‌توانید یک کنترلر IR ساده را به سمت پشت بگیرید، اما همچنان دستگاهی را که در جهت مخالف قرار دارد کنترل می‌کند.
هرچه سطح بازتابش بیشتر باشد، بازتاب نور مادون قرمز بیشتر خواهد بود. همچنین در مدل‌های جدیدتر کنترلرهای IR ساده از چند لامپ به جای یک لامپ برای ارسال امواج مادون قرمز استفاده شده است. به این صورت امواج در چندین جهت ارسال می‌شوند و هرکدام پس از برخورد به اجسام در صورت امکان منعکس می‌شوند. این روش باعث می‌شود امکان عبور از موانع افزایش یابد. حتی ممکن است از یک اتاق دیگر نیز بتوانید دستگاه را کنترل کنید. اما همه چیز به سطوح بازتاب نور در اطراف شما بستگی دارد. مثلا اگر در فضای باز باشید که دیواری وجود نداشته باشد امکان رسیدن امواج به دستگاه گیرنده فقط درصورتی که کنترلر را مستقیم به سمت دستگاه گیرنده نشانه بگیرید وجود دارد.
کنترلر IR تکرار شونده
این نوع کنترلر در واقع همان نوع ساده آن است با این تفاوت که در این نوع از یک دستگاه تکرار کننده امواج IR بین کنترلر و دستگاه گیرنده استفاده می‌شود. دستگاه تکرار کننده، امواج IR را از کنترلر IR ساده دریافت و آنها را به صورت امواج IR به دستگاه گیرنده ارسال می‌کند. این کار برای افزایش برد کنترلر و یا از گذر از موانع استفاده می‌شود. مانند کنترل کردن دستگاه از یک اتاق دیگر.
کنترلر IR بر پایه RF
فرکانس رادیویی یا فناوری RF یک شکل موج مدوله شده در طیف فرکانس رادیویی است. کنترل از راه دور با استفاده از فناوری فرکانس رادیویی می‌تواند کدهای RF منحصر به فرد را به جای امواج مادون قرمز به دستگاه میزبان منتقل کند. دستگاه‌های الکترونیک قابلیت دریافت و تفسیر کدهای RF را ندارند و امواج IR را می‌شناسند. به همین دلیل دستگاه میزبان باید دارای یک گیرنده RF باشد که بتواند سیگنال RF را دریافت کند. سپس دستگاه گیرنده سیگنال را رمزگشایی کرده و آن دستورات را توسط امواج مادون قرمز به دستگاه اصلی ارائه می‌دهد.
فرکانس‌های انتقال استفاده شده توسط این نوع کنترلر از بسیاری از اشیاء مانند دیوارهای خانه معمولی گذر کرده و منتقل می‌شود. با این حال، دیوارهای بسیار ضخیم، یا دیوارهای ساخته شده با مواد متراکم تر مانند فلز، هر گونه انتقال سیگنال RF را محدود می‌کند. افزایش قدرت استفاده شده توسط این نوع کنترلر می‌تواند مسافت را افزایش دهد. سیگنال های RF معمولاً می‌توانند در فواصل بیشتری نسبت به IR مادون قرمز منتقل شوند. با استفاده از نیروی باتری مشابه به عنوان یک کنترلر IR، تفاوت فاصله ممکن است 30-40 فوت برای کنترلر IR ساده، و 100 فوت برای کنترلر IR برپایه RF برای همان عملیات در فضای باز باشد. یک کنترلر برپایه RF می تواند دستگاه اصلی را از هر اتاقی در خانه کنترل کند. درب بازکن‌های گاراژ معمولا از این نوع کنترلر استفاده می‌کنند.
کنترلر IR بر پایه WIFI
فناوری WiFi به عنوان روشی برای انتقال سیگنال کنترلی از طریق شبکه وای فای یا فراتر از آن اینترنت استفاده شده است. با وجود اینکه Wifi از فناوری فرکانس رادیویی استفاده می‌کند، اما کنترلر بر پایه Wifi پیچیده تر از کنترلر بر پایه RF استاندارد است. استفاده از کنترلر IR برپایه Wifi امکان اتصال به یک شبکه Wifi و بنابراین برقراری ارتباط با هر دستگاهی که به همان شبکه نیز متصل است را فراهم می‌کند. کنترل می‌تواند از داخل خانه یا محل کسب و کار و یا یک کشور دیگر صورت بگیرد. ارتباط به این صورت است که دستگاه کنترلر Wifi باید از طریق یک مودم و یا ارتباط کابلی همواره به اینترنت متصل باشد. سپس فرد کنترل کننده در هر مکانی که هست با دستگاهی که نرم افزار کنترلر روی آن تعریف شده است، مانند موبایل یا لپ تاپ، از طریق اینترنت به کنترلر Wifi متصل می‌شود.
سپس او می‌تواند از طریق کنترلر Wifiدستگاه گیرنده را کنترل کند. هر فرمانی را که به دستگاه بدهد. کنترلر آن را از طریق اتصال اینترنت صورت گرفته دریافت می‌کند و سپس آن دستورات را به صورت امواج مادون قرمز از طریق فرستنده IR خود به دستگاه گیرنده ارسال می‌کند. در استفاده از کنترلر IR برپایه Wifi دو محدودیت مهم کنترلرهای IR از بین رفته‌اند. یکی مسئله فاصله کنترلر و دستگاه گیرنده و دیگری مسئله وجود موانع مانند دیوارها بین کنترلر و دستگاه گیرنده، دیگر محدودیتی نخواهند به وجود آورد.
کنترلر IR ترکیبی URC
کنترلر IR ترکیبی چندین فن‌آوری کنترل معمولی را گرفته و آنها را در یک کنترل از راه دور ترکیب می‌کند. این معمولا برای برنامه های بسیار خاص انجام می‌شود. برای دستگاه‌های مصرف‌کننده، سیستم‌های خانگی و موارد استفاده سفارشی در دسترس هستند. این کنترلرها که به URC و یا کنترلرهای جهانی نیز معروف هستند، یک دستگاه کنترلر پیشرفته هستند که می‌توانند یک یا چند دستگاه مختلف را از طریق IR کنترل کنند. با استفاده از این نوع کنترلر دیگر نیاز به استفاده از چندین کنترلر برای دستگاه‌های مختلف ندارید. هر دستگاهی با هر نوع سیستم کنترل کننده‌ای را می‌توان از طریق تعریف کدهای آن دستگاه برای کنترلر URC از هر نقطه‌ای کنترل کرد. کنترلرهای URC در گذشته مشکلات زیادی داشتند.
اکثر آنها از تمامی کدها پشتیبانی نمی‌کردند و بسیاری از آنها کد ها را به صورت ناقص پردازش می‌کردند. برای استفاده از چند دستگاه مشکلاتی را به وجود می‌آوردند. مثلا با روشن کردن یک دستگاه امکان داشت دستگاه دیگری نیز همزمان روشن شود. یا فقط امکان کنترل بعضی از موارد مانند کم و زیاد کردن صدا برای یک دستگاه وجود داشت. امروزه اما کنترلرهای URC پیشرفته‌ترین نوع کنترل از راه دور هستند که توانایی اتصال از طریق وای فای را دارند و می‌توانند امواج RF و IR را نیز ارسال کند. دیگر خبری از مشکلات قدیمی در این کنترلرها نیست اما قیمت بسیار بالایی دارند.
قیمت کنترلر IR
فناوری مادون قرمز سال‌ها به عنوان فناوری اصلی انتقال در کنترل از راه دور استفاده می‌شود. از آن جایی که این یک فناوری معتبر و دقیق است، بسیار رایج است. بنابراین بسیاری از سازندگان دستگاه‌ها از فناوری مادون قرمز به عنوان فناوری اصلی کنترل از راه دور استفاده می‌کنند. این به معنای آن است که اجزای مورد استفاده در کنترلرهای IR به راحتی در دسترس سازندگان است. و همین باعث کاهش هزینه ساخت و همچنین هزینه تعمیر این کنترلرها گشته است. مدار کنترلر IR برای یک کنترل از راه دور اختصاصی استاندارد نسبتا ساده است. بنابراین هزینه فناوری IR در مقایسه با فناوری‌های جدیدتر یا پیچیده تر پایین است.
باید در نظر داشت که مانند هر نوع تولیدی، سطوح کیفی مختلفی از قطعات مورد استفاده برای ساخت یک کنترلر IR وجود دارد. این قطعات شامل برد PCB مورد استفاده، مواد مورد استفاده برای کنتاکت‌های الکتریکی، آی سی کنترل از راه دور، مدار مجتمع و اجزای پشتیبانی مانند LED مادون قرمز می‌باشد. قطعات با کیفیت بالاتر می تواند به معنای عملکرد بهتر و طول عمر بالاتر کنترلر باشد. این موارد نیز می‌تواند در قیمت یک کنترلر IR موثر باشند. اما به طور کلی این کنترلر ارزانترین نوع کنترلر است و نسبت به کارکرد ارزش خرید بالایی دارد.
باتری کنترلر IR
به طور معمول، عمر باتری یک کنترل از راه دور مادون قرمز بسیار بیشتر از عمر باتری کنترلرهای دیگر است. عمر باتری البته به میزان استفاده از ریموت، طراحی مدار و اجزای مورد استفاده و اینکه آیا کنترل از راه دور مادون قرمز گزینه هایی مانند نور پس زمینه یا نمایشگر LCD دارد بستگی دارد. توجه داشته باشید که کلیدهای درخشان که در تاریکی می‌درخشد بر عمر باتری تأثیر نمی‌گذارد. آنها انرژی لازم برای درخشش را از نور محیط در اتاق به دست می‌آورند.
اکثر ریموت های مادون قرمز اختصاصی از 2 تا 4 باتری استفاده می‌کنند که معمولاً اندازه AAA یا AA دارند. بسیاری از کنترلرهای IR از یک LED مادون قرمز (دیود ساطع نور) استفاده می‌کنند. این معمولاً برای استفاده در اکثر محیط‌هایی که فاصله از راه دور تا دستگاه حدود 30 تا 40 فوت (9 تا 12 متر) است، کافی است. برخی از ریموت ها با دو یا چند LED IR طراحی شده اند. برای این کنترل‌های از راه دور ممکن است باتری های بیشتری در مدار طراحی شود. این ریموت‌ها ممکن است از 4 باتری قلمی یا یک باتری کتابی استفاده کنند. از آنجایی که LED های مادون قرمز اضافی به انرژی بیشتری نیاز دارند، این بدان معناست که باتری‌ها سریعتر مصرف می‌شوند.
ماکروها
کنترلر IR قابل برنامه ریزی می‌تواند مادون قرمز، فرکانس رادیویی، Wifi یا ترکیبی باشد. قابل برنامه ریزی معمولاً به این معنی است که شخصی که از کنترل از راه دور استفاده می‌کند می‌تواند آن را با کدهایی برای کنترل دستگاه ها یا ایجاد عملکردهای پیچیده تری که ماکرو نام دارند برنامه ریزی کند. ماکروها عملکردهای متعددی هستند که به یکدیگر متصل شده و تنها با فشار دادن یک دکمه روی کنترل از راه دور فعال می‌شوند. ریموت‌های قابل برنامه ریزی را می‌توان از طریق رایانه با استفاده از ارتباط RS-232 یا USB یا از طریق بلوتوث، Wifi یا سایر پروتکل‌های ارتباطی بی سیم برنامه ریزی کرد. ماکروها گاهی اوقات می‌توانند مستقیماً روی کنترلر برنامه‌ریزی شوند، یا بر روی رایانه برنامه‌ریزی شوند و سپس به عنوان یک فایل در کنترلر بارگزاری شوند.
سخن آخر
کنترل‌های IR از جمله اولین و پردکاربردترین کنترلرهای مورد استفاده در دستگاه‌های الکترونیکی هستند. آنها انواع مختلفی دارند و تقریبا برای کنترل هر دستگاهی استفاده می‌شوند. فناوری کنترلر IR را می‌توان با فناوری‌های دیگر ترکیب نمود و محدودیت‌های استفاده از مادون قرمز را کمتر کرد و یا از بین برد. امروزه با ترکیب فناوری کنترلر IR با تکنولوژی روز دنیا می‌توان دستگاه‌ها را از هر مسافتی کنترل کرد. شما می‌توانید تلویزیون خانه خودتان را از یک کشور دیگر روشن و یا خاموش کرده و به راحتی آن را کنترل کنید.
کنترلرهای IR قیمت پایینی داشته و به دلیل گستردگی زیاد تمام قطعات آنها با قیمت پایین در دسترس می‌باشد. همچنین آنها مصرف انرژی بسیار پایینی دارند. در مدل‌های پیشرفته‌تر امکان کنترل تمام دستگاه‌ها در یک مکان توسط یک کنترل کننده IR وجود دارد.
