كيف يعمل جهاز التحكم عن بعد ؟
كانت اولى اجهزة التحكم عن بعد تستعمل ترددات امواج الراديو ( radio-frequency ) وكانت تستخدم لتوجيه السفن الحربية الالمانية الى سفن الحلفاء ، واستخدمت في الحرب العالمية الاولى لاول مرة لتفجير القنابل عن بعد. افرزت نهاية الحروب الكبرى تقنيات رائعة و لكن لا مكان لتطبيقها. بعد ستين عاما، مازال البعض منا يقضي ساعة في البحث عن جهاز التحكم عن بعد قبل أن يتذكر أن هناك أزرار لجهاز التلفزيون.
1) اجهزة التحكم عن بعد بالاشعة الحمراء (Infrared Remote Controls) :
تهيمن اجهزة التحكم عن بعد IR (التي تستحدم الاشعة تحت الحمراء ) على اغلب التطبيقات المنزلية ، المبدا الأساسي لعمل جهاز التحكم عن بعد(IR) هو استخدام الضوء لنقل الإشارات بين جهاز التحكم عن بعد، والجهاز المستقبل.
يرسل جهاز التحكم عن بعد (IR) نبضات (pulses) من الاشعة التحت الحمراء والتي تمثل رموز بالنظام الثنائي (binary codes) . يوافق كل رمز مرسل امر من الاوامر مثل اطفاء واشعال الجهاز ، زيادة حجم الصوت وغيرها من الاوامر المختلفة ، يقوم جهاز الاستقبال في التلفاز بتفكيك الرموز المرسلة عبر النبضات الضوئية الى بيانات بالنظام الثنائي ( واحد و صفر فقط ) وترسل الى المعالج (microprocessor) الذي يقوم بتنفيذ الاوامر الموافقة.
لاخد فكرة افضل عن طريقة عمل الجهاز ، دعنا نلقي نظرة داخل جهاز تحكم قياسي .
الاجزاء الاساسية لجهاز التحكم عن بعد هي :
2) المعالجة :
ان الضغط على ازرار جهاز التحكم عن بعد يؤدي الى اطلاق سلسلة من الاحداث لتنفيذ امر من الاوامر ، هذه العملية تتم – تقريبا – كالاتي :
1- عندما تضغط على زر زيادة حجم الصوت -مثلا- ، يضغط رز الاتصال تحته مما يؤدي الى غلق الدارة الكهربائية لزيادة الصوت فتتحسس الدارة المدمجة ذلك .
2- الدائرة المدمجة ترسل الرمز الموافق “لرفع الصوت” بالنظام الثنائي (binary code) إلى الصمام في الجزء الأمامي من جهاز التحكم عن بعد.
3- يقوم الصمام الثنائي الضوئي بارسال النبضات الضوئية الموافقة للرمز المرسل من طرف الدارة المدمجة والموافق لامر ” زيادة الصوت “.
ومن الامثلة ، نجد بروتوكول شركة سوني (SONY) والتي يحتوي الاكواد المستعملة في جهاز التلفاز والاوامر الموافقة .
Button Code 1 000 0000 2 000 0001 3 000 0010 4 000 0011 Channel up 001 0000 Channel down 001 0001 Power on 001 0101 Power off 010 1111 Volume up 001 0010 Volume down 0010011 تحتوي الاشارة المرسلة على اكثر من امر تنفيذ امر زيادة الصوت وانما يحتوي على اوامر اخرى هي :
عند استقبال الأشعة تحت الحمراء من طرف التلفزيون ، يقوم جهاز الاستقبال بالتأكد من رمز العنوان الذي من المفترض أنه لتنفيذ هذا الأمر ، يقوم جهاز الاستقبال بالعملية العكسية لجهاز التحكم عن بعد حيث يقوم بتحويل الاشارات الملتقطة الى اشارات كهربائية للرمز (0010010) ( عد الى جدول الرموز ) ويرسلها الى المعالج الرئيسي والذي يقوم بتنفيذ امر زيادة الصوت، يقوم امر التوقف باشعار المعالج متى يوقف العملية .
يتمتع هذا النوع من اجهزة التحكم عن بعد بمزايا جيدة جعلته يصمد لمدة 25 سنة ، الا ان له حدود تتعلق بطبيعة الاشعة الحمراء المستعملة . اولا ، يترواح نطاق هذه الاشعة بحوالي 30 قدما ( 10 امتار ) كما انها تحتاج الى ما يعرف بخط البصر (line-of-sight) وهذا يعني ان الاشعة تحت الحمراء لا يمكنها المرور عبر الجدران او بطريقة منحنية – هذا يعني انك تحتاج لتوجيهها بخط مستقيم نحو الجهاز المستقبل ) . ثانيا ، مشكلة التداخل ما بين الاشعة لان هناك مصادر يومية تصدر نفس الاشعاعات ومن بينها :ضوء الشمس، مصابيح الفلورسنت والجسم البشري.
لتفادي هذه المشكلة ، فان جهاز الاستقبال لدى التلفاز يقوم باستقبال الامواج ذو اطوال محددة فقط وهي عادة 980 نانومتر ، كما انها تحتوي على مرشحات تقوم باعاقة استقبال الامواج الاخرى .
ومع ذلك، يمكن لضوء الشمس ان يسبب مشكلة لانها تصدر امواجا بنفس الطول ( اي 980 نانومتر) ، ولحل هذه المشكلة ، صمم جهاز الاستقبال بحيث يقوم باستقبال الامواج ذو ترددات محددة ، رغم ان هذا الحل لا يعمل بشكل مثالي الا انه يساهم كثيرا في تقليل تاثير مشكلة التداخل ( interference).
هناك نوع اخر من اجهزة التحكم عن بعد وهي تستخدم امواج الراديو بدلا من الامواج تحت الحمراء ، اذا كنت تملك مراب مع فاتح ابواب اوتوماتيكي فانك تملك هذا النوع من اجهزة التحكم عن بعد .
m/n
كانت اولى اجهزة التحكم عن بعد تستعمل ترددات امواج الراديو ( radio-frequency ) وكانت تستخدم لتوجيه السفن الحربية الالمانية الى سفن الحلفاء ، واستخدمت في الحرب العالمية الاولى لاول مرة لتفجير القنابل عن بعد. افرزت نهاية الحروب الكبرى تقنيات رائعة و لكن لا مكان لتطبيقها. بعد ستين عاما، مازال البعض منا يقضي ساعة في البحث عن جهاز التحكم عن بعد قبل أن يتذكر أن هناك أزرار لجهاز التلفزيون.
في هذه المقالة، سنقوم بدراسة تكنولوجيا الأشعة تحت الحمراء المستخدمة في معظم اجهزة التحكم للاجهزة المنزلية، واظهار الفرق بين اجهزة التحكم IR و RF ، ومعرفة الفرق بين الاجهزة العالمية (universal) واجهزة التعلم الذاتي (learning) .1) اجهزة التحكم عن بعد بالاشعة الحمراء (Infrared Remote Controls) :
تهيمن اجهزة التحكم عن بعد IR (التي تستحدم الاشعة تحت الحمراء ) على اغلب التطبيقات المنزلية ، المبدا الأساسي لعمل جهاز التحكم عن بعد(IR) هو استخدام الضوء لنقل الإشارات بين جهاز التحكم عن بعد، والجهاز المستقبل.
يرسل جهاز التحكم عن بعد (IR) نبضات (pulses) من الاشعة التحت الحمراء والتي تمثل رموز بالنظام الثنائي (binary codes) . يوافق كل رمز مرسل امر من الاوامر مثل اطفاء واشعال الجهاز ، زيادة حجم الصوت وغيرها من الاوامر المختلفة ، يقوم جهاز الاستقبال في التلفاز بتفكيك الرموز المرسلة عبر النبضات الضوئية الى بيانات بالنظام الثنائي ( واحد و صفر فقط ) وترسل الى المعالج (microprocessor) الذي يقوم بتنفيذ الاوامر الموافقة.
لاخد فكرة افضل عن طريقة عمل الجهاز ، دعنا نلقي نظرة داخل جهاز تحكم قياسي .
الاجزاء الاساسية لجهاز التحكم عن بعد هي :
- ازرار الضغط.
- دارة مدمجة (Integrated circuit ).
- ازرار الاتصال .
- صمام ثنائي ضوئي (Integrated circuit )
2) المعالجة :
ان الضغط على ازرار جهاز التحكم عن بعد يؤدي الى اطلاق سلسلة من الاحداث لتنفيذ امر من الاوامر ، هذه العملية تتم – تقريبا – كالاتي :
1- عندما تضغط على زر زيادة حجم الصوت -مثلا- ، يضغط رز الاتصال تحته مما يؤدي الى غلق الدارة الكهربائية لزيادة الصوت فتتحسس الدارة المدمجة ذلك .
2- الدائرة المدمجة ترسل الرمز الموافق “لرفع الصوت” بالنظام الثنائي (binary code) إلى الصمام في الجزء الأمامي من جهاز التحكم عن بعد.
3- يقوم الصمام الثنائي الضوئي بارسال النبضات الضوئية الموافقة للرمز المرسل من طرف الدارة المدمجة والموافق لامر ” زيادة الصوت “.
ومن الامثلة ، نجد بروتوكول شركة سوني (SONY) والتي يحتوي الاكواد المستعملة في جهاز التلفاز والاوامر الموافقة .
Button Code 1 000 0000 2 000 0001 3 000 0010 4 000 0011 Channel up 001 0000 Channel down 001 0001 Power on 001 0101 Power off 010 1111 Volume up 001 0010 Volume down 0010011 تحتوي الاشارة المرسلة على اكثر من امر تنفيذ امر زيادة الصوت وانما يحتوي على اوامر اخرى هي :
- امر البداية .
- امر زيادة حجم الصوت.
- عنوان الجهاز (لكل جهاز استقبال عنوان خاص به ).
- امر التوقف ( حالما تنزع يدك من زر الضغط ).
عند استقبال الأشعة تحت الحمراء من طرف التلفزيون ، يقوم جهاز الاستقبال بالتأكد من رمز العنوان الذي من المفترض أنه لتنفيذ هذا الأمر ، يقوم جهاز الاستقبال بالعملية العكسية لجهاز التحكم عن بعد حيث يقوم بتحويل الاشارات الملتقطة الى اشارات كهربائية للرمز (0010010) ( عد الى جدول الرموز ) ويرسلها الى المعالج الرئيسي والذي يقوم بتنفيذ امر زيادة الصوت، يقوم امر التوقف باشعار المعالج متى يوقف العملية .
يتمتع هذا النوع من اجهزة التحكم عن بعد بمزايا جيدة جعلته يصمد لمدة 25 سنة ، الا ان له حدود تتعلق بطبيعة الاشعة الحمراء المستعملة . اولا ، يترواح نطاق هذه الاشعة بحوالي 30 قدما ( 10 امتار ) كما انها تحتاج الى ما يعرف بخط البصر (line-of-sight) وهذا يعني ان الاشعة تحت الحمراء لا يمكنها المرور عبر الجدران او بطريقة منحنية – هذا يعني انك تحتاج لتوجيهها بخط مستقيم نحو الجهاز المستقبل ) . ثانيا ، مشكلة التداخل ما بين الاشعة لان هناك مصادر يومية تصدر نفس الاشعاعات ومن بينها :ضوء الشمس، مصابيح الفلورسنت والجسم البشري.
لتفادي هذه المشكلة ، فان جهاز الاستقبال لدى التلفاز يقوم باستقبال الامواج ذو اطوال محددة فقط وهي عادة 980 نانومتر ، كما انها تحتوي على مرشحات تقوم باعاقة استقبال الامواج الاخرى .
ومع ذلك، يمكن لضوء الشمس ان يسبب مشكلة لانها تصدر امواجا بنفس الطول ( اي 980 نانومتر) ، ولحل هذه المشكلة ، صمم جهاز الاستقبال بحيث يقوم باستقبال الامواج ذو ترددات محددة ، رغم ان هذا الحل لا يعمل بشكل مثالي الا انه يساهم كثيرا في تقليل تاثير مشكلة التداخل ( interference).
هناك نوع اخر من اجهزة التحكم عن بعد وهي تستخدم امواج الراديو بدلا من الامواج تحت الحمراء ، اذا كنت تملك مراب مع فاتح ابواب اوتوماتيكي فانك تملك هذا النوع من اجهزة التحكم عن بعد .
m/n
