How Traditional Infrared Remote Controllers Work? Do We Still Need Them in the Era of Smart Homes?

【技術文】傳統紅外線遙控器如何運作? 智能家居時代還用嗎?

紅外線遙控器是屋企電器中普遍的控制技術之一。紅外線遙控器利用紅外線技術傳送指令,讓我們可以輕鬆遠距離掌控各種電器。如果你希望了解紅外線遙控器如何運作,這篇 Moorgenzine 文章就非常適合您。

這篇文章的精華重點:

  • 紅外線的基本原理
  • 紅外線遙控器的運作原理
  • 紅外線遙控器的優點與缺點
  • 紅外線遙控器的應用

紅外線的基本原理

紅外線,又稱為紅外光,是一種不可見光線,其波長範圍在 0.75 微米至 1.4 微米 (0.75 - 1.4 μm) 之間。紅外線按波長分為近紅外線、中紅外線、遠紅外線和極紅外線四種,而紅外線遙控器主要使用的是近紅外線,波長在 0.80 微米至 0.94 微米  (0.80 - 0.94 μm) 之間。

紅外線遙控器的運作原理

紅外線遙控器的運作原理相對簡單,主要是透過遙控器內的紅外發光二極管將我們輸入的指令 (即按鍵) 轉換成不可見的紅外線發射出去。這些紅外線訊號被電器上前置的紅外線接收器接收,然後轉換為可以理解的指令並執行,令我們可以遠距離控制屋企內電器。

紅外線的特點是波長與可見光不同,肉眼無法看見。遙控器上的紅外發射器件和紅外接收器件的最高波長一般在 0.80 微米到 0.94 微米 (0.80 - 0.94 μm) 之間,正好在近紅外光波段內。這種波長的吻合令紅外線遙控器可以達至較高的傳輸效率及可靠性。

紅外線遙控器的更深入原理

紅外線遙控訊號其實是一連串的二進制脈衝碼,通過特定的載波頻率進行數據調制和解調,提高發射效率和降低耗電量。

紅外線遙控器的發射電路使用紅外發光二極管發出調制的紅外光波,而接收電路則由紅外線接收二極管、三極管或矽光電池 (silicon photovoltaic cell) 組成。這些組件將接收到的紅外線光轉換為相應的電流訊號,並加以處理變成可以理解的指令並執行相關指令。

紅外線遙控器的優點與缺點

紅外線遙控器的優點在於成本低、使用方便,因此被廣泛地用於家庭電器。然而,紅外線遙控器也存在一些缺點,其中一個最主要的缺點是必須直線點對點遙控,並且傳輸距離相對較短,而遙控器與電器之間不能有障礙物。所以,如果紅外線遙控器與電器的距離較遠,或屋企很多雜物或轉角位,便很容易影響使用效果。

雖然如此,紅外線遙控器仍然是目前家庭電器中最主流的遙控方式,且短時間內難以被替代。為了提升使用體驗,加上智能家居的盛行,一些品牌也開始嘗試使用 Bluetooth 藍芽及 Wi-Fi 等技術來設計遙控器的輸出訊號。

紅外線遙控器的應用

大家最常接觸的紅外線遙控器必定是電視遙控器及冷氣機遙控器。而紅外線遙控器不僅常見於家庭電器,還被應用在一些被動的偵測感應器。例如,拿起電視機的遙控器,按下某個按鍵,燈泡便會亮起,這就是紅外線發射與接收的效果。

在遙控器中,發射器和接收器是最重要的組件,發射器使用紅外發光二極管,而接收器則有三隻腳,分別是負責電源的 VCC (3.3V)、接地用的 GND 及訊號輸出的 Out。

總體而言,紅外線遙控技術因其低成本、易用性及穩定性而在家庭電器中廣受運用。雖然現在有一些更新的技術如 Bluetooth 和 Wi-Fi 可作遙控,但紅外線遙控器仍然是目前的主流遙控器,在短期內難以被淘汰。

如你想了解如何將屋企電器變成智能電器,可參考:智能遙控器:控制全屋所有紅外線智能電器!

看完這篇 Moorgenzine 文章,相信您對於紅外線遙控器有更深入的了解。如果你對智能家居有任何疑問,歡迎隨時 聯絡 Moorgen 了解。另外,如你想親身體驗智能門鎖為你帶來的生活提升,可親臨 Moorgen 位於香港北角的陳列室,感受「真正的智能家居」。

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