איך להכין סמארטפון עם תכונות אינפרא אדום
משגרי אינפרא אדום (IR) היו בעבר נפוצים למדי בטלפונים ניידים מסוימים, בעיקר בשל הפרקטיות שלהם: שליטה בטלוויזיות, מזגנים, מקרנים ומכשירים אלקטרוניים אחרים כמו שלט רחוק אוניברסלי. עם זאת, בעידן המודרני, סמארטפונים רבים השמיטו משגרי אינפרא אדום עקב עיצוב, עלות ומגמות מינימליסטיות. למרות זאת, הצורך במשגרי אינפרא אדום נותר - במיוחד עבור משתמשים המעוניינים להשתמש בסמארטפונים שלהם כבקרי מכשירי חשמל ביתיים.
מאמר זה עוסק כיצד "להפוך סמארטפון לתומך באינפרא אדום" בשני הקשרים: (1) הוספת יכולות אינפרא אדום לסמארטפון קיים (הדרך הריאליסטית ביותר), ו-(2) סקירה טכנית אם ברצונכם לתכנן מכשיר סמארטפון שכבר כולל מגבר אינפרא אדום (מורכב יותר ובדרך כלל מבוצע רק על ידי יצרני/מהנדסי חומרה). שימו לב: הוספת חומרה פנימית לסמארטפון מודרני היא קשה מאוד ובעלת סיכון גבוה, ולכן אפשרויות חיצוניות מומלצות הרבה יותר.
-
1. הבנת יסודות האינפרא אדום בטלפונים חכמים
תכונת האינפרא אדום בסמארטפונים מורכבת בדרך כלל משני סוגים:
1. משדר IR (משדר)
משמש לשליחת אותות אינפרא אדום למכשירים אחרים (למשל, טלוויזיות/מזגנים). לזה מתכוונים לרוב כשאומרים "לסמארטפונים יש אינפרא אדום".
2. מקלט IR (מקלט)
משמש לקליטת אותות אינפרא אדום משלטים רחוקים או חיישנים אחרים. זה פחות נפוץ בסמארטפונים רגילים.
רוב השימושים היומיומיים (שלט רחוק של טלוויזיה/מזגן) דורשים שלט רחוק אינפרא אדום, לא מקלט.
משדר IR פועל על ידי פליטת אור אינפרא אדום מהבהב בתדר מסוים (לדוגמה, 38 קילוהרץ הנפוצים בשלטי טלוויזיה), עם תבנית "קוד" שהמכשיר המטרה מבין. לכן, הוא דורש:
– נורת LED אינפרא אדום (IR LED) כמשדר
– מעגל דרייבר ליצירת פולסים
– תוכנה/אפליקציה לבחירת קוד מרחוק (פרוטוקול IR)
-
2. הדרך הקלה ביותר: הוספת אינפרא אדום עם אביזר חיצוני
אם המטרה שלכם היא להפוך את הסמארטפון שלכם לשלט רחוק, זוהי הדרך ההגיונית, הזולה והבטוחה ביותר.
א. השתמשו ביציאת USB-C של IR Blaster (או Lightning לאייפון)
ישנם כיום דונגלים רבים של IR שמתחברים ל:
– USB-C (אנדרואיד)
– ברק (אייפון)
יש אפילו כאלה עם בלוטות', אבל USB בדרך כלל יציב ורספונסיבי יותר.
קלביחאן:
– בלי לפרק את הסמארטפון
- ניתן לשימוש בדגמים רבים
– בדרך כלל כבר קיימת אפליקציה נלווית
Kekurangan:
– חובה להביא דונגל קטן
– לפעמים יישום ברירת המחדל של הדונגל אינו שלם.
שלבי שימוש:
1. רכשו דונגל IR התואם ליציאת הטלפון שלכם.
2. התקינו את האפליקציה הנלווית מיצרן הדונגל.
3. בחר את סוג המכשיר (טלוויזיה/מזגן/ממיר/מקרן).
4. בצעו את תהליך הצימוד/בחירת הקוד: בדרך כלל האפליקציה תנסה מספר קודים עד שהמכשיר יגיב.
5. שמור את פרופיל השליטה מרחוק כדי שתוכל להשתמש בו בכל עת.
ב. השתמשו במכשיר IR מבוסס Bluetooth/Wi-Fi (Smart IR Hub)
זה לא "אינפרא אדום בסמארטפון", אלא הסמארטפון שולט ברכזת שפולטת אינפרא אדום.
קלביחאן:
– טווח טוב יותר (שליטה מרחוק דרך Wi-Fi)
- ניתן לשלוט במספר מכשירים בחדר אחד
– תומך לעתים קרובות באוטומציה (תזמון, שילוב בית חכם)
Kekurangan:
– צריך חשמל/מתאם
לא נייד כמו דונגל
שלבי שימוש:
1. מקמו את הרכזת בחדר ש"רואה" את מכשיר היעד (טלוויזיה/מזגן).
2. התחבר ל-Wi-Fi, ולאחר מכן התאם לאפליקציה.
3. הוסף מכשיר ובחר קוד IR.
4. השתמשו בטלפון החכם שלכם כשלט רחוק דרך האפליקציה.
-
3. אפשרות חצי-טכנית: הכנת "סמארטפון IR" עם דונגל DIY
אם אתם אוהבים פרויקטים של אלקטרוניקה, אתם יכולים להכין דונגל IR משלכם, למרות שזה דורש הבנה בסיסית של מיקרו-בקרים.
רכיבים נפוצים
– מיקרו-בקר קטן (למשל ESP32, ארדואינו קטן, או דומה)
– נורית LED אינפרא אדום (940nm נפוץ)
– דרייבר טרנזיסטור (להגברת הזרם לנורת ה-IR)
נגדים, לוח מודפס קטן ומארז
– חיבור לסמארטפון (USB-C עם מודול מתאים, או דרך בלוטות')
קונספט עבודה:
– הסמארטפון שולח פקודות (למשל "כפתור הפעלה של הטלוויזיה") למיקרו-בקר דרך חיבור טורי/בלוטות'.
– המיקרו-בקר מייצר אותות אינפרא-אדום בהתאם לפרוטוקול (NEC, RC5 וכו').
– נורית LED אינפרא אדום פולטת אות למכשיר.
קטאן פנטינג:
יצירת דונגל USB-C שמזוהה ישירות על ידי הטלפון שלך היא מורכבת יותר עקב פרוטוקול ה-USB וניהול מתח הכרוכים בכך. לכן, רבים מהמשתמשים שעושים זאת בעצמם בוחרים בדרך הפשוטה יותר של בלוטות': סמארטפון → בלוטות' → מיקרו-בקר → אינפרא-אדום.
-
4. אם אתם באמת רוצים לבנות סמארטפון עם IR מאפס
סעיף זה הוא רעיוני - בניית סמארטפון היא משימה עצומה, כמו תכנון מיני-מחשב עם רדיו סלולרי, צג, סוללה, מצלמה ומערכת הפעלה. אבל אם אתם מתמקדים ב"כיצד להוסיף מגבר IR לעיצוב סמארטפון", הנה סקירה טכנית.
א. חומרה נדרשת
1. נורת LED ודרייבר אינפרא אדום
– IR LED 940nm (נפוץ בשלטים רחוקים)
– דרייבר טרנזיסטור/MOSFET כך שהלד יוכל לפלוט אור חזק (השלט רחוק דורש בדרך כלל הספק שיא גבוה יותר)
– תקנות נוכחיות והגנה מפני חום
2. בקרת דופק
– רכיב ה-SoC (System-on-Chip) של הסמארטפון צריך לשלוט בתדר הנושא (בדרך כלל 38 קילוהרץ)
– בדרך כלל משתמש ב-PWM (אפנון רוחב פולס) ובמודולציית נתונים בנוסף לכך
3. מיקום פיזי
– לנורית ה-IR חייבת להיות "חלון" במסגרת הטלפון המאפשר מעבר של קרינת אינפרא אדום.
– מיקום אידיאלי בחלק העליון לכיוון קל לטלוויזיה/מזגן
4. ניהול צריכת חשמל
נורות LED אינפרא אדום יכולות למשוך זרם גדול למדי כאשר הן פולטות אור.
– יש לתכנן כך שלא יפגע ביציבות החשמל ולא יבזבז סוללה
ב. קושחה ותוכנה
1. מנהלי התקנים של ליבה/HAL (אנדרואיד)
– כך שהאפליקציה תוכל "לבקש" שידור אינפרא אדום
– באנדרואיד, יישומים ישנים יותר היו פופולריים בעבר (IR של הצרכן), אך התמיכה תלויה בספק/ROM
2. מסד נתונים של קודי IR
– קודים עבור מותגים שונים של מכשירים (טלוויזיה, מזגן וכו')
– ניתן להשתמש בספריות קוד פתוח או במסדי נתונים מסחריים
3. יישום מרחוק
– ממשק משתמש לבחירת מכשיר
– תכונת למידת קוד (אם יש מקלט IR), לוח זמנים, מאקרו (למשל "מצב צפייה": טלוויזיה דולקת, ממיר דולק, עוצמת קול 15)
ג. אתגר גדול
– רגולציה והסמכה: טלפונים חכמים חייבים לעבור בדיקות בטיחות, פליטות, תאימות אלקטרומגנטית והסמכת טלקומוניקציה.
– שילוב מערכת: הוספת רכיב קטן אחד (IR) יכולה להשפיע על האנטנה, עיצוב המסגרת, איטום המכשיר ופריסת המעגל המודפס.
– עלויות ייצור ושרשרת אספקה: יצרנים שוקלים את החזר ההשקעה (ROI); IR נחשב לעתים קרובות לתכונה נישה.
לכן, עבור יחידים או צוותים קטנים, הדרך הריאלית היא ליצור אביזר או לבחור סמארטפון שכבר כולל IR.
-
5. אלטרנטיבה מעשית: בחרו סמארטפון שכבר מצויד באינפרא אדום
אם עדיין לא רכשתם טלפון ו-IR הוא צורך עיקרי, הגישה הפשוטה ביותר היא לבחור דגם הכולל משגר IR מהיצרן. קווי טלפון מסוימים כללו בעבר משגרי IR. תכונה זו משולבת בדרך כלל עם אפליקציית שלט רחוק מובנית ומפותחת היטב.
טיפים בעת בחירה:
– ודאו שהמפרטים מזכירים "מפעיל IR" (לא "חיישן פנים IR").
– בדקו את הביקורות: האם ה-IR חזק ותואם למכשירים רבים.
– שימו לב למיקום ה-IR (עליון/תחתון של המסגרת), מכיוון שהוא משפיע על הנוחות.
-
6. טיפים לייעול השימוש באינפרא אדום בטלפונים חכמים
כדי למקסם את השימוש באינפרא אדום, הנה כמה טיפים מעשיים:
1. כוון ישירות אל המכשיר: IR דורש קו ראייה (בניגוד ל-Bluetooth/Wi-Fi).
2. השתמשו במרחק סביר: 2-8 מטרים הוא בדרך כלל אידיאלי, תלוי בעוצמת נורת ה-IR.
3. שמור מספר פרופילים: לדוגמה "טלוויזיה בסלון", "מזגן בחדר", "מקרן משרדי".
4. צור מאקרו: אם היישום תומך בכך, שלב מספר פקודות בו זמנית.
5. שקלו רכזת IR לבית: אם אתם רוצים שליטה מחדרים אחרים או אוטומציה.
-
מסקנה
הדרך הריאליסטית ביותר "לבנות סמארטפון התומך באינפרא אדום" היא להוסיף אינפרא אדום באמצעות אביזר חיצוני, כגון דונגל USB-C/Lightning או רכזת אינפרא אדום מבוססת Wi-Fi/Bluetooth. שיטה זו בטוחה, זולה ולא תגרום נזק למכשיר. אם אתם רוצים לעשות זאת בעצמכם, תוכלו לבנות משדר אינפרא אדום מבוסס מיקרו-בקר הנשלט מהסמארטפון שלכם באמצעות Bluetooth. בניית סמארטפון מאפס באמצעות משדר אינפרא אדום כרוכה בתכנון חומרה מורכב, מנהלי התקנים של תוכנה, הסמכה ואינטגרציה - בדרך כלל נחלתם של היצרנים.
אם תגיד לי איזה סוג סמארטפון אתה משתמש בו (אנדרואיד/אייפון, דגם) והמטרה העיקרית של ה-IR שלו (טלוויזיה, מזגן או מכשיר אחר), אוכל להמליץ על הפתרון המתאים ביותר יחד עם אפשרויות מכשיר ספציפיות יותר ושלבי התקנה.
