Điều khiển từ xa hoạt động như thế nào?

Trong sử dụng các thiết bị điện, chúng ta có hai loại điều khiển từ xa khác nhau: một loại sử dụng tia hồng ngoại IR (Infrared Remote), một loại sử dụng tần số vô tuyến RF (Radio Frequency).

Điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại (Infrared Remote - IR)

Đây là loại điều khiển từ xa phổ biến nhất trong sử dụng các thiết bị điện gia đình. Chúng gồm các bộ phận cơ bản: Các nút bấm trên mặt điều khiển; bảng mạch tích hợp; các núm tiếp điểm; diode phát quang (đèn LED).

Đèn LED phía đầu điều khiển từ xa, nơi phát tín hiệu

Điều khiển từ xa sử dụng tia hồng ngoại để truyền tín hiệu đến thiết bị mà nó điều khiển. Nếu bạn nhìn kĩ phía đầu của chiếc điều khiển, bạn sẽ thấy điểm nhỏ (đèn LED) để phát ra tia hồng ngoại. Điều khiển từ xa đóng vai trò như bộ phát tín hiệu, phát ra các xung ánh sáng hồng ngoại mang các mã số nhị phân cụ thể. Các mã này đại diện cho các lệnh, chẳng hạn như bật/tắt nguồn, tăng/giảm âm lượng hoặc chuyển kênh.

Quy trình cụ thể như sau: Khi bạn bấm một nút, chẳng hạn “tăng âm lượng”, nó sẽ chạm vào núm tiếp điểm bên dưới và nối kín một mạch tăng âm lượng trên bản mạch tích hợp. Tiếp đó, các mạch này gửi tín hiệu đến đèn LED nằm phía trước. Từ đây, đèn LED phát ra một chuỗi xung ánh sáng chứa các mã nhị phân (gồm những dãy số 1 và 0) tương ứng với lệnh “tăng âm lượng”. 

Ở thiết bị điện (như tivi, máy điều hòa…), mặt trước sẽ có bộ cảm biến tia hồng ngoại để nhận tín hiệu từ điều khiển từ xa. Mắt người không thể nhìn được tia hồng ngoại này. Sau khi xác minh mã địa chỉ này xuất phát đúng từ chiếc điều khiển của mình, thiết bị điện sẽ giải mã các xung hồng ngoại của ánh sáng thành các dữ liệu nhị phân để bộ vi xử lý bên trong thiết bị điện có thể hiểu được và thực hiện các lệnh tương ứng.

Điều khiển từ xa (remote) sử dụng phổ biến trong gia đình

Các điều khiển từ xa IR sử dụng rất ít năng lượng. Tuy nhiên, điều khiển từ xa IR sử dụng đèn LED để truyền tia hồng ngoại nên có một số hạn chế về tầm hoạt động. Vì ánh sáng được sử dụng để truyền tín hiệu, nên điều khiển từ xa IR cần một đường dẫn thẳng, mở giữa bộ phận phát và bộ phận thu, có nghĩa là tín hiệu không thể truyền xuyên qua bức tường hoặc vòng qua các góc. Chúng cũng có phạm vi hoạt động giới hạn chỉ khoảng 10 mét. Chúng chỉ hoạt động tốt khi bạn trỏ thẳng hay gần vị trí bộ phận thu của thiết bị điện cần điều khiển.

Điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến (Radio Frequency - RF)

Nếu điều khiển từ xa IR chỉ dùng trong nhà thì điều khiển từ xa RF lại dùng cho nhiều vật dụng phạm vi rộng hơn như thiết bị mở cửa garage ô tô, các loại đồ chơi điện tử từ xa,…

Nguyên lý hoạt động của loại điều khiển từ xa RF cũng gần tương tự như điều khiển IR nhưng thay vì gửi đi các tín hiệu bằng tia hồng ngoại, nó sẽ truyền các mã nhị phân thông qua sóng vô tuyến. Bộ phận thu sóng vô tuyến trên thiết bị được điều khiển nhận tín hiệu và giải mã nó.

Lợi thế lớn nhất của điều khiển RF là phạm vi truyền sóng rộng, có thể hoạt động ở khoảng cách đến 30 mét với thiết bị cần điều khiển, đồng thời có thể điều khiển xuyên tường, kính…

Tuy nhiên, điều khiển từ xa RF cũng có hạn chế đó là tín hiệu vô tuyến (phát thanh, truyền hình, điện thoại di động, internet không dây…) có mặt khắp nơi với các tần số khác nhau, dễ gây nhiễu sóng.

Để giải quyết vấn đề nhiễu sóng, người ta thiết lập các điều khiển từ xa RF chỉ truyền ở các tần số đặc biệt cụ thể, hoặc nhúng mã địa chỉ kỹ thuật số của thiết bị nhận vào trong các tín hiệu vô tuyến. Điều này giúp bộ thu vô tuyến trên thiết bị hồi đáp tín hiệu tương ứng một cách chính xác.