สัญญาณสื่อสารที่ใช้ในอุปกรณ์สมาร์ทโฮม (แบบไม่วิชาการ)

คงไม่มีใครไม่รู้จักสัญญาณ Wifi แน่ๆในยุคสมัยนี้ ประโยชน์ของ Wifi ไม่ใช่แค่ใช้เล่นอินเตอร์เน็ต แต่ยังถูกนำมาใช้ในการสื่อสารของอุปกรณ์สมาร์ทโฮมด้วย
.
แต่ก็ยังมีสัญญาณอื่นๆอีกที่ถูกใช้ในสมาร์ทโฮม ซึ่งบทความนี้จะพูดถึงข้อดี-ข้อเสียและการนำไปใช้งานของสัญญาณต่างๆ (สรุปคร่าวๆก่อนดังนี้)
.
-Wifi: ส่งข้อมูลปริมาณมากแต่เปลืองพลังงาน
-Zigbee: ส่งข้อมูลน้อยแต่ประหยัดพลังงาน
-Bluetooth: ส่งข้อมูลปานกลางและใช้พลังงานต่ำ
-Radio Frequency (RF): อุปกรณ์ราคาไม่แพง เทคโนโลยีเก่าแก่ที่ทรงพลังแต่ไม่พึ่งเกตเวย์
-Infrared (IR): ทุกคนล้วนใช้มันควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน เข้าใจมันให้มากขึ้นนะ
-Z-Wave: ไม่กล่าวถึงในที่นี้ (ในไทยคนใช้น้อย)

———————————–

[สัญญาณ Wifi]
เวลาเราอยากเล่นอินเตอร์เน็ต เราแค่ใช้มือถือต่อกับ “สัญญาณ Wifi” ที่ถูกปล่อยออกมาจากกล่องที่มีกันแทบทุกบ้านจากผู้ให้บริการอินเตอร์เน็ตนั่นคือ เราเตอร์ ซึ่งจะเชื่อมต่อพาเราไปสู่โลกแห่งอินเตอร์เน็ตภายนอก
และเช่นเดียวกัน ถ้าอุปกรณ์สมาร์ทโฮม (Door sensor, หลอดไฟสมาร์ท เป็นต้น) ของเราเชื่อมต่อกับสัญญาณ Wifi อยู่ ตัวอุปกรณ์เองก็สามารถสื่อสารกับโลกอินเตอร์เน็ตภายนอกได้เช่นเดียวกัน (หลักๆคือสื่อสารกับ Server ของผู้ให้บริการสมาร์ทโฮม)
และเมื่อมือถือของเรากับอุปกรณ์สมาร์ทโฮมของเราเชื่อมต่อกับเราเตอร์ตัวเดียวกัน เราก็สามารถสื่อสารกับอุปกรณ์ได้ผ่านเราเตอร์ที่เหมือนเป็นจุดเชื่อมต่อโดยไม่ต้องออกไปสู่โลกอินเตอร์เน็ตก็ได้ ดังนั้นแม้ผู้ให้บริการอินเตอร์เน็ตจะล่มไปแต่สัญญาณ Wifi ในบ้านยังอยู่ เราก็สามารถสื่อสารกับอุปกรณ์ได้เช่น สั่งเปิดปิดไฟ เป็นต้น
.
เพราะฉะนั้นถ้าจะเรียกเราเตอร์ว่าเป็น “Gateway เกตเวย์” ตัวนึงก็คงไม่แปลกอะไร มันก็ทำหน้าที่เหมือนจุดเชื่อมต่อในเครือข่ายนึงที่ต้องการสื่อสารกัน และเครือข่ายนั้นก็ใช้สัญญาณชนิดนึงที่ชื่อ Wifi

———————-

-สัญญาณที่ใช้ในการสื่อสารไม่ได้มีแค่ Wifi-
.
สัญญาณ Wifi ไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่ออุปกรณ์สมาร์ทโฮมโดยตรง จุดเด่นของมันคือการส่งข้อมูลปริมาณมากได้ทำให้เราดู Youtube ได้ไม่สะดุด ดาวน์โหลดข้อมูลปริมาณมากได้อย่างรวดเร็ว แต่ข้อเสียหลักของมันคือการใช้พลังงานเปลือง
.
อุปกรณ์สมาร์ทโฮมที่เราใช้กันส่วนใหญ่ไม่ได้ต้องการส่งข้อมูลปริมาณมาก เช่น Door sensor เมื่อมีคนเปิดประตูก็ต้องการส่งข้อมูลแค่ว่า “เปิด” ซึ่งจะส่งด้วยสัญญาณ Wifi ก็ได้ แต่ถ้าเรามีสัญญาณอื่นที่กินไฟน้อยและส่งข้อมูลเท่าที่จำเป็นได้ไม่ดีกว่าเหรอ

———————-
[สัญญาณ Zigbee]

ถ้าเรามองว่าสัญญาณ Zigbee เป็นแค่สัญญาณแบบนึงที่ใช้ในการสื่อสารเช่นเดียวกับ Wifi ไม่ต้องสนว่ามันจะมีความถี่เท่าไหร่ ใช้มาตรฐานไหน อัตราการส่งข้อมูลเท่าไหร่แล้ว โดยการทำงานแล้วมันก็ไม่ได้ต่างกับการทำงานของ Wifi เท่าไหร่นัก
.
ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ Zigbee ก็ต้องมีจุดเชื่อมต่อคือ Gateway แบบเดียวกับที่ Wifi ก็ต้องใช้เราเตอร์เป็นจุดเชื่อมต่อ อุปกรณ์ Zigbee จึงจะสามารถสื่อสารกันเองผ่าน Gateway เฉพาะของตัวเองได้ (โดยไม่พึ่งอินเตอร์เน็ต(*)) และสร้างเครือข่ายของตัวเอง แต่เพียงเท่านี้มันไม่สามารถสื่อสารกับเราได้และเราก็ควบคุมมันไม่ได้
หากเราจะเข้าควบคุมอุปกรณ์ Zigbee นั่นคือเราต้องให้ Gateway ของ Zigbee เชื่อมต่อผ่านอินเตอร์เน็ต (ผ่าน Wifi หรือ LAN) เพื่อสื่อสารกับโลกภายนอกและทำการรับส่งข้อมูลกับเราซึ่งข้อมูลต่างๆจะถูกแสดงบนแอพในมือถือ
(*) เนื่องจากไม่ใช้อินเตอร์เน็ต อุปกรณ์ Zigbee ด้วยกันเองจึงยังคงทำงานตามออโตเมชั่นที่ตั้งไว้แล้วได้แม้ไม่มีอินเตอร์เน็ต
.
จุดเด่นของ Zigbee คือการใช้พลังงานต่ำในการส่งข้อมูลและระยะการเชื่อมต่อที่ไกล (และยังมีการเชื่อมต่อแบบ Mesh network ที่แต่ละอุปกรณ์ทำหน้าที่เป็นตัวกลางขยายสัญญาณให้กับตัวอื่นได้ สร้างความเสถียรในการรับส่งและระยะเชื่อมต่อที่ไกลขึ้นได้) แม้จะมีข้อเสียคือการส่งข้อมูลได้ปริมาณน้อย แต่สำหรับอุปกรณ์สมาร์ทโฮมที่ไม่ได้ต้องการปริมาณข้อมูลมาก สัญญาณ Zigbee จึงถูกนำมาใช้ในสมาร์ทโฮมได้เป็นอย่างดี

———————-

-คำแนะนำจากเพจ-
สำหรับเพจเบื้องหลังสมาร์ทโฮมจะแนะนำต่อผู้เริ่มต้นสมาร์ทโฮมว่า ถ้าอยากลองเริ่มต้นสมาร์ทโฮม เราไม่จำเป็นต้องใช้ทรัพยาการให้สิ้นเปลือง เพียงใช้อุปกรณ์สมาร์ทโฮมแบบ Wifi เชื่อมต่อผ่านสัญญาณ Wifi ด้วยเราเตอร์ที่มีอยู่แล้วก็สามารถเริ่มต้นสมาร์ทโฮมได้
แต่ถ้าเห็นชัดเจนว่ากำลังจะไปทางเซนเซอร์เป็นหลักเช่น Door sensor, Motion sensor ซึ่งในทางปฏิบัติเซนเซอร์พวกนี้ใช้ถ่านเป็นส่วนใหญ่ (เพราะสะดวกในการติดตั้ง) ก็จะแนะนำให้ใช้อุปกรณ์ Zigbee เพราะประหยัดถ่านมากไม่ต้องมาไล่เปลี่ยนถ่านกันบ่อยเท่าแบบ Wifi นอกจากนี้ในทางปฏิบัติอุปกรณ์แบบใช้ถ่านของ Zigbee จะตอบสนองเร็วกว่าของ Wifi (**) ซึ่งถ้าไม่อยากรู้สึกหน่วงก็ยิ่งควรใช้อุปกรณ์ Zigbee เป็นอย่างยิ่ง
.
(**) เรื่องความเร็วของสัญญาณ Zigbee ที่ว่าเร็วกว่าสัญญาณ Wifi นั้นเป็นเรื่องที่เข้าใจผิด จริงๆแล้วสัญญาณทั้ง 2 แบบความเร็วพอๆกัน (จากการใช้งานจริง) แต่เนื่องจากอุปกรณ์ Wifi มีจุดอ่อนด้านการใช้พลังงานสิ้นเปลือง กรณีอุปกรณ์ Wifi แบบใช้ถ่านจึงถูกตั้งค่ามาแบบหน่วงๆคอยแต่จะเข้าโหมดสลีป ตรวจจับแบบเว้นระยะเวลาห่างๆ เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ Zigbee แล้วจึงหน่วงกว่าอย่างเห็นได้ชัด แต่หากเลือกใช้อุปกรณ์ Wifi ที่เสียบปลั๊กตลอดเวลา ผู้ผลิตสามารถตั้งค่าให้เร็วที่สุดก็ได้ซึ่งเร็วพอๆกับอุปกรณ์ Zigbee (ท่านใดอยากใช้ Wifi PIR Motion sensor เสียบปลั๊กแบบตรวจจับปุ๊บไฟติดปั๊บติดต่อมาได้ครับ)

———————-

[สัญญาณ Bluetooth]
Bluetooth ก็เป็นอีกหนึ่งสัญญาณที่ใช้ในการสื่อสารที่มีมานาน ปัจจุบันมีการพัฒนา BLE (Bluetooth Low Energy) ที่ทำให้ใช้พลังงานต่ำยิ่งเหมาะสมกับการใช้เชื่อมต่ออุปกรณ์สมาร์ทโฮมในบ้าน ปริมาณการส่งข้อมูลก็ไม่น้อยเลยเมื่อเทียบกับ Zigbee แต่ก็ไม่เท่า Wifi ซึ่งน่าจะเป็นคู่แข่งที่ดีกับ Zigbee ได้และถูกใช้อย่างกว้างขวางขึ้น หากจะหาจุดที่แพ้ก็คงเป็นเรื่องระยะการเชื่อมต่อ แต่ด้วยเทคโนโลยี Bluetooth ปัจจุบันจากที่ใช้งานอยู่ การเชื่อมต่อภายในบ้านก็ไม่ได้เป็นปัญหามากนัก
.
การทำงานก็เหมือนกับสัญญาณที่กล่าวมาข้างต้น มีการใช้ Gateway เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อ แต่เนื่องจากในมือถือหรือคอมพิวเตอร์ของเรามักจะมี Bluetooth (Host) ติดมากันแทบทุกเครื่องอยู่แล้ว เราก็สามารถทำให้มือถือเราเปรียบเสมือนเป็น Gateway เชื่อมต่อไปในตัว ซึ่งก็เท่ากับว่าเป็นการเชื่อมต่อหนึ่งต่อหนึ่งกับอุปกรณ์ไปนั่นเอง เพราะฉะนั้นอุปกรณ์ Bluetooth ของสมาร์ทโฮมจะไม่มี Gateway เฉพาะก็ได้ สามารถใช้เชื่อมต่อระยะใกล้เพื่อดูข้อมูล เพื่อปลดล็อคประตู เพื่อฟังเพลง ณ ตอนนั้นก็ได้ (แต่ถ้ามี Gateway ที่เชื่อมกับอินเตอร์เน็ตเราก็จะสามารถดูข้อมูลระยะไกลจากที่อื่นได้)

———————-

[สัญญาณวิทยุ (RF, Radio Frequency)]
พูดถึงสัญญาณวิทยุ (RF) หากให้พูดตามตรงเลยคือผมแทบไม่ได้ใช้เลยจะมีก็แค่กริ่ง (กริ่งที่กดหน้าบ้านแล้วมาดังในบ้าน) ซึ่งเอามาใช้ติดในห้องทำงาน และตัวกดอยู่ตามจุดต่างๆในบ้านเพื่อให้ภรรยาเรียกใช้555 กริ่งนี้ก็ใช้สัญญาณ RF
.
อุปกรณ์ยอดฮิตที่ใช้สัญญาณ RF คือรีโมทประตูรั้ว และยังมีสวิตช์ผนังในบ้านบางรุ่น (เห็นได้ชัดเลยคือมีรีโมท) หลอดไฟเปลี่ยนสีบางรุ่น และ Door sensor แบบที่ใช้สัญญาณ RF ก็มี
.
สัญญาณ RF ก็เป็นสัญญาณที่สามารถทะลุทะลวงผนังได้ (เช่นเดียวกับสัญญาณ Wifi, Zigbee, Bluetooth) และส่งสัญญาณได้ไกล เป็นเทคโนโลยีที่ราคาไม่แพง การเชื่อมต่อเป็นการเชื่อมต่อกันโดยตรงระหว่างอุปกรณ์ไม่ผ่าน Gateway
ด้วยข้อดีเหล่านี้จึงยังมีการใช้งานอุปกรณ์ที่ใช้สัญญาณ RF อยู่แต่เมื่อต้องแสดงผลข้อมูลบนมือถือเราก็ยังคงต้องต่อกับอินเตอร์เน็ตดังเช่นสัญญาณอื่นๆ

———————-

[สัญญาณอินฟราเรด (IR, Infrared)]
สัญญาณอินฟราเรดหรือ IR จริงๆเป็นสัญญาณที่ใกล้ตัวเรามากที่สุด อยู่กับเรามาก็แทบจะเรียกว่าตั้งแต่เกิด เพราะเป็นสัญญาณที่ใช้กับรีโมทของเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านปัจจุบัน
.
ด้วยความที่สัญญาณ IR เป็นสัญญาณที่ใช้กันอยู่แล้วในบ้าน และเป็นสัญญาณที่มีการใช้ซ้ำกันในเครื่องใช้ไฟฟ้ารุ่นเดียวกัน (เช่น ทีวีรุ่นเดียวกันคนละบ้านก็ใช้รีโมทแทนกันได้) และสามารถก็อปปี้สัญญาณจากรีโมทไปให้อุปกรณ์ส่งสัญญาณ IR เรียนรู้ได้และทำงานแทนกันได้
.
จึงเป็นที่มาของ Universal IR Remote controller ที่วางขายกันทั่วไป อุปกรณ์ตัวนี้โดยปกติจะมีรายชื่อของเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านไม่ว่าจะทีวี แอร์ พัดลม ของยี่ห้อต่างๆที่อุปกรณ์นี้รู้จักอยู่แล้ว พอเราซื้ออุปกรณ์นี้มาติดตั้งก็สามารถเลือกใช้จากรายชื่อที่ตรงกับเครื่องใช้ไฟฟ้าของเราได้เลย (แต่หากไม่มีในรายชื่อก็สามารถสอนอุปกรณ์ตัวนี้ให้จำสัญญาณ IR ของรีโมทเราได้ (learning) แล้วค่อยใช้งาน)
.
แต่จะเข้าไปควบคุม Universal IR Remote controller เราก็ต้องจัดการให้ตัวมันเชื่อมต่อผ่านอินเตอร์เน็ตมาแสดงผลที่แอพบนมือถือเพื่อให้เราใช้งานได้เช่นเดียวกับสัญญาณอื่นๆที่กล่าวมา
.
ปัญหาของกรณีการใช้สัญญาณ IR คือเนื่องจากเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านเป็นแค่ “ตัวรับ” สัญญาณไม่ได้มีการส่งข้อมูลกลับ เมื่อเราสั่งมันไปแล้วเราก็ไม่สามารถรับรู้สถานะมันได้เหมือนกับการใช้สัญญาณอื่นๆ (เช่น สั่งเปิดแอร์ 25 องศาไปแต่เราไม่รู้ว่าที่ตัวเครื่องแอร์อุณหภูมิเปลี่ยนไปหรือยัง)
.
และสัญญาณ IR เป็นสัญญาณเดียวในที่กล่าวมาทั้งหมดที่ไม่ทะลุผนังบ้านเหมือนที่เราๆรู้กันว่าใช้รีโมทแอร์กดจากห้องนอนไปห้องนั่งเล่นไม่ได้ ดังนั้นอุปกรณ์ Universal IR Remote controller โดยทั่วไปจึงต้องติดตั้งไว้ประจำแต่ละห้องจึงจะใช้งานได้ทั่วถึง กลับกันหากในห้องเดียวกันมีเช่น แอร์ 2 ตัวยี่ห้อและรุ่นเดียวกัน เนื่องจากสัญญาณมันซ้ำกัน แม้ตั้งใจจะสั่งเปิดแอร์ตัวเดียวผ่านอุปกรณ์ Universal IR Remote controller แต่มันก็จะเปิดแอร์พร้อมกัน 2 ตัว

—————————————

หวังว่าชาวสมาร์ทโฮมมือใหม่ทุกท่านคงได้ทำความเข้าใจสัญญาณที่ใช้ในการสื่อสารของสมาร์ทโฮมมากยิ่งขึ้น เพจเบื้องหลังสมาร์ทโฮมพยายามหลีกเลี่ยงการใช้ศัพท์วิชาการ ศัพท์เฉพาะทาง เพราะอยากให้แม้แต่ผู้หญิงที่ไม่มีความรู้เรื่องสมาร์ทโฮมเลยได้เข้าใจ (ผ่านการอ่านคัดกรองจากภรรยาเรียบร้อยแล้ว) และสามารถเลือกใช้อุปกรณ์สมาร์ทโฮมได้เหมาะสมยิ่งขึ้น หากท่านเซียนสมาร์ทโฮมท่านใดอ่านแล้วเห็นว่าไม่ถูกต้องก็ขอให้ติชมแต่เพียงเบาๆ ทางเพจน้อมรับนำไปแก้ไขครับ