無(wú)線遙控器的IR應(yīng)用解決方案

時(shí)間：2022-01-20作者：南京帝淮電子科技有限公司瀏覽：314

幾十年前的紅外遙控器（IR）由于遙控器變得較加智能，需要雙向通信，技術(shù)可能會(huì)結(jié)束。使用藍(lán)牙，ZigBee和較簡(jiǎn)單的方法(如頻移鍵控（FSK），幅移鍵控（ASK）或開關(guān)鍵控（OOK））的各種RF該方法允許遙控器提供IR無(wú)法提供的功能和功能。表1提供各種無(wú)線RF簡(jiǎn)單比較方法。

參數(shù)藍(lán)牙ZigBee ASK/OOK-通用I ** 頻率2.4 GHz 2.4 GHz 315 MHz - 2.4 GHz800 數(shù)據(jù)傳輸速率kbits/s 200 kbits/s 2 Mbits/s電池壽命低，相對(duì)成本高，中低行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是否為。

傳統(tǒng)紅外手持遙控器有兩個(gè)主要限制- 首先，它們需要與主機(jī)接收器(電視、機(jī)頂盒等)的視線間隙；*二，它們是單向的 - 控制是只發(fā)送，它們控制的主機(jī)不能向遙控器發(fā)送任何反饋。然而，一些**娛樂(lè)系統(tǒng)使用的遙控系統(tǒng)有光**器和接收器，支持雙向通信，但控制仍然是**個(gè)限制- 它們需要清晰的視線路徑來(lái)發(fā)送和接收控制和數(shù)據(jù)。

較新低功耗RF解決方案使設(shè)計(jì)師能夠經(jīng)濟(jì)高效地構(gòu)建智能遙控器，不再需要視線間隙來(lái)控制電視或其他設(shè)備，而是從設(shè)備中收到反饋或?qū)崟r(shí)信息。典型的**遙控器包括鍵盤/觸摸屏管理的微控制器，RF為了較大限度地延長(zhǎng)電池壽命(圖1)，**器和接收器(或接收器)、顯示器和一些電源管理。確保一個(gè)RF遙控器不會(huì)干擾附近房間的另一個(gè)單元?？刂破鬟€應(yīng)允許用戶選擇十幾個(gè)或更多通信頻道中的一個(gè)，以便多個(gè)遙控器可以共存，而*控制其他單元的電視或設(shè)置 - 頂盒。

圖1：典型基礎(chǔ)RF無(wú)線遙控方框圖。

基于ASK/OOK協(xié)議的簡(jiǎn)單RF遙控器已應(yīng)用于 ** 門開啟器、遠(yuǎn)程無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)和其他不需要傳輸大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序（通常只需要握手來(lái)驗(yàn)證傳輸，然后打開或關(guān)閉信號(hào)）。在一些工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療應(yīng)用中，載波頻率可以從幾兆赫茲上升到433兆赫。ASK接收部分可分為三個(gè)基本塊 - 輸入帶濾波器用于將載波頻率與輸入頻譜分離，包絡(luò)檢測(cè)器提取所需信息，比較器轉(zhuǎn)換提取信息。成數(shù)字形式(圖2)。

圖2：基于Maxim MAX9933的簡(jiǎn)單ASK接收器。

在這個(gè)接收器中，MAX9933用作RF和MAX9030用作比較器。電路接收RF信號(hào)交流耦合MAX輸入9933，輸入RF對(duì)數(shù)傳輸功能使電路對(duì)非常小的信號(hào)非常敏感。ASK接收器很容易區(qū)分非常低的1級(jí)和0級(jí)信號(hào)。單個(gè)電容CCLPF決定了檢測(cè)器的響應(yīng)帶寬。使用10 MHz載波和40 kbit/s數(shù)據(jù)速率，CCLPF電容為150 pF，MAX9030比較器的R-C濾波器由100kΩ電阻和0.22μF電容組成。

在發(fā)送方面，OOK發(fā)送器實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常簡(jiǎn)單 - 設(shè)計(jì)師只需將載波信號(hào)發(fā)送到功率放大器，發(fā)送1或任何內(nèi)容，發(fā)送0。此開關(guān)信號(hào)可通過(guò)MAX1472等芯片處理，該芯片使用輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流來(lái)調(diào)節(jié)基于晶體的芯片PLL輸出振蕩器。ASK發(fā)送機(jī)基本上是壞OOK因?yàn)锳SK可以捕獲接收器OOK信號(hào)。

簡(jiǎn)單的OOK/ASK電路使收發(fā)器和接收器解決方案的實(shí)施成本非常低廉。但是，沒(méi)有可以圍繞其設(shè)計(jì)系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)，因此每個(gè)系統(tǒng)供應(yīng)商基本上設(shè)置它們自己的頻率和數(shù)據(jù)接口。因此，每個(gè)系統(tǒng)解決方案都是“一的”，導(dǎo)致設(shè)計(jì)用于一個(gè)系統(tǒng)的控制不能與來(lái)自另一個(gè)系統(tǒng)的控制交換。

在過(guò)去的幾年里，隨著音量使用的增加，基于藍(lán)牙或ZigBee無(wú)線解決方案甚至是基于Z-Wave無(wú)線接口的無(wú)線控制成本已經(jīng)降低。藍(lán)牙接口廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話系統(tǒng)、平板電腦和計(jì)算機(jī)，較近發(fā)布的低功耗藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)使藍(lán)牙成為遠(yuǎn)程控制應(yīng)用的主要候選人。此外，標(biāo)準(zhǔn)接口允許設(shè)計(jì)師輕松連接到系統(tǒng)的通用控制器。

設(shè)計(jì)師不想設(shè)計(jì)自己的藍(lán)牙子系統(tǒng)，STMicroelectronics的SPBT2532系列模塊可在您的設(shè)備和其他藍(lán)牙設(shè)備之間提供無(wú)線網(wǎng)橋(圖3)。微藍(lán)模塊有不同類型的接口(快速UART，SPI，I?C），所有接口均為10 x 13 mm外形封裝。SPBT2532系列包括4個(gè)通用系列I/O線，多個(gè)串行接口選項(xiàng)，4個(gè)12位模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入，高達(dá)2 Mbit/s數(shù)據(jù)吞吐量。

圖3：意大利半導(dǎo)體提供的集成藍(lán)牙子系統(tǒng)。

回顧圖1，藍(lán)色模塊可以替換圖表右側(cè)RF并通過(guò)模塊SPI端口連接到主機(jī)微控制器。STMicroelectronics模塊只是眾多藍(lán)牙選項(xiàng)中的 - 提供高度集成的單芯片藍(lán)牙解決方案或**小型模塊。明年將推出基于新藍(lán)牙低功耗標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙解決方案。該芯片將進(jìn)一步降低待機(jī)功率，從而延長(zhǎng)電池壽命。

ZigBee收發(fā)器可以很容易地實(shí)現(xiàn)無(wú)線接口。解決方案之一是Ember EM260 RF芯片上的收發(fā)器ZigBee系統(tǒng)(圖4)。EM260是一種低功耗、低成本的網(wǎng)絡(luò)協(xié)處理器芯片ZigBee設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。它旨在為設(shè)計(jì)師提供選擇自己的微控制器來(lái)操作其應(yīng)用程序的靈活性EM提供所有260連接ZigBee功能。外部微控制器的尺寸可以準(zhǔn)確應(yīng)用，從較小、較具成本效益的8位控制器到 ** **32位控制器等應(yīng)用。EM260集成了IEEE 802.15.4 2.4-GHz免許可頻譜ZigBee無(wú)線電、基帶、網(wǎng)絡(luò)微控制器和板載內(nèi)存運(yùn)行PHY協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議棧。它包括內(nèi)置的強(qiáng)大調(diào)試模式，包括網(wǎng)絡(luò)范圍的調(diào)試支持，可以快速將設(shè)計(jì)師從設(shè)計(jì)階段轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)階段。

圖4：Ember公司提供的EM260 ZigBee運(yùn)行子系統(tǒng)只需要幾個(gè)無(wú)源組件。

EM260可以處理所有處理和時(shí)序密集型任務(wù)，如AES-128加密，中繼數(shù)據(jù)包，處理所有問(wèn)題。ZigBee協(xié)議允許主機(jī)微控制器自由實(shí)現(xiàn)即使是較關(guān)鍵的時(shí)間序列應(yīng)用程序。使用設(shè)計(jì)師使用的工具在選定的微控制器上運(yùn)行應(yīng)用程序的能力可以實(shí)現(xiàn)快速應(yīng)用程序開發(fā)。這也消除了將應(yīng)用程序移植到其他微控制器中的需要，從而減少了產(chǎn)品部署的障礙。

基于另一種無(wú)線選項(xiàng)，Sig ** Designs Inc.的Z-Wave無(wú)線接口還允許設(shè)計(jì)師組裝低成本智能遙控器(圖5)。Z-Wave解決方案可用作分立芯片或完整的子系統(tǒng)模塊，占地面積小于2 cm2.脫電/睡眠模式電流僅為2.5μA?；赯-Wave的微型收發(fā)器模塊（如ZM3102N或ZM4102)包含多個(gè)接口，允許模塊通過(guò)SPI或UART端口連接到主機(jī)微控制器。

圖5：Sig ** Designs提供小于2平方厘米的完整性Z-Wave無(wú)線模塊。

正如我們所討論的，低功耗RF目前，設(shè)計(jì)師可以經(jīng)濟(jì)高效地構(gòu)建智能遙控器IR不同的解決方案不再需要視線間隙來(lái)控制電視或其他設(shè)備，也可以從設(shè)備中獲得反饋或?qū)崟r(shí)信息。





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