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射频遥控及其在家电遥控器中的使用

1 引言随着生活水平的不断提高,家庭中拥有的家用电器不断增多,消费者对这些家电的遥控功能和性能亦提出了更高的要求。射频遥控由于具有距离远、无障碍、低功耗、支持更为复杂的协议等优点,将会逐步取代传统

1 导言

跟着生活水平的不断提高,家庭中具有的家用电器不断增多,顾客对这些家电的遥控功用和功用亦提出了更高的要求。射频遥控因为具有间隔远、无障碍、低功耗、支撑更为杂乱的协议等长处,将会逐渐替代传统的红外遥控办法。在消费电子产品范畴,射频遥控器会被作为一个很帅很时髦的卖点很快被顾客承受。或许若干年后,当你对孩子们说你小时候的电视机遥控器要对着电视机才干遥控时,他们会觉得很惊奇。

2 从红外遥控到射频遥控

红外遥控(IR Remote)有超越二十五年的前史了,它简略且很简略规划,一向以来是操控电子设备尤其是家用电器的一种经济有用的办法。

红外线又称红外光波,在电磁波谱中,光波的波长规模为0.01um~1000um。依据波长的不同可分为可见光和不行见光,波长为0.38um~0.76um的光波可为可见光,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色彩。光波为0.01um~0.38um的光波为紫外光(线),波长为0.76um~1000um的光波为红外光(线)。红外光按波长规模分为近红外、中红外、远红外、极红外4类。红外线遥控是运用近红外光传送遥控指令的,波长为0.76um~1.5um。用近红外作为遥控光源,是因为现在红外发射器材(红外发光管)与红外接纳器材(光敏二极管、三极管及光电池)的发光与受光峰值波长一般为0.8um~0.94um,在近红外光波段内,二者的光谱正好重合,能够很好地匹配,能够获得较高的传输功率及较高的牢靠性。

红外遥控的原理是用电信号操控或称为调制红外发光二极管(IR LED)发生肉眼不行见的红外光,由一个塑料透镜将红外光聚集成很窄的光束发射出去。在接纳电路中的红外接纳器材则是一个光敏二极管,把接纳到的红外线转换成电流,然后由接纳器中的单片机对它解码。

红外遥控的发射电路是选用红外发光二极管来宣布经过调制的红外光波;红外接纳电路由红外接纳二极管、三极管或硅光电池组成,它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号,再送后置放大器。

因而对环境影响很小,再由红外光动摇波久远小于无线电波的波长,所以红外线遥控不会影响其他家用电器,也不会影响接近的无线电设备。

红外遥控有许多缺陷。首要,红外线有很强的方向性,不能穿透墙面、家具、人体等障碍物,也就是说,在遥控器和设备之间不能有上述的这些障碍物的阻挠;其次,红外线只适于单向的通讯,双向通讯很难施行且本钱很高。用户在运用红外遥控时,都会碰到过以下的问题:

-遥控间隔不能过远
-遥控视点有约束,遥控器违背接纳器视点过大就无法遥控。而现代家庭里越来越多的遥控家电,它们涣散安置在房中,用户要遥控时需求先想一想该设备在哪里

现在有了新一代的射频遥控(RF Remote),它运用数百兆赫兹的无线电波替代红外光作为遥控信息的载体,因为它具有无方向性。

射频技能的遥控间隔也远大于一般的红外遥控间隔(数米到十米)。在相同的操控条件下,射频遥控的间隔能够轻松到达数十米。依据不同运用需求,能够经过加大射频输出功率来进一步延伸遥控间隔。

与红外遥控比较,射频遥控还有一个非常显着的低功耗优势。红外遥控器一般运用两节五号或七号电池,一般每年要替换一次电池。而射频遥控器则能够做到四年替换一次电池。因为功耗低,射频遥控器乃至能够用扣子电池供电,有利于产品小型化,外观更时髦。

运用射频,也能够轻易地完结单向或双向遥控功用。更重要的是,半导体厂商供给老练的射频收发器集成电路,并供给翔实的参阅规划,用户无需触及射频方面的专业常识,就能够规划自己的射频遥控器。

在消费电子产品范畴,射频遥控器会被作为一个很帅很时髦的卖点很快被顾客承受。或许若干年后,当你对孩子们说你小时候的电视机遥控器要对着电视机才干遥控时,他们会觉得很惊奇。

3 射频遥控的商场情况

跟着低能耗射频芯片逐渐进入商场,依据商场调研公司ABI Research最近的研讨报告,从现在到2014年,估计射频遥程控器商场的年增长率将到达55%,射频遥控终究可能在五年内筛选有几十年前史的红外遥控。

4 Semtech射频芯片产品

Semtech Corporation是总部坐落美国的全球性模拟与混合信号半导体器材供货商,产品广泛运用电源办理、维护、高档通讯、人机界面、测验和检测、无线和传感等商业和工业范畴。

Semtech 于2005年收买了瑞士的XEMICS。XEMICS一向致力于研讨和出产低电压、低功耗芯片,在射频范畴有超越20年的经历,供给各种无线短间隔传输、微操控器、传感器、音频芯片的解决计划。

Semtech的射频芯片包含单发、单收和收发3个系列,为个人区域网络和家庭及建筑物主动化网络供给集成的、小规模的无线衔接解决计划。经过小规模的无线衔接,完结包含家庭主动化、长途丈量和操控、无线耳机等运用。

5 SX1230发送器

SX1230是Semtech的集成ISM频段(315,434,868和915MHz)窄带/宽带发送器,可供给两种作业形式:独立形式和单片机操控形式。该发送器选用Semtech的TrueRF技能规划,将一切无线电元件集成于一个CMOS芯片上,最大程度减少了其他无源元件的运用。SX1230具有双功率放大器,射频输出功率从-18dBm到17dBm可编程,比特速率高达600kbps。支撑FSK,GFSK,MSK,GMSK和OOK调制办法。在整个作业电压1.8到3.7V规模内均可供给安稳的射频功用。

SX1230在免许可证的315、434、868和915MHz ISM频段下作业,选用MLPQ- 24(4×4)封装,具有主动化PLL校准功用并彻底集成了VCO和环路滤波器。

SX1230可用在RKE,遥控和安全体系,语音和数据RF通讯链接,进程以及建筑物/家庭操控、RFID和主动抄表等。


图1 SX1230简化框图

5.1 独立形式

当E2_MODE引脚接高电平常,SX1230作业于独立形式(Stand Alone Mode)。芯片装备参数以及每个按键的RF数据包格局都事前界说在一片外置的EEPROM中,SX1230作为SPI主机将这些装备读入。


图2 独立形式运用电路图

PB(3:0)是按键接口,假如运用二极管编码电路,最多能够支撑15个按键。平常SX1230处于睡觉状况,按键动作将唤醒芯片并进行去抖,然后发送该按键对应的RF数据包,完结后再回到睡觉状况。

独立形式适用于低本钱、按键数目不多、RF数据包格局相对简略的遥控器计划。

5.2 单片机操控形式

当E2_MODE引脚接高电平常,SX1230作业于单片机操控形式(MCU Mode)。SX1230作为SPI从机受外部单片机的操控,依据运用的不同,SX1230最少只需3线衔接至单片机即可作业。


图3 MCU形式运用电路图

SX1230和单片机的接口分为SPI和RF两部分,单片机经过SPI接口对SX1230进行参数装备;经过RF接口发送数据包。其它作业包含按键、显现、树立数据包等均由单片机完结。

单片机操控形式适用于按键数目较多、RF协议或数据包格局较杂乱的遥控器计划。

6 SX1210/13接纳器

SX1210/13是Semtech的集成UHF频段接纳器。SX1210用于868MHz、915MHz频段,而SX1213用于433MHz频段,其它各参数彻底相同且管脚兼容。SX120/13的接纳电流不到3mA,为业界最低,与竞争对手比较,接纳电流要低6倍。规划运用于无线报警器、安全,家庭主动化中的传感器网络,以及主动化抄表范畴。

器材选用TQFN-32 (5×5)封装,还具有接纳同步字辨认、曼切斯特解码和数据去白化、CRC校验,以及用于接纳数据、时钟同步和康复的内置位同步器。


图4 SX1210/13简化框图

7 运用实例

7.1 独立形式遥控器

关于一些按键较少的家电遥控器,SX1230的独自形式供给了一个很好的解决计划。经过二极管编码电路,最多能够完结15个按键;假如要求的按键少于4个,还能够直接运用SX1230供给的4个按键接口引脚。


图5 15键独立形式遥控器电路图

7.2 单片机操控形式遥控器

当遥控器的运用要求多于15个按键或RF协议、数据包比较杂乱时,能够运用SX1230的单片机形式完结。下图显现了一个电路板尺度是4x22cm的42键遥控器样机相片,这个遥控器一起兼容红外办法。


图6 42键单片机形式遥控器样机电路板

8 结语

本文首要介绍了Semtech的射频集成电路SX1230、SX1210/13在家电遥控器中的运用。因为Semtech的射频%&&&&&%具有外围电路简略、功耗低、射频参数用户可编程、支撑多种调制形式、出产中免调试等长处,用户无需把握专业的射频相关常识也能够开宣布功用安稳牢靠的射频运用。

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