无线遥控器的IR应用解决方案

时间：2022-01-20

几十年前的红外遥控器（IR）由于遥控器变得更加智能，需要双向通信，技术可能会结束。使用蓝牙，ZigBee和更简单的方法(如频移键控（FSK），幅移键控（ASK）或开关键控（OOK））的各种RF该方法允许遥控器提供IR无法提供的功能和功能。表1提供各种无线RF简单比较方法。

参数蓝牙ZigBee ASK/OOK-通用I ** 频率2.4 GHz 2.4 GHz 315 MHz - 2.4 GHz800 数据传输速率kbits/s 200 kbits/s 2 Mbits/s电池寿命低，相对成本高，中低行业标准是否为。

传统红外手持遥控器有两个主要限制- 首先，它们需要与主机接收器(电视、机顶盒等)的视线间隙；*二，它们是单向的 - 控制是只发送，它们控制的主机不能向遥控器发送任何反馈。然而，一些高端娱乐系统使用的遥控系统有光发射器和接收器，支持双向通信，但控制仍然是**个限制- 它们需要清晰的视线路径来发送和接收控制和数据。

较新低功耗RF解决方案使设计师能够经济高效地构建智能遥控器，不再需要视线间隙来控制电视或其他设备，而是从设备中收到反馈或实时信息。典型的高端遥控器包括键盘/触摸屏管理的微控制器，RF为了较大限度地延长电池寿命(图1)，发射器和接收器(或接收器)、显示器和一些电源管理。确保一个RF遥控器不会干扰附近房间的另一个单元。控制器还应允许用户选择十几个或更多通信频道中的一个，以便多个遥控器可以共存，而*控制其他单元的电视或设置 - 顶盒。

图1：典型基础RF无线遥控方框图。

基于ASK/OOK协议的简单RF遥控器已应用于 ** 门开启器、远程无钥匙进入系统和其他不需要传输大量数据的应用程序（通常只需要握手来验证传输，然后打开或关闭信号）。在一些工业、科学和医疗应用中，载波频率可以从几兆赫兹上升到433兆赫。ASK接收部分可分为三个基本块 - 输入带滤波器用于将载波频率与输入频谱分离，包络检测器提取所需信息，比较器转换提取信息。成数字形式(图2)。

图2：基于Maxim MAX9933的简单ASK接收器。

在这个接收器中，MAX9933用作RF和MAX9030用作比较器。电路接收RF信号交流耦合MAX输入9933，输入RF对数传输功能使电路对非常小的信号非常敏感。ASK接收器很容易区分非常低的1级和0级信号。单个电容CCLPF决定了检测器的响应带宽。使用10 MHz载波和40 kbit/s数据速率，CCLPF电容为150 pF，MAX9030比较器的R-C滤波器由100kΩ电阻和0.22μF电容组成。

在发送方面，OOK发送器实现起来非常简单 - 设计师只需将载波信号发送到功率放大器，发送1或任何内容，发送0。此开关信号可通过MAX1472等芯片处理，该芯片使用输入数字数据流来调节基于晶体的芯片PLL输出振荡器。ASK发送机基本上是坏OOK因为ASK可以捕获接收器OOK信号。

简单的OOK/ASK电路使收发器和接收器解决方案的实施成本非常低廉。但是，没有可以围绕其设计系统的通信标准，因此每个系统供应商基本上设置它们自己的频率和数据接口。因此，每个系统解决方案都是“一的”，导致设计用于一个系统的控制不能与来自另一个系统的控制交换。

在过去的几年里，随着音量使用的增加，基于蓝牙或ZigBee无线解决方案甚至是基于Z-Wave无线接口的无线控制成本已经降低。蓝牙接口广泛应用于移动电话系统、平板电脑和计算机，较近发布的低功耗蓝牙标准使蓝牙成为远程控制应用的主要候选人。此外，标准接口允许设计师轻松连接到系统的通用控制器。

设计师不想设计自己的蓝牙子系统，STMicroelectronics的SPBT2532系列模块可在您的设备和其他蓝牙设备之间提供无线网桥(图3)。微蓝模块有不同类型的接口(快速UART，SPI，I?C），所有接口均为10 x 13 mm外形封装。SPBT2532系列包括4个通用系列I/O线，多个串行接口选项，4个12位模数转换输入，高达2 Mbit/s数据吞吐量。

图3：意大利半导体提供的集成蓝牙子系统。

回顾图1，蓝色模块可以替换图表右侧RF并通过模块SPI端口连接到主机微控制器。STMicroelectronics模块只是众多蓝牙选项中的 - 提供高度集成的单芯片蓝牙解决方案或**小型模块。明年将推出基于新蓝牙低功耗标准的蓝牙解决方案。该芯片将进一步降低待机功率，从而延长电池寿命。

ZigBee收发器可以很容易地实现无线接口。解决方案之一是Ember EM260 RF芯片上的收发器ZigBee系统(图4)。EM260是一种低功耗、低成本的网络协处理器芯片ZigBee设计网络标准。它旨在为设计师提供选择自己的微控制器来操作其应用程序的灵活性EM提供所有260连接ZigBee功能。外部微控制器的尺寸可以准确应用，从较小、较具成本效益的8位控制器到 ** 高端32位控制器等应用。EM260集成了IEEE 802.15.4 2.4-GHz免许可频谱ZigBee无线电、基带、网络微控制器和板载内存运行PHY协议网络层的协议栈。它包括内置的强大调试模式，包括网络范围的调试支持，可以快速将设计师从设计阶段转变为生产阶段。

图4：Ember公司提供的EM260 ZigBee运行子系统只需要几个无源组件。

EM260可以处理所有处理和时序密集型任务，如AES-128加密，中继数据包，处理所有问题。ZigBee协议允许主机微控制器自由实现即使是较关键的时间序列应用程序。使用设计师使用的工具在选定的微控制器上运行应用程序的能力可以实现快速应用程序开发。这也消除了将应用程序移植到其他微控制器中的需要，从而减少了产品部署的障碍。

基于另一种无线选项，Sig ** Designs Inc.的Z-Wave无线接口还允许设计师组装低成本智能遥控器(图5)。Z-Wave解决方案可用作分立芯片或完整的子系统模块，占地面积小于2 cm2.脱电/睡眠模式电流仅为2.5μA。基于Z-Wave的微型收发器模块（如ZM3102N或ZM4102)包含多个接口，允许模块通过SPI或UART端口连接到主机微控制器。

图5：Sig ** Designs提供小于2平方厘米的完整性Z-Wave无线模块。

正如我们所讨论的，低功耗RF目前，设计师可以经济高效地构建智能遥控器IR不同的解决方案不再需要视线间隙来控制电视或其他设备，也可以从设备中获得反馈或实时信息。

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