無線遙控器的IR應用解決方案
遙控器中數十年前的紅外（IR）技術可能即將結束因為遙控器變得更加智能需要雙向通信使用藍牙ZigBee和更簡單的方法（如頻移鍵控（FSK）幅移鍵控（ASK）或開關鍵控（OOK））的各種RF方法允許遙控器提供IR無法提供的功能和功能表1提供了各種無線RF方法的簡單比較
參數藍牙ZigBee ASK/OOK-通用ISM頻率2.4 GHz 2.4 GHz 315 MHz - 2.4 GHz數據傳輸速率800 kbits/s 200 kbits/s 2 Mbits/s電池壽命低高高相對成本中等中低行業標準是是否
傳統紅外手持式遙控器有兩個主要限制 - 首先它們需要與主機接收器（電視機頂盒等）的視線間隙第二它們是單向的 - 控制是僅發送它們控制的主機不能向遙控器發送任何反饋然而在一些高端娛樂系統上使用的一些遙控系統具有支持雙向通信的光發射器和接收器但是控制仍然受到第一個限制 - 它們需要清晰的視線路徑來發送和接收控制和數據
最新的低功耗RF解決方案使設計人員能夠經濟高效地構建智能遙控器不再需要視線間隙來控制電視或其他設備還可以從設備接收反饋或實時消息典型的高端遙控器包括用于鍵盤/觸摸屏管理的微控制器RF發射器和接收器（或收發器）顯示器和一些電源管理以最大限度地延長電池壽命（圖1）為了確保一個RF遙控器不會干擾附近房間中的另一個單元控制器還應允許用戶選擇十幾個或更多通信頻道頻率中的一個以便多個遙控器可以共存而無需控制其他單元的電視或設置 - 頂盒
51, 51, 51; text-indent: 2em;">基于ASK/OOK協議的簡單RF遙控器已經應用于車庫門開啟器遠程無鑰匙進入系統以及其他不需要傳輸大量數據的應用程序（通常只需握手即可驗證傳輸然后打開或關閉信號）在一些工業科學和醫療應用中載波頻率可以變化很大從幾兆赫茲或兩個上升到433兆赫在ASK系統中接收部分可以分成三個基本塊
- 一個輸入帶通濾波器用于將載波頻率與輸入頻譜分開一個包絡檢測器提取所需信息一個比較器用于轉換提取的信息成數字形式（圖2）
51, 51, 51; text-indent: 2em;">在此接收器中MAX9933用作RF功率檢測器而MAX9030用作比較器電路接收的RF信號交流耦合到MAX9933的輸入而輸入RF電壓的對數傳輸功能使電路對非常小的信號非常敏感這允許ASK接收器容易地區分非常低的1級和0級信號單個電容CCLPF決定了檢測器的響應帶寬采用10
MHz載波和40 kbit/s數據速率CCLPF電容為150
pFMAX9030比較器的R-C濾波器由100kΩ電阻和0.22μF電容組成
在發送方面OOK發送器實現起來非常簡單 - 設計人員只需將載波信號發送到功率放大器以發送1或發送任何內容以發送0此開關信號可以通過MAX1472等芯片處理該芯片使用輸入數字數據流來調制基于晶體的PLL振蕩器的輸出 ASK發送器基本上是一個壞OOK發送器因為ASK接收器可以捕獲OOK信號
簡單的OOK/ASK電路使收發器和接收器解決方案的實施成本非常低廉但是沒有可以圍繞其設計系統的通信標準因此每個系統供應商基本上設置它們自己的頻率和數據接口因此每個系統解決方案都是唯一的導致設計用于一個系統的控制不能與來自另一個系統的控制交換
在過去幾年中隨著音量使用的增加實施基于藍牙或ZigBee的無線解決方案甚至基于Z-Wave無線接口的無線控制的成本已經降低在移動電話系統平板電腦和計算機中廣泛使用藍牙接口以及最近發布的藍牙低功耗標準使藍牙成為遠程控制應用的主要候選者此外使用標準接口允許設計人員實現可以輕松連接到系統的通用通用控件
對于不想設計自己的藍牙子系統的設計人員STMicroelectronics的SPBT2532系列模塊可在您的設備和任何其他藍牙設備之間提供無線網橋（圖3）微型藍色模塊具有不同類型的接口（快速UARTSPII?C）所有接口均采用10 x 13 mm外形封裝 SPBT2532系列包括4個通用I/O線多個串行接口選項4個12位模數轉換輸入和高達2 Mbit/s的數據吞吐量
51, 51, 51; text-indent: 2em;">回頭參考圖1藍色模塊可以替換圖表右側的RF模塊并通過SPI端口連接到主機微控制器當然STMicroelectronics模塊只是眾多藍牙選項中的一種 - 許多公司提供高度集成的單芯片藍牙解決方案或超小尺寸模塊明年基于新藍牙低功耗標準的藍牙解決方案將上市這種芯片將進一步降低待機功率從而延長電池壽命
ZigBee收發器可以很容易地用于實現無線接口其中一個解決方案是Ember EM260 RF收發器芯片上的ZigBee系統（圖4） EM260是一款網絡協處理器芯片專為低功耗低成本的ZigBee網狀網絡標準而設計它旨在為設計人員提供選擇自己的微控制器以運行其應用程序的靈活性同時與EM260連接以提供所有ZigBee功能外部微控制器的尺寸可以精確適合應用從最小最具成本效益的8位控制器到網關等應用的高端32位控制器 EM260集成了IEEE 802.15.4 2.4-GHz免許可頻譜ZigBee無線電以及基帶網絡微控制器和板載內存以運行從PHY層到網絡層的協議棧它包括內置的強大調試模式包括網絡范圍的調試支持可以快速將設計人員從設計階段轉變為生產階段
51, 51, 51; text-indent: 2em;">EM260可處理所有處理和時序密集型任務例如AES-128加密中繼數據包以及處理所有方面的問題
ZigBee協議讓主機微控制器可以自由實現即使是最關鍵的時序應用使用設計人員已經使用的工具在選擇的微控制器上運行應用程序的能力可以實現快速的應用程序開發這也消除了將應用程序移植到其他微控制器的需要從而減少了產品部署的障礙
另一種無線選項基于Sigma Designs Inc.的Z-Wave無線接口也允許設計人員組裝低成本的智能遙控器（圖5） Z-Wave解決方案可作為分立芯片或完整的子系統模塊使用占位面積小于2 cm2掉電/睡眠模式電流僅為2.5μA基于Z-Wave的微型收發器模塊（如ZM3102N或ZM4102）包含多個接口允許模塊通過SPI或UART端口連接到主機微控制器
51, 51, 51; text-indent: 2em;">正如我們所討論的低功耗RF解決方案現在設計人員可以經濟高效地構建智能遙控器與IR解決方案不同它不再需要視線間隙來控制電視或其他設備還可以從設備接收反饋或實時消息
