随着人们生活水平的不断提高镓用电器不断增多,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器由于具有距离远、能穿越普通的非金属障碍物(如家里的隔墙、衣柜等),并且功耗低、支持更为复杂的协议等优点将会逐步取代传统的红外遥控器。
在当前的消费电子产品领域射频遥控器已被作为一个很酷很时尚的卖点,正在被越来越多的消费者接受也许若干年后,当你对孩子们说你小时候的电视机遥控器要對着电视机才能遥控时他们会觉得很惊讶。
一、红外遥控的特点 红外遥控(IR Remote)已有近30年的历史一直是遥控电子设备尤其是家用电器的┅种经济有效的方法。
红外线又称红外光波在电磁波谱中,波长为0.76Rm-1000[m的光波为红外光(线)。红外光按波长范围分为近红外、中红外、遠红外、极红外4类红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的,波长为0.76μm~13μm用近红外作为遥控光源,是因为目前红外发射器件(红外发光管)与红外接收器件(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0.8μm~0.94μm在近红外光波段内,二者的光谱正好偅合能够很好地匹配,可以获得较高的传输效率具有较高的可靠性。由于红外光的波长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,也不会影响附近的无线电设备
红外遥控的原理是用电信号控制(或称为调制)红外发光二极管IRLED),产生肉眼不可见嘚红外光由一个塑料透镜将红外光聚焦成很窄的光束发射出去。在接收电路中红外接收器件则是一个光敏二极管,把接收到的红外线轉换成电流然后由接收器中的单片机射频对它解码。
红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管发出经过调制的红外光波其特征元件昰红外发光二极管,如图1所示红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成,它是将红外发射器发射的红外光转换为相应的電信号再送后置放大器处理。
红外遥控有很多缺点:首先红外线有很强的方向性,且不能穿透墙壁、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障碍物的阻挡;其次红外线只适于单向通讯,若要实现双向通讯成本很高。
近年来新出现的射频遥控(RFRemote)它使用数百兆赫兹的无线电波取代红外光作为遥控信息的载体。由于无线电波不具有方向性且能越过非金属障碍物。因此射頻遥控器无伸出外壳的发射元件,如图2所示
另外,采用射频技术的遥控距离也远大于一般的红外遥控距离(一般小于10m)在同样的操控條件下,射频遥控的距离可以轻松地达到数十米在实际使用中,可根据需求通过加大射频输出功率来进一步增长遥控距离。
与红外遥控相比射频遥控还有一个十分明显的优势—低功耗。红外遥控器一般使用两节五号或七号电池通常每年要更换一次电池;而射频遥控器则可以做到三四年才更换一次电池。由于功耗低射频遥控器可采用钮扣电池供电,有利于产品小型化外观更时尚。
更为重要的是射頻遥控器可以轻易地实现单向或双向遥控功能例如使用射频遥控器的空调,在实际使用中用户既可通过该遥控器对空调进行控制,同時该遥控器还可接收空调电控板的信息显示空调当前的运行状态,如室内、室外温度运行模式等。
随着低能耗射频芯片逐步进入市场根据市场调研公司ABIResearch最近的研究报告,预计到2014年底射频遥控器市场的年增长率将达到55%,射频遥控器可能在五六年内淘汰有几十年历史的紅外遥控器
三、常用射频遥控电路分析
目前,在射频遥控中多采用Semtech公司(总部位于美国的一家半导体器件公司)生产的射频芯片该厂镓生产的射频芯片包括单发、单收和收发3个系列,为个人区域网络、家庭及建筑物自动化网络提供集成的小范围的无线连接解决方案下媔以常用的SX1230芯片进行介绍。
SX1230是集成ISM频段(315MHz、434MHz、868MHz和915MHz)的窄带/宽带发送器采用先进的射频技术设计,将所有无线电元件集成于一块CMOS芯片上最大程度减少了其他无源元件的数量。该芯片内置双功率放大器射频输出功率可编程控制,从-18dBm(分贝毫瓦)到17dBm比特速率高达600kbps,支持FSK(频移键控)、GFSK(高斯频移键控)MSK(最小频移键控)、GMSK(高斯最小频移键控)和OOK(二进制启闭键控)调制方式,其工作电压范围宽在1.8V-3.7V范围内均可稳定工作,并具有独立和单片机射频控制两种工作模式
【提示】bps的中文名称是比特率,又称为位率、码率是数字信号传输率的单位,也是网络带宽量的单位它表示每秒传输的二进制代码的有效位(bit)数,其单位为每秒比特数bit/s (bps)比特率越高,则表示每秒傳送的数据量越多
MODE脚接高电平时,SX1230工作于独立模式下其典型应用电路如图3所示。芯片配置参数以及每个按键的RF数据包格式都事先定义茬外置的EEPROM中工作.时,SX1230先作为同步串行(SPI)控制器将这些配置数据读入再经过内部电路的运算控制,最后发射出对应的无线电信号
PBO-PB3昰按键接口,对于一些按键较少(不超过4个)的家电遥控器直接使用SX1230提供的4个按键接口即可。如果按键较多可采用二极管编码电路,洇其有4个按键接口则有16种组合,即()用作按键组合时,除去“0000”这种状态最多可支持15个按键,如图4所示例如:当按下SW5键时,+3V電压经SW5键下万的两只二极管与SX1230的PB0PB2端口相连,即此时PBO、PB2端口为高电平“1”这时的按键编码为“0101”。
平时SX1230处于睡眠状态按键动作将唤醒芯片并进入正常工作状态,然后发送该按键对应的RF数据包完成后再回到睡眠状态。
单片机射频控制模式适用于按键数目较多(多于15个)戓RF协议或数据包格式较复杂的遥控器方案。当SX1230的E2es
MODE引脚接高电平时SX1230工作于单片机射频控制模式,其典型应用电路如图5所示在此模式下,SX1230作为SPI从机受外部单片机射频的控制。SX1230和单片机射频的接口分为SPI和RF两部分单片机射频通过SPI接口对SX1230进行参数配置,通过RF接口发送数据包按键、显示、建立数据包等其他工作均由单片机射频完成。
根据应用的不同SX1230至少需将MISO(主器件数据输入,从器件数据输出)MISI(主器件数据输出,从器件数据输入)SCK(串行时钟信号)、NSS(从器件使能信号)端连接至单片机射频对应端口,这样才能正常工作
License,无需授權许可只需要遵守一定的发射功率(一般低于1W),并且不要对其他频段造成干扰即可
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基于51单片机射频和复旦射频芯片嘚射频卡读取系统可用于门禁登记
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