Nejjednodušší řešení inteligentních radiových ovladačů od Silabs

Bezdrátové radiové dálkové ovladače, ať už od garážových vrat, alarmu nebo například od centrálního zamykání automobilů, se již dlouho vyrábějí v podobě miniaturních klíčenek. Až doposud tyto klíčenky obsahovaly relativně složitá zapojení skládající se mimo jiné z řídicího procesoru a množství součástek RF. Tuto situaci se rozhodla firma Silabs změnit a vyvinula integrovaný obvod s kompletním řešením „System on Chip“ – Si4010, který ke své funkci inteligentního radiového vysílače potřebuje jen jeden blokovací kondenzátor, baterii a anténu. Integrovaný obvod Si4010 obsahuje na čipu kombinaci rychlého (až 24 MIPs @ 24 MHz) nízkopříkonového 8bitového mikrokontroléru typu 8051 s velkým množstvím periferních jednotek a RF vysílače pro pásmo 27 až 960 MHz s výstupním výkonem až +10 dBm. Si4010 obsahuje na čipu rovněž i interní oscilátor (±150 ppm) nejen pro MCU, ale i pro vysílač. V případě potřeby vyšší přesnosti hodinové frekvence je možné připojit i externí krystal. Obvod je zcela přizpůsoben pro použití v přenosných dálkových ovladačích – napájecí napětí může být v rozsahu 1,8 až 3,6 V, takže vyhoví použití lithiové knoflíkové baterie nebo dvou alkalických článků. Proudový odběr je v režimu spánku menší než 10 nA, při aktivním timeru 700 nA a při aktivním RF vysílači v řádu jednotek mA v závislosti na zvolené modulaci a nastaveném výstupním výkonu, maximálně však necelých 20 mA. RF vysílač lze nastavit do režimu FSK nebo OOK modulace a dosahuje přenosové rychlosti až 100 kbps (50 kbps při OOK). Velmi zajímavá je použitá patentovaná technologie ladění antény, která automaticky nalezne rezonanční frekvenci a impedanci použité antény a optimalizuje výkonový stupeň vysílače pro dosažení maximální účinnosti, což vede nejen ke zvýšení dosahu vysílače, ale v konečném důsledku i k další úspoře energie.

Obr. 1 Zapojení pro Si4010

Mikrokontrolér je vybaven 256 Byte RAM, 8 Byte low-leakage RAM, která dokáže uchovat data i v režimu spánku, 4 kB RAM + 8 kB NVM jednorázově programovatelné paměti pro program a také 128 bit EEPROM pro data. Dále je k dispozici 12 kB ROM s integrovanými software funkcemi jako je například AES šifrování nebo 32bitový čítač. Mezi integrované periferie patří RTC, nízkopříkonové časovače, 1 LED driver, 4 nebo 8 univerzálních vstupně-výstupních pinů (v závislosti na typu pouzdra), které mohou sloužit i jako vstupy pro probuzení obvodu z režimu sleep. Je zde k dispozici dokonce i integrovaný teplotní senzor, LDO regulátor a detekce příliš vybité baterie. Jednotlivé periferní jednotky lze programově vypínat pro dosažení maximální úspory energie.

Program můžete nahrávat i ladit pomocí dvoudrátového rozhraní C2, což umožňuje použití shodných vývojových prostředků jako pro ostatní mikrokontroléry firmy Silabs. Při ladění programu zůstávají funkční všechny periferní jednotky i oba piny rozhraní C2.

Obr. 2 Blokové schéma Si4010

Silabs nabízí několik různých vývojových kitů pro zpříjemnění prvního setkání s tímto plně integrovaným vysílačem – „AES Wireless Security Demo Kit“ pro ukázku využití AES šifrování v pětitlačítkovém radiovém ovladači centrálního zamykání automobilu, „Wireless Remote Control Demo Kit“ a „Wireless Automated Control Development Kit“. Za zmínku stojí i široká škála ukázkových programů a dalšího podpůrného software, jako je třeba vývojové prostředí pro bezdrátovou komunikaci Wireless Development Suite (WDS).

Díky integrovanému obvodu Si4010 lze realizovat inteligentní radiový vysílač na desce plošných spojů o rozměrech přibližně 25 × 50 mm s naprostým minimem externích součástek. Méně součástek znamená nejen menší rozměry a nižší výrobní náklady, ale také vyšší spolehlivost celého systému. Si4010 je k dispozici v pouzdrech 10 pin MSOP a 14 pin SOIC, přičemž obvod v MSOP pouzdru má 4 GPIO a v pouzdru SOIC dokonce 8 GPIO.

Podrobnější informace získáte u distributora, společnosti HT-Eurep Electronic, případně na www.silabs.com.

HT-Eurep Electronic

Světova 9 180 00 Praha 8, tel. 266 313 053, fax. 284 810 202

www.hte.cz