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遙控玩具的未來趨勢,是藍牙5?

時間:2019-07-23 13:41 來源:未知 作者:etmzr 點擊:次

編者按 藍牙5的傳輸範圍優勢開創了這項通信協議用于全新領域的機遇:遙控玩具甚至無人機。 世世代代以來,無線電控制的玩具一直是孩子和成人愛好者的心頭喜好。最新的藍牙标準
編者按
 
藍牙5的傳輸範圍優勢開創了這項通信協議用于全新領域的機遇:遙控玩具甚至無人機。
     世世代代以來,無線電控制的玩具一直是孩子和成人愛好者的心頭喜好。最新的藍牙标準版本确保玩具能夠跟上現代潮流的步伐。
 
從玩具到業餘愛好的技術
 
       最初,第一個無線電控制(RC)玩具使用了27MHz的民用頻帶, 因國家而異,它分為了多個不同的頻道。在美國,這分成六個顔色編碼的頻道供RC玩具使用:
 
1: 26.995 MHz (棕色)
2: 27.045 MHz (紅色)
3: 27.095 MHz (橙色)
4: 27.145 MHz (黃色)
5: 27.195 MHz (綠色)
6: 27.255 MHz (藍色)
 
      玩具和控制器中使用了匹配的晶振器件,因此通信的頻率是固定的。在早期的玩具中,這些是不可更改的。所以,如果你的鄰居購買了同樣的玩具,那麼你可能會受到幹擾和串擾。
 
      随着RC玩具世界向業餘愛好者領域發展,引入了可互換的晶振産品來解決這個問題,這樣使得多個操作員可以通過調換晶振器件在同一空間中使用相同的技術。人們常常在控制器的頂部懸挂彩色絲帶來标示其頻率。大多數國家的法規限制了發射機功率,因此大多數合法設備的運作範圍通常在150到200m左右!
 
      這是從20世紀60年代中期(當RC玩具首次出現時)直到21世紀初(企業開始開發基于2.4GHz頻段的系統,例如便攜式電話和Wi-Fi産品)的情形。通過跳頻擴頻(FHSS),多件玩具首次可以在不改變晶振,以及不必通過色帶标示頻率的情況下共存。
 
      使用2.4GHz頻段的另一個優點是允許使用更大的帶寬。該頻段使用20MHz的頻道寬度,因此可以開發出能夠實時傳輸高清視頻的系統。這類應用的明顯代價是使用大量電池。因此,如果你使用無人機拍攝視頻并将其發送到智能手機,可能一次充電隻能使用大約20分鐘時間。
 
      盡管解決了棘手的固定頻率問題,但2.4Ghz頻段也有缺點。在這個頻段範圍内操作的玩具更容易受到視線阻礙問題的影響。換言之,如果你将玩具操縱到樹的另一側,特别是在通信範圍的末端,通信可能會突然停止。對于隻會停下來不動的玩具車的來說,這并不是大問題,但這個情況也可能會導緻無人機無法響應命令并繼續向同一方向前進。一些無人機将自動返航,而其他無人機則嘗試返回最後一個已知的無線電聯絡點。
      另一個問題是無法共同工作的專有系統的數量激增。所以,如果你要使用A公司的更适合車型的小型接收器,同時又想要使用B公司的處理能力更好的控制器,很可能無法如願。
 
藍牙5的優點
 
      先前,理論上藍牙通信在戶外空曠地方可以達到200米,不過,在實際應用是接近100米;然而,藍牙5标準将該範圍擴展到800米甚至更遠。
 
      如果不需要額外的通信範圍,藍牙5可以利用大大增加的帶寬,允許交換更多的數據,這可以用于反饋實時相機數據。
 
      藍牙技術的另一個優點是可以輕易用于更多的用途,比如可以添加監測溫度、濕度和風速等狀況的選項,而不僅僅是發送信号指示無人機“向左”,“向右”等。
 
将藍牙技術帶入玩具
 
      标準化是将藍牙技術帶入RC玩具領域的第一個明顯優勢。任何使用藍牙技術的汽車、船隻或無人機,隻要它們的開發符合标準,均可通過任何藍牙智能手機或控制器進行控制。
 
      增加的通信範圍也是很大的優勢。盡管大多數業餘愛好者不希望距離其玩具超過100至200米,但如果能夠可靠地延長操控距離,并且不必擔心失去連接,便可讓玩具汽車擁有更長和更有趣的賽道。
 
      藍牙技術還可以使得車輛更輕易地向用戶實時提供寶貴的有關狀況的反饋信息。例如,牽引力和發動機速度,可以警告控制器出現不利情況,及時采取糾正措施。此外,無人機的環境監測功能可以實現更安全和更可預測的飛行。
 
      最後,藍牙技術為無人機帶來了碰撞檢測和回避的可能性。使用藍牙5的增強廣播功能,無人機可以像藍牙信标一樣廣播其位置。該地區的其他無人機可以獲取該信息并避免任何碰撞。
 
      市場上有一些使用低功耗藍牙技術的玩具,最著名的是Sphero系列智能手機控制的球形玩具。目前使用藍牙5的玩具似乎很少,但随着制造商意識到長距離藍牙連接功能可以為其産品帶來的靈活性,這種狀況肯定會在未來幾個月内發生變化。
 
來源:EDN電子技術設計
https://www.ednchina.com/news/201906241117.html
作者:Nordic Semiconductor 高級研發工程師 Kristoffer Rist Skøien
 
 
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