隨著智慧家居、智能樓宇及各類無線控制終端的快速普及,設備需要頻繁補電與維護的問題正被持續放大。
傳統依賴電池供電的無線控制設備,在規模化部署后不僅需要進行定期維護,頻繁更換電池,同時還要考慮設備存在可靠性衰減與環境污染方面的負擔。在此背景下,能實現“自發電”的無線控制方案已成為行業的重要發展方向之一。
“自發電”無線控制方案是指將管理者按壓/撥動開關時所產生的機械能(微量動能),通過能量轉換方案(電磁感應/壓電效應)轉化為有效電能,從而喚醒開關裝置內集成的微能量收集發射芯片進入工作模式,并直接觸發芯片內置的硬件邏輯完成無線控制信號的發射,可為管理者實現“無需電池、無需布線與即按即發”的無線遙控體驗。
Sub-GHz微能量收集發射芯片,讓無線控制擺脫電池束縛
在自發電無線控制場景中,由于按壓/撥動開關裝置時所轉換的瞬時電能極為有限,因此想要成功傳輸控制信號就必須大幅降低芯片能耗,提升芯片的射頻鏈路效率。
Sub-GHz微能量收集發射芯片工作在240MHz~960 MHz等低頻段中,在結合OOK等簡單高效的調制方式后,可顯著降低發射控制信號時的瞬時能耗,以更低的發射功率確保控制指令在復雜室內環境中依然能準確送達,是“自發電”無線控制方案的關鍵“核芯”。

在系統架構上,Sub-GHz微能量收集發射芯片往往通過高度集成的架構設計,將射頻發射、數據編碼與控制邏輯整合于單一芯片之中,無需外部MCU即可在極為有限的能量預算下完成一次完整且可靠的無線信號發射過程。
當管理者觸動開關裝置的瞬間,Sub-GHz微能量收集發射芯片無需經歷復雜的上電初始化或軟件喚醒流程,而是直接由內部硬件邏輯完成信號編碼與射頻發射,整個系統只在觸發瞬間工作,無待機功耗,可最大限度地降低能量損耗。
此外,相較于Wi-Fi、BLE等2.4G頻段的無線通信技術,Sub-GHz頻段下的信號在穿墻、繞射和抗干擾方面更具優勢,即便在多墻體、多設備共存的復雜室內環境中,也能保持穩定的通信鏈路。
這種穩定性對于“即按即發”的自發電無線控制尤為關鍵,能夠有效避免控制指令丟失或響應延遲所帶來的使用體驗下降。
CMT2156B,低功耗、高可靠的“自發電”無線控制方案
值得一提的是,在自發電無線控制場景中,一款真正適用于動能供電場景的Sub-GHz微能量收集發射芯片,不僅需要在極低能量預算下完成穩定發射,還應具備高度集成的架構、成熟通用的編碼支持以及靈活的參數配置能力,以降低系統復雜度并提升規模化應用效率。
例如,華普微自主研發的CMT2156B就是一款支持外部動能采集供電、具備高性能的OOK射頻發射器。
CMT2156B內部集成了行業內常用的527、1527編碼,可直接替換市面常見的xx527、xx1527、xx2240等編碼芯片方案。
此外,CMT2156B還支持用戶自定義編碼器,可讓用戶根據具體需求進行優化設計,尤其適用于動能供電,無電池的無線發射應用場合。
如下圖所示,CMT2156B通過全集成的低噪聲整數頻率綜合器直接生成射頻信號,可實現穩定的頻率輸出。它采用單引腳晶體振蕩設計,并將所需負載電容集成于內部,可有效減少外圍器件數量,簡化系統設計。

CMT2156B——功能模塊示意圖
在每次上電復位(POR)時,CMT2156B內部模擬模塊都會基于內置基準電壓源進行自動校準,從而保證其在不同溫度和供電條件下均能保持穩定可靠的工作性能。
在數據發射過程中,CMT2156B由按鍵動作直接觸發,調制后的數據經高效功率放大器發射輸出,發射功率可在0至+13 dBm范圍內以1 dB步進靈活配置。

訪問內建EEPROM 示意圖
此外,開發者還可通過官方提供的USB Programmer和RFPDK快速將頻率、輸出功率及其他產品參數燒錄到芯片內置的EEPROM里,可大幅簡化開發及生產成本;或者,開發者也可直接用433.92 MHz等默認參數的現貨庫存直接生產,免除生產燒錄環節。
審核編輯 黃宇
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