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MSP430? MCU：簡化樓宇自動化設(shè)計的創(chuàng)新選擇

本文作者：德州儀器點擊： 2021-12-02 17:05

前言：

樓宇自動化系統(tǒng)具備多種功能，可在工業(yè)和商業(yè)環(huán)境中提升工作者的舒適度和安全性。通過創(chuàng)新微控制器(MCU)技術(shù)，這些功能可以變得更加智能和經(jīng)濟。為設(shè)計出更出色的樓宇自動化解決方案，應(yīng)選擇合適的元件來實現(xiàn)這些應(yīng)用的不同功能。使用專用MCU可以使系統(tǒng)在工作環(huán)境中檢測、感應(yīng)和控制多種參數(shù)，從而增加設(shè)計的靈活性。

精確檢測和感應(yīng)運動：PIR解決方案

被動紅外或熱釋電紅外(PIR)傳感器常用于安防系統(tǒng)和運動檢測應(yīng)用。您可以選擇多種不同的技術(shù)將PIR解決方案融入運動檢測系統(tǒng)中，用于檢測傳感器前方是否有“熱”物體或人員經(jīng)過。PIR在任何情況下都需要低功耗、小元件、低噪聲以及高精度傳感，從而準(zhǔn)確探測物體或人的紅外輻射。

運動感應(yīng)器通常使用模擬帶通濾波器，盡管這類濾波器的設(shè)計較為復(fù)雜。分立式模擬方法易受噪聲影響（通過電容器），可能產(chǎn)生影響運動檢測的低頻噪聲。相比之下，MSP430FR2355等微控制器中集成的智能模擬組合可以提供PIR傳感器的整個信號鏈，并且可以通過軟件配置來調(diào)節(jié)靈敏度和檢測范圍，提供數(shù)字反饋環(huán)路，并優(yōu)化傳感器的低功耗性能。基于MSP430 MCU的PIR傳感器具備諸多優(yōu)勢，詳見圖1。

圖 1：模擬 PIR & MSP430 信號調(diào)節(jié)技術(shù)的優(yōu)勢

數(shù)字模擬和數(shù)字PIR解決方案都無法輕松適應(yīng)變化的范圍、目標(biāo)速度、環(huán)境溫度和照明條件。TI的測試結(jié)果表明，使用MSP430 MCU設(shè)計的PIR運動感應(yīng)器能夠在沒有模擬和數(shù)字信號處理的情況下檢測到36英尺（11米）外的運動。

具有集成信號鏈的數(shù)字PIR解決方案設(shè)計簡單，但成本可能更高。MSP430 MCU將信號鏈集成到MCU中，通過利用MCU的低功耗模式最大限度地延長電池壽命，實現(xiàn)低噪聲、低功耗(≅6uA)和高性能信號鏈，并將其應(yīng)用于運動檢測中。與類似的數(shù)字PIR解決方案相比，使用更少的元件可以使印刷電路板變得更小，布局變得更簡單進而可以節(jié)省高達20%的物料清單成本。

電機控制：相機電機模塊

包含互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和視頻會議攝像頭在內(nèi)的自動化安全應(yīng)用需要自動控制傾斜、聚焦和光圈。這些攝像頭通過電動或手動控制模塊來平移、傾斜和調(diào)節(jié)鏡頭焦距。電機模塊由外部電源單元供電，且該單元內(nèi)的微控制器必須與電機驅(qū)動器通信以產(chǎn)生全面運行所需的控制信號。

圖2中的電機控制設(shè)計采用了專用MSP430FR2155 MCU和兩個DRV8428步進電機驅(qū)動器。MSP430 MCU可控制多種電機內(nèi)部功能，包括：

• 電機轉(zhuǎn)速

• 旋轉(zhuǎn)方向

• 直流電機的電壓輸出

• 采用通用異步接收器/發(fā)送器的步進電機位置

• 在系統(tǒng)不運行時降低功耗

圖 2：采用 MSP430 MCU和DRV8428電機驅(qū)動器的電機模塊方框圖

兩個DRV8428步進電機驅(qū)動器通過精密的細分驅(qū)動器（1/256微步進）和電流可調(diào)節(jié)功能實現(xiàn)焦距和傾斜控制，其作用等同于直流電機。另一個DRV8837C有刷直流電機驅(qū)動器用于控制光圈，可保護系統(tǒng)免受短路、欠壓和溫度過熱的影響。該解決方案可提供多種模式，實現(xiàn)超平滑和穩(wěn)定的運動曲線。

結(jié)語

通過MSP430 MCU進行高精度檢測、感應(yīng)和控制可以優(yōu)化樓宇自動化性能并提高效率。您可以深入閱讀我們的應(yīng)用報告，然后使用我們的LaunchPad開發(fā)套件進行評估。

關(guān)于德州儀器 (TI)

德州儀器（TI）（納斯達克股票代碼：TXN）是一家全球性的半導(dǎo)體公司，致力于設(shè)計、制造、測試和銷售模擬和嵌入式處理芯片，用于工業(yè)、汽車、個人電子產(chǎn)品、通信設(shè)備和企業(yè)系統(tǒng)等市場。我們致力于通過半導(dǎo)體技術(shù)讓電子產(chǎn)品更經(jīng)濟實用，創(chuàng)造一個更美好的世界。如今，每一代創(chuàng)新都建立在上一代創(chuàng)新的基礎(chǔ)之上，使我們的技術(shù)變得更小巧、更快速、更可靠、更實惠，從而實現(xiàn)半導(dǎo)體在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，這就是工程的進步。這正是我們數(shù)十年來乃至現(xiàn)在一直在做的事。欲了解更多信息，請訪問公司網(wǎng)站http://www.ti.com.cn/。

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