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作者：德州儀器 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，這些功能可以變得更加智能和經(jīng)濟。為設計出更出色的樓宇自動化解決方案，應選擇合適的元件來實現(xiàn)這些應用的不同功能。使用專用MCU可以使系統(tǒng)在工作環(huán)境中檢測、感應和控制多種參數(shù)，從而增加設計的靈活性。 精確檢測和感應運動：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)和運動檢測應用。您可以選擇多種不同的技術將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，從而準確探測物體或人的紅外輻射。 運動感應器通常使用模擬帶通濾波器，盡管這類濾波器的設計較為復雜。分立式模擬方法易受噪聲影響（通過電容器），可能產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 信號調節(jié)技術的優(yōu)勢 數(shù)字模擬和數(shù)字PIR解決方案都無法輕松適應變化的范圍、目標速度、環(huán)境溫度和照明條件。TI的測試結果表明，使用MSP430 MCU設計的PIR運動感應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的自動化安全應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、傾斜和調節(jié)鏡頭焦距。電機模塊由外部電源單元供電，且該單元內的微控制器必須與電機驅動器通信以產生全面運行所需的控制信號。 圖2中的電機控制設計采用了專用MSP430FR2155 MCU和兩個DRV8428步進電機驅動器。MSP430 MCU可控制多種電機內部功能，包括： • 電機轉速 • 旋轉方向 • 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電機驅動器的電機模塊方框圖 兩個DRV8428步進電機驅動器通過精密的細分驅動器（1/256微步進）和電流可調節(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。 結語 通過MSP430 MCU進行高精度檢測、感應和控制可以優(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用報告，然后使用我們的LaunchPad開發(fā)套件進行評估。 |
