樓宇自動(dòng)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(guò)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(jì)。為設(shè)計(jì)出更出色的樓宇自動(dòng)化解決方案，應(yīng)選擇合適的元件來(lái)實(shí)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(cè)、感應(yīng)和控制多種參數(shù)，從而增加設(shè)計(jì)的靈活性。

精確檢測(cè)和感應(yīng)運(yùn)動(dòng)：PIR解決方案

被動(dòng)紅外或熱釋電紅外 (PIR) 傳感器常用于安防系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)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(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，用于檢測(cè)傳感器前方是否有“熱”物體或人員經(jīng)過(guò)。PIR 傳感器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(cè)物體或人的紅外輻射。

運(yùn)動(dòng)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(jì)較為復(fù)雜。分立式模擬方法易受噪聲影響（通過(guò)電容器），可能產(chǎn)生影響運(yùn)動(dòng)檢測(cè)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(gè)信號(hào)鏈，并且可以通過(guò)軟件配置來(lái)調(diào)節(jié)靈敏度和檢測(cè)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?；?MSP430 MCU 的 PIR 傳感器具備諸多優(yōu)勢(shì)，詳見(jiàn)圖 1。

圖 1：模擬 PIR MSP430 信號(hào)調(diào)節(jié)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

數(shù)字模擬和數(shù)字 PIR 解決方案都無(wú)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(cè)試結(jié)果表明，使用 MSP430 MCU 設(shè)計(jì)的 PIR 運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器能夠在沒(méi)有模擬和數(shù)字信號(hào)處理的情況下檢測(cè)到 36 英尺（11 米）外的運(yùn)動(dòng)。

具有集成信號(hào)鏈的數(shù)字 PIR 解決方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但成本可能更高。MSP430 MCU 將信號(hào)鏈集成到 MCU 中，通過(guò)利用 MCU 的低功耗模式最大限度地延長(zhǎng)電池壽命，實(shí)現(xiàn)低噪聲、低功耗 (?6uA) 和高性能信號(hào)鏈，并將其應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)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(jiǎn)單進(jìn)而可以節(jié)省高達(dá) 20% 的物料清單成本。

電機(jī)控制：相機(jī)電機(jī)模塊

包含互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和視頻會(huì)議攝像頭在內(nèi)的自動(dòng)化安全應(yīng)用需要自動(dòng)控制傾斜、聚焦和光圈。這些攝像頭通過(guò)電動(dòng)或手動(dòng)控制模塊來(lái)平移、傾斜和調(diào)節(jié)鏡頭焦距。電機(jī)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(jī)驅(qū)動(dòng)器通信以產(chǎn)生全面運(yùn)行所需的控制信號(hào)。

圖 2 中的電機(jī)控制設(shè)計(jì)采用了專用 MSP430FR2155 MCU 和兩個(gè) DRV8428 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。MSP430 MCU 可控制多種電機(jī)內(nèi)部功能，包括：

電機(jī)轉(zhuǎn)速

旋轉(zhuǎn)方向

直流電機(jī)的電壓輸出

采用通用異步接收器/發(fā)送器的步進(jìn)電機(jī)位置

在系統(tǒng)不運(yùn)行時(shí)降低功耗

圖 2：采用 MSP430 MCU 和 DRV8428 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)模塊方框圖

兩個(gè) DRV8428 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過(guò)精密的細(xì)分驅(qū)動(dòng)器（1/256 微步進(jìn)）和電流可調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)焦距和傾斜控制，其作用等同于直流電機(jī)。另一個(gè) DRV8837C 有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器用于控制光圈，可保護(hù)系統(tǒng)免受短路、欠壓和溫度過(guò)熱的影響。該解決方案可提供多種模式，實(shí)現(xiàn)超平滑和穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)曲線。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò) MSP430 MCU 進(jìn)行高精度檢測(cè)、感應(yīng)和控制可以優(yōu)化樓宇自動(dòng)化性能并提高效率。您可以深入閱讀我們的應(yīng)用報(bào)告，然后使用我們的 LaunchPad 開(kāi)發(fā)套件進(jìn)行評(píng)估。

來(lái)源：德州儀器