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 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(xì)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。

來源：德州儀器