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大聯大推出TI AA電池的智慧鎖參考設計解決方案
 

【CTIMES/SmartAuto 報導】   2018年03月20日 星期二

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大聯大控股宣佈旗下世平集團將推出德州儀器(TI)使用4節AA電池的智慧鎖參考設計解決方案。

大聯大世平集團推出德州儀器使用4節AA電池的智慧鎖參考設計解決方案
大聯大世平集團推出德州儀器使用4節AA電池的智慧鎖參考設計解決方案

隨著越來越多屋主希望將智慧鎖(或電子鎖)應用於自家建築物中,無線電池供電的智慧鎖越來越受歡迎。在智慧鎖應用中,高電流馬達和無線電耗電量會影響電池壽命。電池為高消耗品,因此降低平均電流的消耗往往是設計的重點。德州儀器使用輕負載效率的DC-DC轉換器、SimpleLink超低功耗無線MCU平台整合馬達驅動器和RGB LED驅動器,呈現出一個輕載高效的電源拓撲結構,且可以根據低待機電流和長時間的關斷狀態來延長電池壽命。此設計可看出德州儀器設計系統的組件選擇,設計原理和測試結果。同時也可供系統設計人員應用於低功耗門鎖設計的電子鎖、密碼鎖和閱讀器、無線電動百葉窗、HVAC阻尼器和執行器。

選擇電池有兩個主要因素:電池平台的容量和普及程度。AA電池比AAA電池有更大的容量。許多採用AA電池的應用程式與現今市場上的智慧鎖相似。

此智慧鎖應用有三種主要的功率拓撲:低壓差(LDO)穩壓器、降壓轉換器(也稱為降壓)和升壓。

低壓差穩壓器和降壓的應用不受事件影響,這意味著不論兩個拓撲使用多少相同能量,鎖定和解鎖大多會在同一天發生。MCU是透過低壓差穩壓器和降壓降低電壓產生的低電壓電源軌來運行,更高的電壓組件運行在電壓更高的電池上。增強電壓會影響事件,因為每個鎖定和解鎖事件都須提高電壓(3V到5V),並應用於馬達和LED上的操作。選擇降壓配置是因為低壓差穩壓器具有接地漏電流,而降壓具有零接地漏電流,因此效率更高。選擇TPS62745降壓轉換器是因為有易於低功耗的設計。該TPS設備能讓使用者選擇輸出電壓的線,無需回授電阻,因此物料清單的成本也可以稍微降低。TPS62745可以動態採用或禁用電池電壓檢查,使用一個致能接腳和外部電阻分壓器。由於電壓與能量是守恆的分頻器,電池電壓檢查只有在需要時才能使用。其餘的時間分配器電路不會連接也不會使用能量。TPS62745在極低的負載下也是有效的;10μA時效率高達85%。

MCU帶整合藍牙低功耗無線電,該參考設計必須連接並與中央裝置通訊。但因權力消費是以電池應用為基礎的一個關注點,無線電和處理器必須是低功耗。終端裝置系統所需的無線協議是選擇無線電裝置的重要因素。採用德州儀器的SimpleLink超低功耗無線MCU平台,具有低功耗無線電和MCU組合並使傳感器終端節點的電池使用壽命延長。此外,CC2650裝置是一個多標準裝置,主要應用於智慧藍牙、ZigBee、6LoWPAN和ZigBeeRF4CE遙控器。德州儀器的設計中,智慧藍牙是可供選擇的協議,但是硬體也可以與其他協議一同運作。

驅動電流、電源電壓範圍、負載馬達類型和安全關閉功能都是選擇馬達驅動器的因素。DRV8833包含所有需要的功能。DRV8833可以驅動多種類型的馬達和感性負載,峰值電流為2A,電源電壓範圍為2.7V至10.8V,相當適合採用四節AA電池。標稱驅動電壓電池的電壓是5V。DRV8833的主要衡量因素是依鉗位電流的能力與外部電阻來決定。DRV8833具有電流檢測功能,能使駕駛員監測和調整輸出電流,使馬達不會燒毀或浪費電池電量。透過裝置馬達下方的DRV8833,電流限制可以防止馬達失速電流。

電路板上的使用者界面須簡單、低功耗,精確到足以顯示所有必要的訊息。六個RGB LED以圓形排列,不同的圖案和顏色可向使用者傳達對應的訊息。不同的模組設計也是有幫助的,因為必須考量到色盲者的使用需求。LP55231是搭載9個輸出接口的LED驅動器,其中兩個接口可以應用於前面提及到的6 RGB LED。LP55231也可以減少LED數量以降低成本,同時也具備其他重要的功能,像是高效LED驅動器和一個電荷泵(高達94%)、200 nA待機電流、自動省電模式,可編程LED模式以及小型封裝尺寸(4mm×4mm)。本參考設計兼具了兩個LED驅動器,因此選擇LP55231可同步觸發輸入。

相關應用包括電子鎖輸入及讀取裝置、電子智慧鎖、暖通空調(HVAC)開關和致動器控制、煙霧和溫度探測器、電動百葉窗等。

關鍵字: 智慧鎖  AA電池  大聯大  世平  TI(德州儀器, 德儀
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