樓宇自動化系統具備多種功能，可在工業和商業環境中提升工作者的舒適度和安全性。通過創新微控制器 (MCU) 技術，這些功能可以變得更加智能和經濟。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這些應用的不同功能。使用專用 MCU 可以使系統在工作環境中檢測、感應和控制多種參數，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中，用于檢測傳感器前方是否有“熱”物體或人員經過。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靈敏度和檢測范圍，提供數字反饋環路，并優化傳感器的低功耗性能。基于 MSP430 MCU 的 PIR 傳感器具備諸多優勢，詳見圖 1。

圖 1：模擬 PIR MSP430 信號調節技術的優勢

數字模擬和數字 PIR 解決方案都無法輕松適應變化的范圍、目標速度、環境溫度和照明條件。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

包含互聯網協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/發送器的步進電機位置

在系統不運行時降低功耗

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）和電流可調節功能實現焦距和傾斜控制，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，實現超平滑和穩定的運動曲線。

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 開發套件進行評估。

來源：德州儀器