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Be a Geek有一天，走在回學校的路上，我在想：“未來是科技時代（現在也是），只是未來科技會無處不在，而如果我們對于周圍的無處不在的代碼一無所知的話，或許我們會成為黑客帝國中的一般人”。所以開始

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作者 ：Tony Armstrong，電源產品部產品市場總監，凌力爾特公司系統設計師和系統規劃師必須從一開始就優先滿足電源管理需求，以確保高效率的設計和成功的長期部署。幸運的是，領先的高性能模擬IC制造商現在提供越來越多的能量收集電源管理IC，從而極大地簡化了此項任務。能量收集的概念已經出現超過10年了，然而在現實環境中，由環境能源供電的系統一直很笨重、復雜和昂貴。不過，有些市場已經成功地采用了能量收集方法，如交通運輸基礎設施、無線醫療設備、輪胎壓力檢測和樓宇自動化市場。尤其是在樓宇自動化系統中，諸如占位傳感器、自動調溫器甚至光控開關等，以前安裝時通常使用的電源或控制配線，現在已經不需要了，取而代之是，它們采用了局部能量收集系統。能量收集系統的一個主要應用是樓宇自動化系統中的無線傳感器。為方便說明，我們考慮一下美國能源使用的分布情況。建筑物每年都是能源生產的頭號用戶，約占總能耗的38%，緊隨其后的是交通運輸和工業領域，各占總能耗的28%。此外，建筑物可以進一步分成商用建筑和民用建筑，在這38%的能耗中，分別分得17%和21%。而民用建筑21%的能耗數字還可以進一步劃分，其中取暖、通風和空調（HVAC）約占民用建筑總能耗的3/4。目前預計，從2003年到2030年，能源使用量將翻一番，依此推算，采用樓宇自動化系統可以節省多達30%的能源（數據類似地，一個采用能量收集方法的無線網絡可以將一棟大樓中任何數量的傳感器連接起來，以在非主要區域的大樓或房間中沒人時，調節該區域的溫度或關掉該區域的照明燈，從而降低HVAC和電力費用。此外，能量收集電子線路的成本常常低于布設電源線的成本或更換電池所需的日常維護成本，因此用收集的能量供電之方法，顯然有經濟收益。不過，如果每個節點都需要自己的外部電源，那么很多無線傳感器網絡就失去了優勢。盡管電源管理技術確實在持續發展，已經使電子電路能在給定電源情況下工作更長時間，但這是有限度的，而用收集的能量供電提供了一種補充方法。因此，能量收集通過將局部環境能源轉換成可用的電能，成為一種給無線傳感器節點供電的方法。環境能源包括光、溫差、振動波束、已發送RF信號或能通過換能器產生電荷的任何能源。這些能源在我們周圍到處都是，利用合適的換能器，如面向溫差的熱電發生器（TEG）、面向振動的壓電組件、面向太陽光（或室內照明光）的光伏電池等，可將這些能源轉換成電能，甚至可以利用潮濕氣體產生的電能。這些所謂的“免費”能源可用來自主地給電子組件和系統供電?，F在所有無線傳感器節點都能以微瓦級平均功率工作，因此用非傳統電源給它們供電是可行的。這導致了能量收集的出現，在使用電池不方便、不現實、昂貴或危險的系統中，可用能量收集提供的電力給電池充電、補充或代替電池。用收集的能量供電，還可以不再需要導線來供電或傳送數據。此外，工業過程、太陽能電池板或內燃機產生的能量也可以收集起來使用，否則就浪費掉了。能量收集應用的問題和特性一個典型的能量收集配置或無線傳感器節點（WSN）由 4 個方框組成（參見圖 1）。它們是：1）環境能源 ；2）換能器組件和給下游電子組件供電的電源轉換電路；3）將該節點連接到現實世界的檢測組件和計算組件（由微處理器或微控制器組成，處理測量數據并將數據儲存到存儲器中）；4）由短程無線單元組成的通信組件，實現與相鄰節點及外部世界的無線通信。環境能源的例子包括 ：連接到 HVAC 管道等發熱源的熱電發生器（TEG）或熱電堆 ；或者連接到諸如窗玻璃等機械振動源的壓電換能器。在熱源情況下，一個緊湊型熱電器件（常稱為換能器）可將小的溫差轉換成電能。而在存在機械振動或壓力的情況下，壓電器件可用來將機械能轉換成電能。一旦電能產生出來，就可以由能量收集電路轉換并調整為合適的形式，以給下游電子組件供電。因此，一個微處理器可以喚醒一個傳感器，以獲取讀數或測量值，然后讀數或測量值可由一個模數轉換器進行處理，以通過一個超低功率無線收發器傳送。圖 1 ：一個典型的能量收集系統或無線傳感器節點的主要組成方框圖。有幾種因素影響無線傳感器節點能量收集系統的功耗特性。表 1 概述了這些因素。表 1 ：影響無線傳感器節點功耗的因素。當然，由能量收集源所提供的能量取決于它處于操作狀態的時間。因此，比較能量收集電源的主要衡量標準是功率密度，而不是能量密度。能量收集一般會遇到低的、可變的和不可預測的可用功率，因而通常采用了一種與能量收集器和一個輔助電能儲存器相連的混合結構。收集器由于其無限的能量供應和功率不足而成為系統能源。輔助電能儲存器（一個電池或一個電容器）可產生較高的功率，但儲存的能量較少，它在需要的時候供電，其他情況下則定期從收集器接收電荷。所以，在沒有可供收集功率的環境能量時，必須采用輔助電能儲存器給 WSN 供電。當然，從系統設計人員的角度而言這將導致復雜程度的進一步增加，因為他們現在必須考慮這樣一個問題“為了對缺乏環境能量源的情況下提供補償，應在輔助儲存器中存儲多少能量 ?”究竟需要儲存多少能量將取決于諸多因素，包括 ：1. 缺乏環境能量源的時間長度2. WSN 的占空比（即數據讀取和傳輸操作必須具備的頻率）3. 輔助儲存器（電容器、超級電容器或電池）的大小和類型4. 是否可提供既能充當主能量源、同時又擁有充分剩余能量（用于當其在某些特定時段內不可用時為輔助電能儲存器充電）的足夠環境能量 ?最先進和現成有售的能量收集技術（例如振動能量收集和室內光伏技術）在典型工作條件下產生毫瓦量級的功率。盡管這么低的功率似乎用起來很受限，但是若干年來收集組件的工作可以說明，無論就能量供應還是就所提供的每能量單位的成本而言，這些技術大體上與長壽命的主電池類似。此外，采用能量收集的系統一般能在電能耗盡后再充電，而這一點主電池供電的系統是做不到的。正如已經討論的那樣，環境能源包括光、溫差、振動波束、已發送的 RF 信號，或者其他任何能通過換能器產生電荷的能源。下面的表 2 說明了從不同能源可產生多少能量。要成功設計一款完全獨立的無線傳感器系統，需要現成的節電型微控制器和換能器，并要求這些器件消耗最小和來自低能量環境的電能。幸運的是，低成本和低功率傳感器及微控制器已經上市兩三年左右了，不過只是在最近，超低功率收發器才投入商用。然而，在這一系列環節中，處于落后的一直是能量收集器?，F有的能量收集器模塊實現方案（如圖 1 所示）往往采用低性能和復雜的分立型結構，通常包括30 個或更多的組件。此類設計轉換效率低，靜態電流高。這兩個不足之處均導致最終系統的性能受損。低轉換效率將增加系統上電所需的時間，反過來又延長了從獲取一個傳感器讀數至傳輸該數據的時間間隔。高靜態電流則對能量收集源的輸出能達到的最低值有所限制，因為它必須首先提供自己工作所需的電流，多出來的功率才能提供給輸出。正是在能量收集器這個領域，凌力爾特公司最近推出的產品 LTC3109、LTC3588-1 和 LTC3105 使性能和簡單性上提升到一個新水平。這些能量收集 IC 所帶來的新性能水平是采用分立式方案完全無法實現的。因此，它們由于能夠收集非常低的環境能量而成為了推動能量收集系統制造商成長的“催化劑”。憑借這種性能水平，再加上換能器、微控制器、傳感器和收發器經濟合算的價位，使其市場接受度得以提升。這也是此類系統在全球范圍的眾多應用中受到大量關注的原因之一。表 2 ：能源以及它們可產生多少能量。一個現實世界的例子 ：“飛機健康狀況監視”今天，大型機群的結構性疲勞是一個現實問題，因為如果忽視該問題，就可能導致災難性后果。目前，飛機結構狀況是通過多種檢查方法來監視的，如通過改進的結構化分析和跟蹤方法，通過采用評估結構完整性的創新理念，等等。這些方法有時又統稱為“飛機健康狀況監視”方法。在飛機健康狀況監視過程中，采用了傳感器、人工智能和先進的分析方法以實時進行連續的健康狀況評估。聲發射檢測是定位和監視金屬結構中產生裂縫的領先方法。這種方法可以方便地用來診斷合成型飛機結構的損壞。一個顯然的要求是，以簡單的“通過”、“未通過”形式指示結構完整性，或者立即采取維修行動。這種檢測方法使用由壓電芯片構成的扁平檢測傳感器和光傳感器，壓電芯片由聚合物薄膜密封。傳感器牢固地安裝到結構體表面，通過三角定位能夠定位裝載了傳感器的結構體的聲活動。然后用儀器捕捉傳感器數據，并以適合于窄帶存儲和傳送的形式用參數表示這些數據。因此，無線傳感器模塊常常嵌入到飛機的各種不同部分，例如機翼或機身，以進行結構分析，不過為這些傳感器供電可能很復雜。因此，如果以無線方式供電或者甚至自助供電，那么這些傳感器模塊就可以更方便地使用，效率也更高。在飛機環境中，存在很多“免費”能源，可用來給這類傳感器供電。兩種顯然和可以方便地利用的方法是熱能收集和 / 或壓電能收集。在典型的飛機發動機情況下，其溫度可能在幾百℃到 1,000℃甚至 2,000℃的范圍內變化。盡管這種能量大多數都以機械能（燃燒和發動機推力）的形式損失了，但是仍然有一部分是純粹以熱量形式消耗的。既然席貝克效應是將熱量轉換成電功率的根本熱力學現象，那么要考慮的主要方程是 ：P = ηQ其中 P 是電功率，Q 是熱量，η 是效率。較大的熱電發生器（TEG）使用更多熱量（Q），產生更多功率（P）。類似地，使用數量為兩倍的功率轉換器自然產生兩倍的功率，因為它們可以獲取兩倍的熱量。較大的熱電發生器通過串聯更多的 P-N 節形成，不過，盡管這樣可以在溫度變化時產生更大的電壓（mV/dT），但是也增大了熱電發生器的串聯電阻。這種串聯電阻的增大限制了可提供給負載的功率。因此，視應用需求的不同而有所不同，有時使用較小的并聯熱電發生器而不是使用較大的熱電發生器會更好。不管選擇哪一種熱電發生器，都有很多廠商提供商用熱電發生器產品。通過給一個組件施加壓力，可以產生壓電，而壓電反過來又產生一個電位。壓電效應是可逆的，展現正壓電效應（當加上壓力時，產生一個電位）的材料也展現反壓電效應（當加上一個電場時，產生壓力和 / 或應力）。為了優化壓電換能器，需要確定壓電源的振動頻率和位移特性。一旦確定了這些電平，壓電元件制造商就能夠設計一款壓電元件，以機械的方式將其調諧至特定的振動頻率，并確定其尺寸以提供所需的功率量。壓電材料中的振動將觸發正壓電效應，從而導致電荷積聚在器件的輸出電容上。積累的電荷通常相當少，因此 AC開路電壓很高，在很多情況下處于 200V 量級。既然每次撓曲產生的電荷量相對較少，那么有必要對這個 AC信號進行全波整流，并在一個輸入電容器上逐周期積累電荷。就能源選擇而言，在熱源和壓電源之間存在權衡問題。不過，不管選擇哪一種方法，這兩種方法都是可行和現實的解決方案，可以非常方便地與現有技術一起使用。下表總結了這兩種方法的優缺點 ：能量收集電源轉換 ICLTC3109 是一種高度集成的 DC-DC 轉換器和電源管理器。它能從諸如 TEG（熱電發生器）、熱電堆甚至小型太陽能電池等極低的輸入電壓源收集和管理多余的能量。其獨特的專有自動極性拓撲允許該器件用低至 30mV 的輸入電源工作，而不管電源極性如何。圖 2 ：LTC3109 的典型應用原理圖。上 面 的 電 路 用 兩 個 緊 湊 型 升 壓 變 壓 器 來 提 高LTC3109 輸入電壓源的電壓，然后該器件為無線檢測和數據采集提供一個完整的電源管理解決方案。它能收集小的溫度差，不用傳統的電池電源，就能產生系統電源。就低至 30mV 的輸入電壓而言，推薦使用主 - 副匝數比約為 1:100 的變壓器。就更高的輸入電壓而言，可用更低的匝數比來獲得更大的輸出功率。這些變壓器是標準、現成有售的組件，而且諸如 Coilcraft 等磁性元件供應商可穩定供貨。LTC3109 采用一種“系統級”方法來解決復雜問題。它轉換低壓源，并管理多個輸出之間的能量。用LTC3109 外部的充電泵電容器和內部的整流器對每個變壓器副端繞組上產生的 AC 電壓升壓并整流。該整流器電路將電流饋送進 VAUX 引腳，從而向外部 V AUX 電容器、然后是其他輸出供電。內部 2.2V LDO 可以支持低功率處理器或其他低功率 IC。該 LDO 由 VAUX 和 VOUT 二者之間較高的一個供電。這使它能在 VAUX 一充電到 2.3V 就能有效運行，同時 VOUT存儲電容器仍然在充電。倘若 LDO 輸出上有階躍負載，那么如果 VAUX 降至低于 VOUT，電流就可能來自主 VOUT 電容器。該 LDO 能提供 3mA 輸出電流。VSTORE 電容器也許值非常大（數千微法甚至數法拉），以在輸入電源可能掉電時保持供電。一旦加電完成，那么主輸出、備份輸出和開關輸出都可用。如果輸入電源發生故障，那么仍然可以利用 VSTORE 電容器的供電繼續運行。LTC3588-1 是一款完整的能量收集解決方案，為包括壓電換能器在內的低能量電源而優化。壓電器件通過器件的擠壓或撓曲產生能量。視尺寸和構造的不同而不同，這些壓電元件可以產生數百 uW/cm2 的能量。應該提到的是，壓電效應是可逆的，即展現直接壓電效應（一加上壓力就產生電位）的材料也展現反向壓電效應（一加上電壓就產生壓力和 / 或應力，即撓曲）。圖 3 ：LTC3588 的典型應用原理圖。LTC3588-1 在 2.7V 至 20V 的輸入電壓范圍內工作，從而非常適用于多種壓電換能器以及其他高輸出阻抗能源。其高效率降壓型 DC/DC 轉換器提供高達 100mA 的連續輸出電流或者甚至更高的脈沖負載。其輸出可以設定 為 4 個 固 定 電 壓（1.8V、2.5V、3.3V 或 3.6V） 之 一，以給無線發送器或傳感器供電。輸出處于穩定狀態（無負載）時，靜態電流僅為 950nA，從而最大限度地提高了總體效率。LTC3588-1 用來直接與壓電或可替代高阻抗 AC 電源連接、給電壓波形整流以及在外部存儲電容器中儲存收集到的能量，同時通過一個內部并聯穩壓器消耗過多的功率。具 1V 至 1.4V 遲滯窗口的超低靜態電流（450nA）欠壓閉鎖（ULVO）模式使電荷能在存儲電容器上積累，直到降壓型轉換器能高效率地將部分儲存的電荷傳送到輸出為止。LTC3105 是一款超低電壓升壓型轉換器和 LDO，專門用來極大地簡化從低壓、高阻抗可替換電源收集和管理能量的任務，如光伏電池、熱電發生器（TEG）、燃料電池等電源。其同步升壓型設計以低至 250mV 的輸入電壓啟動，從而使該器件非常適用于在不夠理想的照明條件下，從甚至最小的光伏電池收集能量。其 0.2V 至5V 的寬輸入電壓范圍使該器件成為多種應用的理想選擇。集成的最大功率點控制器（MPPC）使 LTC3105 能抽取電源能所提供的最大可用功率。如果沒有 MPPC，電源能產生的功率僅為理論最大值的一小部分。峰值電流限制自動調節，以最大限度地提高電源轉換效率，同時突發模式（Burst Mode ?）工作將靜態電流降至僅為22uA，從而最大限度地降低了能量儲存元件的漏電流。超低 I QLDO 能直接給流行的低功率微控制器或傳感器電路供電。如果沒有 MPPC，電源轉換器能產生的功率僅為理論最大值的一小部分。峰值電流限制自動調節，以最大限度地提高電源轉換效率，同時突發模式（Burst Mode ?）工作將靜態電流減小至僅為 22μA，從而最大限度地降低了能量儲存元件的漏電流。超低 IQLDO 能直接給常用的低功率微控制器或傳感器電路供電。圖 4 所示電路采用了 LTC3105，用單節光伏電池給單節鋰離子電池充電。在太陽能能源可用時，該電路能使電池連續充電，而當太陽能能源不再可用時，電池能用儲存的能量給應用供電。LTC3105 能以低至 250mV 的電壓啟動。在啟動時，AUX 輸出最初在同步整流器禁止的情況下充電。一旦VAUX 達到約 1.4V，該轉換器就離開啟動模式，進入正常工作狀態。最大功率點控制在啟動時不使能，不過，電流從內部限制到足夠低的水平，以允許靠電流非常小的輸入電源啟動。盡管該轉換器處于啟動模式，但是AUX 和 VOUT 之間的內部開關仍然保持禁止，而且 LDO也是不采用。參見圖 5 所示典型啟動時序舉例。當 VIN 或 VAUX 高于 1.4V 時，轉換器進入正常工作狀態。轉換器繼續給 AUX 輸出充電，直到 LDO 輸出進入穩定狀態為止。一旦 LDO 輸出進入穩定狀態，轉換器就開始給 VOUT 引腳充電。VAUX 仍然保持足夠高的值，以確保 LDO 處于穩定狀態。如果 VAUX 高于保持LDO 穩定所需的值，那么就從給 AUX 輸出充電轉變為給VOUT 輸出充電。如果 VAUX 下降太多，那么電流就重新流向 AUX 輸出，而不是用來給 VOUT 輸出充電。一旦VOUT 上升到高于 VAUX，就啟動一個內部開關，以將這兩個輸出連接到一起。如果 VIN 高于被驅動的輸出（VOUT 或 VAUX）上的電壓，或被驅動的輸出低于 1.2V，那么同步整流器就禁止，并以關鍵的傳導模式工作，從而甚至在 VIN>VOUT 時，仍能實現穩定狀態。如果輸出電壓高于輸入電壓并高于 1.2V 時，那么同步整流器就啟動。在這種模式時，SW 和 GND 之間的N 溝道 MOSFET 啟動，直到電感器電流達到峰值電流限制為止。一旦達到電流限制，N 溝道 MOSFET 就關斷，SW 和被驅動輸出之間的 P 溝道 MOSFET 就啟動。該開關一直保持接通，直到電感器電流降至低于谷值電流限制為止，然后重復該周期。當 VOUT 達到穩定點時，連接到 SW 引腳的 N 溝道和 P 溝道 MOSFET 都禁止，轉換器進入休眠狀態。圖 4 ：利用單節光伏電池的鋰離子電池涓流充電器。圖 5 ：典型的 LTC3105 啟動時序。為了給微控制器和外部傳感器供電，一個集成的LDO 提供穩定的 6mA 軌。該 LDO 由 AUX 輸出供電，從而允許該 LDO 在主輸出仍然在充電時達到穩定狀態。LDO 的輸出電壓可以是固定的 2.2V，或可通過電阻器分壓器調節。集成的最大功率點控制電路允許用戶為給定電源設定最佳輸入電壓工作點，參見圖 6。MPPC 電路動態調節電感器的平均電流，以防止輸入電壓降至低于 MPPC 門限。當 VIN 高于 MPPC 電壓時，電感器電流增大，直到 VIN 被拉低至 MPPC 設定點為止。如果 VIN 低于 MPPC 電壓，那么電感器電流就減小，直到 VIN 升高到 MPPC 設定點為止。LTC3105 納入了在輕負載時最大限度地提高效率的功能，同時，通過將電感器峰值和谷值電流作為負載的函數加以調節，還在重負載時增強了提供功率的能力。在輕負載時，將電感器峰值電流降至 100mA，可降低傳導損耗，從而優化了效率。隨著負載增加，電感器峰值電流自動提高至 400mA（最大值）。當在中等負載時，電感器峰值電流可能在 100mA 至 400mA 之間變化。上述功能的優先級低于 MPPC 功能，并僅當電源提供的功率超過負載所需時才起作用。圖 6 ：面向單節光伏電池的典型最大功率點控制點。在諸如光伏轉換之類的應用中，輸入電源也許長時間不存在。為了在這類情況下防止輸出放電，LTC3105納入了欠壓閉鎖（UVLO）功能，如果輸入電壓降至低于90mV（典型值），那么該功能就強制轉換器進入停機模式。在停機模式，連接 AUX 和 VOUT 的開關啟動，LDO置于反向隔離模式，流進 VOUT 的電流降至 4uA（典型圖 6 ：面向單節光伏電池的典型最大功率點控制點。值）。在停機模式，通過 LDO 的反向電流限于 1uA，以最大限度地減輕輸出放電。結論由于擁有模擬開關模式電源設計專長的人員在全球范圍內都處于短缺的局面，因此要設計出如圖 1 所示的高效能量收集系統一直是很困難的事。面臨的主要障礙是與遠程無線感測相關聯的電源管理。不過，隨著 L TC3105、L TC3109 和 L TC3588-1 的推出，這種狀況即將完全改變。這些器件能夠從幾乎所有的光源、熱源或機械振動源提取能量。此外，憑借其全面的功能組合以及設計的簡易性，它們還極大地簡化了能量收集鏈中難以完成的功率轉換設計。對于 WSN 設計師而言這是個好消息，因為其高集成度（包括電源管理控制和現成有售的外部組件）使之成為目前市面上最小、最簡單和易于使用的解決方案。因此，系統設計師和系統規劃師必須從一開始就優先滿足電源管理需求，以確保高效率的設計和成功的長期部署。幸運的是，領先的高性能模擬 IC 制造商現在提供越來越多的能量收集電源管理 IC，從而極大地簡化了此項任務。

步進電機是設計師，工程師和制造商的最愛，因此幾乎可以在任何有電子控制系統的地方找到。事實上，它們是如此受歡迎和有用，以至于人們往往很容易忘記它們是如何工作的，并確保它們被正確驅動。電機本身是無刷同步直流電機，其中每個360°旋轉被分成許多相等的離散步長。臺階的角度旋轉由圍繞中心齒輪形鐵片排列的“齒形”電磁鐵的數量決定（圖1）。正是磁鐵的通電，以及隨之而來的齒輪形軸齒的磁力吸引，使軸圍繞其旋轉軸拉過。圖 1：永磁轉子根據施加的脈沖順序旋轉，以激發電磁“齒”。（圖片來源：恩智浦）重要的是要注意，當軸的齒與第一個電磁鐵對齊時，它們會與下一個電磁鐵稍微偏移。這確保了當下一個電磁鐵通電時，齒被拉向下一個電磁鐵的方向。完成一次360°旋轉所需的步驟數決定了其分辨率，或者電機的控制精細程度。典型的電機每轉有200步，但每轉1600步，以便對運動進行非常精細的控制，例如硬盤驅動器的手臂，這并不罕見?？刂剖褂靡幌盗蟹叫螖底置}沖（通常來自微控制器）完成，用于智能驅動線圈?！爸悄艿亍边@個詞在這里是故意的：線圈的排列，構造和驅動方式決定了關鍵參數，如效率，準確性，精度，可重復性和扭矩。每個脈沖都是一個離散的步長，因此脈沖的數量及其速率決定了旋轉距離和速度。根據線圈的連接和驅動方式，步進器可以是單極性或雙極性。在單極性設計中，電流始終在同一方向上以實現旋轉。在雙極性中，繞組中電流的交替反轉用于實現旋轉。步進電機的一些有趣，有用和有趣的特性包括這樣一個事實，即一旦通電，它就會以全扭矩保持穩定，直到下一個脈沖;可以控制的精度，特別是在使用齒輪的情況下;它們可以通過手動或電子方式改變脈沖極性來快速反轉;他們的快速停止能力;堅固性和可靠性;和低成本。增加成本和簡單性的因素是它們是開環的。這意味著不需要額外的傳感器或反饋機制來確定軸的位置。步進電機的特性使其成為從玩具和游戲到汽車和航天器的系統設計人員的最愛（圖2）。圖 2：步進電機有多種形式，適用于從玩具到醫療、工業控制和航天器的各種應用。（圖片來源：恩智浦）在醫療應用中，它們用于控制胰島素和血氧泵、存儲檢索系統和 CT 掃描儀。在汽車中，它們用于從擋風玻璃雨刷器到腰部支撐裝置再到前照燈調節電機的所有設備。工業和玩具機器人也是受歡迎的應用，這也是因為它們具有精確的位置控制能力。設計人員謹防：簡單掩蓋驅動復雜性當然，由于電機通常是磁，電，模擬和數字的組合，因此它是一門充滿變化和細微差別的科學，許多書籍都寫過。步進電機是一種特定類型的電機，但在設計和驅動復雜性以及選項方面也同樣多變。例如，它們有三種主要品種：永磁體、混合同步磁力和可變磁阻。選擇取決于速度和扭矩方面的參數要求。驅動電路也是一個很大的探索區域。驅動電路設計可以更快地影響扭矩曲線以切換定子極，因此存在驅動電路變化，包括L / R（電感/電阻），斬波驅動器，波驅動，全步進驅動，微步進和半步進，僅舉幾例。目標是實現脈沖的最佳排序，同時確保步進電機控制器的輸出驅動器能夠提供足夠的電流。電機線圈是感性負載，因此需要高瞬時電流。當然，有針對特定應用的步進電機驅動器，但這些驅動器可能成本高昂。相反，最好選擇廉價的通用I/O（GPIO）擴展器，例如恩智浦的PCA9537。使用恩智浦PCA9537驅動單極步進電機恩智浦 PCA9537 是一款 10 引腳 CMOS 圖騰柱 GPIO，具有 SMBus 和 I2C 雙線式總線，因此可以連接到大多數微控制器（圖 3）。圖 3：恩智浦 PCA9537 是一個圖騰柱 GPIO，它從主機控制器獲取 I2C 字節序列，并為柵極輸入 G1 至 G4 提供必要的波形。（圖片來源：恩智浦）在圖中，電機是12 V單極步進電機，額定電流為1.25 A。對于想要修改圖表并將其調整為自己的應用程序的用戶，Schematics.com 上提供了單極性驅動程序的完全交互式原理圖。PCA9537具有一個4位配置寄存器、一個4位輸入端口寄存器和一個4位輸出端口寄存器，以及一個用于“高電平有效”或“低電平有效”操作的4位極性反轉寄存器。GPIO具有固定的I2C總線從地址92H，它從主機控制器獲取I2C字節序列，并向柵極輸入G1至G4提供必要的波形。該圖還顯示了恩智浦PCA9665，這是一款IC，用作大多數標準并行總線微控制器/微處理器與串行I2C總線之間的接口，允許并行總線系統與I2C總線進行雙向通信。波形類型為一個對應于波形、兩相或半步驅動，由用戶選擇。脈沖的持續時間由主機控制器固件中實現的時間延遲控制。它顯示為各種波形的參考。PCA9537支持的最大I2C總線速度為400 kHz。要以大約 18 RPM 的速度驅動步進電機，請使用以下字節序列，其中“S”代表 I2C 總線啟動條件，“P”代表停止條件。此外，DLY1 和 DLY2 是由微控制器固件實現的時間延遲。數字以十六進制表示法表示：S， 0x92， 0x03， 0x00， P // 將PCA9537的4個IO引腳全部設置為輸出引腳;// IO 配置寄存器 = 0x00設置 DLY1 = 300 ms // 步驟之間的時間延遲;18 RPM，適用于 7.5° 電機波形環路S 的開始， 0x92， 0x01， 0x08， P // 開始半步序列波形執行步數之間的時間延遲 = DLY1S、0x92、 0x01、 0x0C、 P // 下一步的輸出 步驟之間的執行時間延遲 = DLY1S，0x92， 0x01， 0x04， P // 下一步的輸出 步驟之間的執行時間延遲 = DLY1S，0x92，0x01，0x06， P // 下一步的輸出 步驟之間的執行時間延遲 = DLY1S，0x92，0x01，0x02，P // 下一步的輸出 步驟之間的執行時間延遲 = DLY1S，0x92，0x01，0x03，P // 下一步的輸出 步驟之間的執行時間延遲 = DLY1S，0x92，0x01，0x01，P // 下一步的輸出 步驟之間的執行時間延遲 = DLY1S， 0x92，0x01，0x09，P // 下一步的輸出 步驟之間的執行時間延遲 = DLY1// 循環波形序列以保持運行的電機// 或根據需要執行接下來的兩個步驟執行時間延遲 = DLY2 // 保持當前位置的時間 = DLY2S，0x92，0x01，0x00，P // 關閉電機（字節序列源：恩智浦）當然，有些用戶可能希望驅動多個電機。為此，還提供許多單芯片選項。同時，最好在PCA9537和此處所示的單極、單電機、交互式原理圖上進行練習。

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傳統的能量收集是通過太陽能電池板和風力發電機實現的，凌力而特的新方案可以提供平均收集能量，下面我們就詳細了解一下他們的額方案。

FLC1301T02 無處不在的Always@，希望對大家的學習有幫助！

歷時5天、參展規模和專業觀眾數量均創歷史新高的第18屆中國國際工業博覽會11月5日圓滿落幕。截至5日中午，本屆工博會共吸引境內外專業觀眾15.02萬人次，較去年同期增長近13.78%，其中海外觀眾人次增長10.9%。

IT業界有兩大發展潮流，一個是大數據產業將顛覆傳統的商業模式，另一個是云計算將改變傳統的IT架構服務方式。那么當大數據邂逅云計算，它們會擦出怎樣的愛情火花呢？ 大數據服務無處不在 Cloudera又該如何應變？

在我們身處的時代，數據無處不在。據IBM公司估算，人類每天產生約2.5萬ZB的數據，這意味著世界上90%數據都是過去的兩年中產生的。Gartner公司分析報告顯示，在2015年財富500強的公司中百分之八十五的企業無法利用大數據來獲取競爭優勢。

就像我在上個月與家用機器人有關的博文中提到的那樣，在過去十年間，鋰離子電池的成本穩步下降，而與此同時，它們的功率/能量密度卻已經大幅提升。這意味著，那些曾經被插在墻上或由氣體驅動的產品可變為無電線連接產品，而反過來，它們的重量也會變得更輕。在某些情況下，它可以實現全新應用的普及—可以想一想現在的“智能”可穿戴設備或Bluetooth頭戴式耳機。

未來，人工智能將無處不在。美國國防人工智能的主戰場在哪 部曾20年未到訪硅谷，而當時的國防部長卡 特自2015 年上任以后以來連續4次訪問硅人工智能最適用于解決什么樣的問題？通過分解典型的商業

在如火如荼的AI競賽中，比起百度提出的All in（全力投入）以及谷歌提出的AI First（AI優先），騰訊則提出了一個更為平實的愿景Make AI Everywhere（讓AI無處不在）。 這家

來自皮尤研究中心最新的數據顯示，在不久的將來(2025年)，物聯網技術將無處不在，你很難再找到沒有連接互聯網的設備，哪怕是一個最普通的水壺。即便是今天，我們已經可以通過手機來操控電燈、空調甚至是汽車，物聯網正在以多樣化的形式侵入我們的生活。

遭遇的Matheson 已經開始訓練自己習慣這一事實，他每次都要等到播放電視廣告時才會使用自己的電動牙刷，因為只要他一打開電動牙刷，臥室中的電視所播放的畫面和聲音就會受到干擾。 這就是射頻噪音污染對于我們生活的干擾，它無處不在。這

國外媒體今天撰文稱，無線充電技術將會像Wi-Fi一樣變得無處不在，且應用前景廣泛，從支持手機等設備充電的桌子，到為混合動力汽車充電的停車場，再到醫用機械植入物。

人工智能其實并不是一個新概念，早在1950年就有所隱射，1956年，“人工智能”這個詞才被首次使用。AI無處不在，2018年人工智能革命將走向風口浪尖。

先進的材料、增強的功能和MEMS相結合，使傳感器尺寸和成本得以突破，讓無線傳感器網絡無處不在成為可能。

和人工智能驅動下服務全人類，讓云無處不在和AI無處不在，這一切與納德拉接棒成為微軟第三任CEO有關，他不僅成就了微軟，從泥潭中走出來，且也譜寫了自己傳奇。

關鍵詞：室內定位 隨著社會的發展，位置應用無處不在，精確的位置管理對各行各業都有重要意義。物聯網生態鏈逐漸走向成熟，對定位的需求將大大的增加，無論是室內定位還是室外定位領域都將迎來爆發性的市場機遇

Inside the Brackets Episode 8: Designing Apps That Run Everywhere

人工智能正在改變一切，包括銷售。從營銷自動化到客戶關系管理，人工智能對銷售的改變無處不在，銷售人員如果不適應這種變化，即使不會被取代，也會被淘汰。

但無需對這項技術感到懷疑，諸如蘋果、谷歌、微軟等科技巨頭們正在為此投入大量人才和資金并將AR視為未來，而AR眼鏡的最終形態甚至可能會想隱形眼鏡一樣袖珍、便攜。當然，在這之前硬件也還只是這些難題中的其中一部分。

物聯網（IOT）正在入侵我們的生活。從智能手機到智能燈泡，從亞馬遜的新個人風格顧問（Echo Look）到視頻智能揚聲器（Echo Show），人工智能接口正變得無處不在。 這項技術可以讓我們更容易獲取知識和信息，從而豐富我們的日常生活。

這也是小米“AI+IoT”戰略的野心所在：一方面盡可能多地連接智能設備實現小愛同學無處不在的可能，另一方面，通過這種無處不在的優勢和用戶語音交互習慣的養成，成為內容與服務的最終整合與呈現者，最終完善硬件+互聯網服務的商業模式構建。

黑科技無處不在最近，又有一個了不起的新技術出爐！

潮下，數據的價值不言而喻。在國內，大數據是一個專有領域，但從國際的技術發展趨勢來看，大數據已經無處不在。Splunk公司中國區總經理嚴立忠在近期的媒體交流會上介紹了Splunk在.conf18用戶大會上的精彩內容

面部識別無處不在，當你使用蘋果的Face ID解鎖iPhone時候，當你在機場檢票口登機的時候……顯然，面部識別已經不僅僅存在于虛幻的未來科幻電影之中，如今，它已經開始逐漸走進了“千家萬戶”。因為越來越來多的生活家居產品附帶智能功能。

人工智能無處不在 來看看它如何改變我們的世界，博薩諾瓦機器人公司(Bossa Nova Robotics)制造了一種人工智能服務機器人，該公司的這款機器人能夠時刻檢測貨架，掃描貨架，分析貨架上或許

人生最痛苦的事情是什么？發布會現場著急發稿，WiFi信號卻不給力；漫長的通勤路，聊以解憂的電視劇點不開；外出旅游拍了張漂亮照片，趕緊發朋友圈秀一下，沒有信號。

在生活中，電池無處不在。常見的例子是手機和電腦，現在每個人都離不開智能手機，但經常會對智能手機電池的續航能力發出抱怨。除了手機和電腦，很多常用的電動工具，年輕人和孩子們的玩具或者機器人，乃至重要的電動汽車，核心都需要用到電池。

數字和網絡越來越多的滲透到我們生活的時候，無處不在的嵌入式設備正在你的周圍，雖然大多數時間沒有意識到，但這些嵌入式設備確實在并不斷滲入到我們的日常生活。

“邁向智簡全光網，才能實現無處不在的光聯接。”黃志勇表示，光+無線協同推動構建全聯接社會；突破傳統運營商商業邊界，重新定義光產業。技術方面，推動行業協議標準建立，牽引光產業技術變革；商業方面，攜手

業務觸角似乎無處不在。

“三束光”全系列產品打造無處不在的光聯接

的全光傳送網2.0時代。 7月15日，華為發布了智簡全光網戰略，通過打造智能、極簡、超寬、無處不在的下一代全光網絡?！拔磥?年，光聯接將從每個家庭延伸至每個房間，從每個辦公室延伸至每個桌面，乃至每個機器，同時還將覆蓋每個數據中心，進而支撐

，其他功能不需要，所以導航就不需要了。機器人未必是現實中看到的人的形體，未來機器人會無處不在，甚至我們坐的一個坐椅，它就是一種形態的機器人。

MEMS技術無處不在，從每天使用的手機，再到未來的自動駕駛，或者智慧醫療、智慧城市等民生環節，都離不開它。

釘科技認為，機遇和挑戰從來都是一體兩面，競爭無處不在，有人在競爭中上位，也會有人在競爭中出局。隨著跨界競爭者的增多，白電市場格局還會有哪些變化，讓我們拭目以待。

　　??毫無疑問，AI技術已經被視為一種新的通用技術，對未來的影響和價值不容小覷，也是構筑未來競爭力的關鍵。根據Gartner發布的2018年度新技術成熟度曲線顯示，人工智能已經無處不在，今后10年AI技術將為大眾所用。AI將像空氣一樣無處不在，改變每個行業和每個組織。

在云、計算、AI和數據基礎設施等領域提供創新的產品與解決方案，讓云無處不在，讓智能無所不及，共建全場景智慧，實現全景山東、數字山東、智慧山東。 五大技術融合，新基建產生新動能 今年，新型基礎設施建設在國內開始提速，有效促進數字

在過去25當中，USB在為電子產品提供連接和供電的過程中扮演著重要的角色。隨著時間的推移，USB接口發生了變化，但無論用戶使用了哪種USB，主機總是能夠識別出其所連接的設備是什么。 但這到底是怎么發生的呢?它如何知道何時連接了鼠標而不是打印機?USB 2.0和USB 3.2的SuperSpeed有什么區別? 在這里，我們將為您介紹USB的內部工作原理，以及為什么USB能夠淘汰其他技術而被市場所青睞。 即插即用 故事要從20世紀90年代說起，那時，USB還沒有出現。在那個時

尋求開發更好的技術來訪問和交換信息及數據，并在通信技術上取得進步，通常與其他技術進步同時發生。物聯網的發展對無線連接提出了巨大的需求，并且世界各地的消費者都要求廉價且快速的通信服務。 當我們今天談論互聯網接入時，不能不談無線網絡。即將大規模推出的5G將有望改變一切。我們完全有理由相信，5G在提供更快的互聯網訪問和更大的容量，以及推動IoT進一步發展上，將帶來顛覆性的影響。不過，值得一提的是，蜂窩技術并不是唯一

生活中，靜電無處不在：開門手握扶門把時會“啪”一聲，被刺的嚇一跳；冬天脫毛衣是，會“啪啪”閃光，其實，這就是靜電，“啪啪”聲和閃光就是高壓靜電放電產生的。所以，生活中，生產、運輸、使用場所里靜電

有什么好處。“智能電源”何時流行很難確定，但是今天，從電源控制器IC到全自動化工廠，“智能電源”已無處不在，而隨著工業4.0的不斷發展，其作為主要技術的地位也得到了確立。 智能電源的起源 如果以PWM為先驅，則“智能電源”誕生于1976年。當時Silicon General公司推出

在CES展會上8K無處不在，每個品牌都在為他們的高端產品做宣傳，原生的8K內容比拉斯維加斯的豪華酒店還要難得，這意味著要擁有更多的客戶就需要不斷升級，需要有人工智能技術。

這個研究結果十分振奮人心，這在拓撲聲子領域又前進了一大步。2018年以來，科學家預測的拓撲聲子材料只有10多種。而這項工作從13,000多個材料中篩選出的拓撲聲子材料高達5014個，而且他們構建了拓撲聲子在線數據庫（www.phonon.synl.ac.cn），公開了研究數據，方便科研人員進行進一步研究和利用，為拓撲聲子材料的研究提供了可觀的備選材料。

嵌入式系統無處不在。與您進行交互的幾乎所有電氣設備都比簡單的電燈開關復雜，它包含一個數字處理器，該數字處理器從其環境中讀取輸入數據，執行計算算法，并生成與環境進行交互的某種輸出。 從早上睜開眼睛

能量收集應用無處不在

變聰明的無人機有什么秘技嗎？答案就是有了機器視覺技術的加持。通過機器視覺技術，無人機不但能感知障礙物，還能知道自己和障礙物的距離，實現精準的避障和繞障。

權力管理無處不在

無線通信并不能實現無處不在的覆蓋。我們都遇到過這種情形：電話中斷，網頁有時需要很長的時間來加載。在無線覆蓋區內之所以會出現這樣的“漏洞”，最根本的原因是現在絕大多數無線網絡的配置為星型網絡，也就

應用，無處不在。選擇“正確”的放大器取決于應用，但也要充分考慮到二極管本身。 這是因為二極管的結電容會與放大器的反饋電阻器形成一個極點，引起相位滯后。補償一個極為簡單的配置（如圖

了9枚獎牌，在金牌榜位列第八。 在冬奧揭幕前，多國運動員發出的vlog早已“刷爆”網絡，“智能床”、“發熱衣”、“全自動餐廳”、“無感通行閘口”……智能設備無處不在。本屆北京冬奧會定位為“科技冬奧”，重點圍繞“零排供能、綠色出行、

當 ARM CPU 內核首次被包括 Apple 在內的一些計算領域的知名廠商采用時，使用量激增，尤其是對于移動應用程序?；叵肫饋恚瑑瀯菔秋@而易見的——任何設備都可以通過嵌入式處理器變得更加靈活和功能豐富。同時，該功能可以通過軟件升級：單個硬件平臺可以通過純軟件升級驅動多個產品發布。 ? 這些計算引擎非常靈活，非常適合我們智能手機和其他移動產品中的許多管理和通用計算任務，但這種通用性也有一個缺點。通用計算機上的某些操作會運行

PowerLab 筆記: DDR 存儲器無處不在！

2022年全球分布式云大會近日于深圳南山舉辦，會上華為云云原生產品總監做了題為“面向分布式云原生，構筑無處不在的云原生基礎設施”的主題演講。 隨著企業數字化轉型的不斷深入到云原生階段，企業將關注點

視頻無處不在：當投影儀變得非常便宜時會發生什么？

海信電器變更名為海信視像，同時明確了“視像無處不在、應用無處不在、客戶無處不在、關愛無處不在”的戰略導向，以及構建視像行業領先的產業集群的發展目標。

AMR：無處不在 自主移動機器人的速度和效率為倉儲和物流行業帶來了顯著提升，但AMR并非僅為這些行業而生。從家居清潔到酒店等多個行業，都很樂意使用AMR來提高效益。 預計AMR的市值將從2021

對于物聯網網絡的設計師來說，「網絡連接」一定是最讓人頭大的問題之一。在傳感器之間相互通信的「邊緣地帶」，各種通信標準互相競爭，它們之間大都互不兼容；而從邊緣到Internet和云之間的連接則只存在

時隔幾年再逛PE展主題依舊是“影像無處不在”，我們的回憶又將如何“安”放？ 僅憑先進的科技手段記錄生活還遠遠不夠，存儲介質和存儲技術的革新也發揮著巨大積極的作用。唯有此才能做到“安”放。 在本屆PE 2023的故事暫告一段落，你的故事準備好了嗎？可以“安”放了嗎？ 審核編輯?黃宇

也許我們都曾想過，如果有一天無處不在的電磁波，能被我們看到，那該有多神奇！假如有人已經開始在做這樣的研究，或許未來戴上一種眼鏡就可以看到電磁波，能夠感知到它的強弱和形狀，以及變化。但在那到來

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當地時間2023年9月20日，在美國加利福尼亞州圣何塞市舉行的2023英特爾on技術創新大會的第二天，英特爾公司首席技術官Greg Lavender發表了主題演講，詳細介紹了英特爾“開發者優先，推進開放生態”的戰略原則如何讓所有人都能夠抓住AI帶來的機遇。 渴望利用AI的開發者們面臨著諸多挑戰，這些挑戰阻礙了從客戶端、邊緣到數據中心和云的解決方案的廣泛部署。英特爾致力于在開放、選擇、信任和安全的基礎上，廣泛采用“軟件定義、芯片增強”的方法來

更是將這種存在感在2023 ICCAD上，完美詮釋：Samtec連接器，無處不在。” —— 2023 ICCAD參與有感

更是將這種存在感在2023 ICCAD上，完美詮釋： Samtec連接器，無處不在 ?！?—— 2023 ICCAD參與有感 【ICCAD 大會見聞?】? ? ? ? ? 2023年11月10日-11

【序言】 書接上回 2023 ICCAD上的見微知著 | Samtec連接器無處不在 Samtec在ICCAD上，不僅參與了多個合作伙伴的Demo演示，更是在同一時空下，出現在了眾多客戶廠商的展臺

童子賢副總經理表示：“ai不像網絡一樣是一種產品，而是一種技術。”并稱：“如果10年后手機內安裝ai芯片，就不用再加上ai pc或ai手機的名字?！彼芯W絡一樣的潛力。ai無處不在。

今天，英特爾在北京舉辦以“AI無處不在，創芯無所不及”為主題的2023英特爾新品發布會暨AI 技術創新派對，攜手ISV、OEM、CSP產業伙伴在內的AI生態，共同見證了英特爾AI戰略的發布，以及