MSP430 MCU：简化楼宇自动化设计的创新选择

作者：德州仪器

楼宇自动化系统具备多种功能，可在工业和商业环境中提升工作者的舒适度和安全性。通过创新微控制器(MCU)技术，这些功能可以变得更加智能和经济。为设计出更出色的楼宇自动化解决方案，应选择合适的元件来实现这些应用的不同功能。使用专用MCU可以使系统在工作环境中检测、感应和控制多种参数，从而增加设计的灵活性。

精确检测和感应运动：PIR解决方案

被动红外或热释电红外(PIR)传感器常用于安防系统和运动检测应用。您可以选择多种不同的技术将PIR解决方案融入运动检测系统中，用于检测传感器前方是否有“热”物体或人员经过。PIR在任何情况下都需要低功耗、小元件、低噪声以及高精度传感，从而准确探测物体或人的红外辐射。

运动感应器通常使用模拟带通滤波器，尽管这类滤波器的设计较为复杂。分立式模拟方法易受噪声影响（通过电容器），可能产生影响运动检测的低频噪声。相比之下，MSP430FR2355等微控制器中集成的智能模拟组合可以提供PIR传感器的整个信号链，并且可以通过软件配置来调节灵敏度和检测范围，提供数字反馈环路，并优化传感器的低功耗性能。基于MSP430 MCU的PIR传感器具备诸多优势，详见图1。

图 1：模拟 PIR & MSP430 信号调节技术的优势

数字模拟和数字PIR解决方案都无法轻松适应变化的范围、目标速度、环境温度和照明条件。TI的测试结果表明，使用MSP430 MCU设计的PIR运动感应器能够在没有模拟和数字信号处理的情况下检测到36英尺（11米）外的运动。

具有集成信号链的数字PIR解决方案设计简单，但成本可能更高。MSP430 MCU将信号链集成到MCU中，通过利用MCU的低功耗模式最大限度地延长电池寿命，实现低噪声、低功耗(≅6uA)和高性能信号链，并将其应用于运动检测中。与类似的数字PIR解决方案相比，使用更少的元件可以使印刷电路板变得更小，布局变得更简单进而可以节省高达20%的物料清单成本。

电机控制：相机电机模块

包含互联网协议和视频会议摄像头在内的自动化安全应用需要自动控制倾斜、聚焦和光圈。这些摄像头通过电动或手动控制模块来平移、倾斜和调节镜头焦距。电机模块由外部电源单元供电，且该单元内的微控制器必须与电机驱动器通信以产生全面运行所需的控制信号。

图2中的电机控制设计采用了专用MSP430FR2155 MCU和两个DRV8428步进电机驱动器。MSP430 MCU可控制多种电机内部功能，包括：

• 电机转速
• 旋转方向
• 直流电机的电压输出
• 采用通用异步接收器/发送器的步进电机位置
• 在系统不运行时降低功耗

图 2：采用 MSP430 MCU和DRV8428电机驱动器的电机模块方框图

两个DRV8428步进电机驱动器通过精密的细分驱动器（1/256微步进）和电流可调节功能实现焦距和倾斜控制，其作用等同于直流电机。另一个DRV8837C有刷直流电机驱动器用于控制光圈，可保护系统免受短路、欠压和温度过热的影响。该解决方案可提供多种模式，实现超平滑和稳定的运动曲线。

结语

通过MSP430 MCU进行高精度检测、感应和控制可以优化楼宇自动化性能并提高效率。您可以深入阅读我们的应用报告，然后使用我们的LaunchPad开发套件进行评估。