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(jì)。為設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)的靈活性。

　　精確檢測和感應(yīng)運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(jì)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(yùn)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(gè)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(jì)的PIR運(yùn)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(yùn)動。

　　具有集成信號鏈的數(shù)字PIR解決方案設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)低噪聲、低功耗（?6uA）和高性能信號鏈，并將其應(yīng)用于運(yùn)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(jìn)而可以節(jié)省高達(dá)20%的物料清單成本。

　　電機(jī)控制：相機(jī)電機(jī)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(jī)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(jī)驅(qū)動器通信以產(chǎn)生全面運(yùn)行所需的控制信號。

　　圖2中的電機(jī)控制設(shè)計(jì)采用了專用MSP430FR2155 MCU和兩個(gè)DRV8428步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器。MSP430 MCU可控制多種電機(jī)內(nèi)部功能，包括：

　　? 電機(jī)轉(zhuǎn)速

　　? 旋轉(zhuǎn)方向

　　? 直流電機(jī)的電壓輸出

　　? 采用通用異步接收器/發(fā)送器的步進(jìn)電機(jī)位置

　　? 在系統(tǒng)不運(yùn)行時(shí)降低功耗

　　圖 2：采用 MSP430 MCU和DRV8428電機(jī)驅(qū)動器的電機(jī)模塊方框圖

　　兩個(gè)DRV8428步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器通過精密的細(xì)分驅(qū)動器（1/256微步進(jìn)）和電流可調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)焦距和傾斜控制，其作用等同于直流電機(jī)。另一個(gè)DRV8837C有刷直流電機(jī)驅(qū)動器用于控制光圈，可保護(hù)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(shí)現(xiàn)超平滑和穩(wěn)定的運(yùn)動曲線。

　　結(jié)語

　　通過MSP430 MCU進(jìn)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(bào)告，然后使用我們的LaunchPad開發(fā)套件進(jìn)行評估。