Распродажа

Электронные компоненты со склада по низким ценам, подробнее >>>

Журнал Компел

2010: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
2009: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
13, 14, 15, 16
2008: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
13, 14, 15, 16
2007: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
2005: 
1, 2, 3

Новости электроники

В 14 раз выросло количество россиян на MediaTek Labs ? проекте по созданию устройств "интернета вещей" и "носимых гаджетов"

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца (ноябрь и декабрь 2014 года), в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины ? в 12. Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.mediatek.com превысила одну десятую от общего количества зарегистрированных на MediaTek Labs пользователей.

Новое поколение Джобсов или как MediaTek создал свой маленький "Кикстартер"

Амбициозная цель компании MediaTek - сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик - порог входа очень низкий.

Семинар и тренинг "ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!" (14-15.10.2013, Новосибирск)

Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге ?ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!?, который пройдет 14 и 15 октября в Новосибирске.

Мне нравится

Комментарии

дима пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ827:

люди куплю транзистар кт 827А 0688759652

тамара плохова пишет в теме Журнал Радио 9 номер 1971 год. :

как молоды мы были и как быстро пробежали годы кулотино самое счастливое мое время

Ивашка пишет в теме Параметры отечественных излучающих диодов ИК диапазона:

Светодиод - это диод который излучает свет. А если диод имеет ИК излучение, то это ИК диод, а не "ИК светодиод" и "Светодиод инфракрасный", как указано на сайте.

Владимир пишет в теме 2Т963А-2 (RUS) со склада в Москве. Транзистор биполярный отечественный:

Подскажите 2т963а-2 гарантийный срок

Владимир II пишет... пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ372:

Спасибо!

Журнал "Новости Электроники", номер 9, 2007 год.

Датчик движения с низким энергопотреблением на основе MSP430F2013

Алексей Пантелейчук
Продолжаем тему практического применения MSP430. Она была начата в третьем номере журнала за 2007 год статьей Маркуса Пфайфера о беспроводных решениях для систем безопасности на базе этого контроллера. Теперь речь пойдет о построении датчика движения с низким энергопотреблением. Он найдет применение в системах контроля доступа и в промышленной автоматике.

 

 

 

Данная статья начинает цикл материалов по использованию MSP430, в которых будут рассмотрены основные принципы построения приложения. Исходные тексты программ и подробное описание можно найти на сайте Texas Instruments.

Аппаратная часть

В системе для оценки движения используется сдвоенный пироэлектрический пассивный инфракрасный (PIR) датчик и микроконтроллер MSP430F2013 (рис. 1). Микроконтроллер имеет встроенный 16-битный сигма-дельта АЦП, обеспечивающий интерфейс с датчиком. Благодаря наличию аналоговой части, 16-мегагерцовому 16-битному RISC ядру, MSP430F2013 обеспечивает необходимую производительность и низкую стоимость системы в целом.

Система оценки движения

Рис. 1. Система оценки движения

На рисунке 1 показана упрощенная схема подключения датчика к микроконтроллеру. Внешние компоненты включают резистор смещения RB, необходимый для датчика, и два RC-фильтра, образованные R1/C1 и R2/C2.

Фильтры выполняют две разные функции. Так как вход сигма-дельта АЦП, SD16_A, - дифференциальный, нужно обеспечить положительный и отрицательный входы. R1/C1 работает как низкочастотный фильтр для устранения зубчатых искажений (anti-aliasing) на входе Ax+. Второй фильтр, R2/C2, создает смещение на входе Ax- аналого-цифрового преобразователя. Это нужно из-за большого сдвига между выходным сигналом датчика и сигналом Vss. Рисунок 2 отображает ключевые сигналы системы в момент определения движения.

 

Сигналы системы в момент определения движения

 

Рис. 2. Сигналы системы в момент определения движения  

анал 1 отображает выходной сигнал датчика. При напряжении на датчике 3 В выходное смещение составляет приблизительно 500 мВ. Ax- подключен к Vss, а выход датчика - к Ax+, при этом коэффициент усиления SD16_A PGA равен единице. Из-за малого динамического диапазона выходного сигнала датчика (рис. 2, канал 2), требуется его усиление, что препятствует возможности прямого подключения Ax- к Vss.

Канал 2 отображает выходной сигнал датчика после фильтрации. Кроме фильтрации, выходной сигнал датчика также подвергается смещению для соответствия динамическому диапазону SD16_A.

Прямое напряжение смещения также подается на вход Ax-. Для этой цели служит фильтр низких частот R2/C2. Канал 3 отображает выходной сигнал R2/C2 фильтра. Математическая разность второго и третьего каналов отображается каналом M1. Это дифференциальное напряжение входов сигма-дельта АЦП.

В приложении устанавливается коэффициент усиления PGA, равный 4, и коэффициент передискретизации, равный 256. Если требуется повысить чувствительность системы, можно задавать коэффициенты усиления и передискретизации равными 32 и 1024 соответственно.

Порт ввода/вывода используется для управления светодиодом. Светодиод излучает при обнаружении движения. Этот же сигнал может использоваться для управления аналогового переключателя или реле для включения осветительной или другой системы.

В качестве последнего аспекта разработки аппаратной части можно использовать линзу Френеля для вычисления направления на движущийся объект. Внутренняя архитектура двойного датчика обеспечивает хорошую помехоустойчивость и защиту от ложного срабатывания, но также создает ограничения по углу обзора. Использование линз позволяет уменьшить эти ограничения.

Программное обеспечение

Для достижения низкого энергопотребления аналого-цифровое преобразование и обработка оцифрованных данных сводится к минимуму, достаточному для определения движения. На рисунке 3 показана структура программного обеспечения приложения.

Структура программного обеспечения приложения  

Рис. 3. Структура программного обеспечения приложения

Программный код состоит из трех элементов: основной программы, обработчика прерываний сторожевого таймера и обработчика прерываний аналого-цифрового преобразователя. Для синхронизации используется сигнал внутреннего низкочастотного малопотребляющего VLO осциллятора. Частота этого сигнала составляет приблизительно 12 кГц, и он подается на линию ACLK. Частота этого сигнала затем делится на 8 и подается на сторожевой таймер, чтобы «будить» ядро каждые 32768 циклов/12 кГц/8 = 341 мс. После инициализации периферийных устройств, ядро входит в режим LPM3 и ожидает прерывания сторожевого таймера.

Каждые 341 мс сторожевой таймер генерирует прерывание. В обработчике этого прерывания выполняются две основные функции: инициируется новая выборка АЦП и включается светодиод, если зафиксировано движение. Если во время предыдущей выборки движение не было зафиксировано (светодиод выключен), включается опорный сигнал SD16_A и производится новое аналогово-цифровое преобразование. Перед тем как выйти из обработчика прерывания, изменяются значения регистра статуса так, что DCO и SMCLK, использующиеся для тактирования АЦП, остаются активными. Это означает, что ЦПУ переходит из режима LPM3 в режим LPM0 после выполнения функции RETI.

Сигма-дельта АЦП, SD16_A, выполняет преобразование за 256 циклов/1 МГц DCO*4 = 1,024 мс. В регистре начальной задержки INTDLYx устанавливается значение 4. Эта установка позволяет АЦП выполнить 4 преобразования перед прерыванием ядра для того, чтобы предотвратить появление неправильных значений после фильтрации с децимацией. Для более подробной информации можно обратиться к документу MSP430x2xx Family Users Guide.

После завершения преобразования запускается процедура обработки прерывания от SD16_A и отключается внутренний источник опорного напряжения. Вычисляется абсолютная разница между новым и предыдущим значением и сравнивается с порогом. Превышение порога означает обнаружение движения. В этом случае включается светодиод. При выходе из обработчика прерываний ЦПУ входит в режим LPM3 (DCO и SMCLK выключены) и снова ожидает прерывания от сторожевого таймера WDT+.

Используя этот алгоритм, можно добиться энергопотребления, достаточного низкого для того, чтобы подключать устройство к стандартной батарейке на 3 В. Средний ток составляет приблизительно 9,4 мкА. В таблице 1 приведены данные по длительности и энергозатратности функций системы.

Таблица 1. Длительность и энергозатратность функций системы

Функция Длительность Активный ток,
мкА
Средний ток,
мкА
Датчик PIR325 1 с 6 6
SD16_A и VREF+DCO 1,024 мс, ~2,94 раз в сек. 895 2,69
Активное ядро
(1 МГц@3 В)
262 MCLK в сек.: 262 мкс 300 0,08
MSP430 Standby (LPM3) 996,7 мс 0,6 0,598

Алгоритм, реализованный в этом примере, достаточно прост. 2 кБ Flash и 16 MIPS вычислительной мощности микроконтроллера MSP430F2013 позволяет реализовать алгоритмы более высокого уровня с более сложной обработкой.

Подробные схемы устройства, списки компонентов, исходные тексты программ можно найти на сайте производителя.

Литература

1. Ultra-Low Power Motion Detection using the MSP430F2013 (SLAU283).
2. MPS430x2xx Family User's Guide (SLAU144)
3. MSP430F20xx Mixed Signal Microcontroller Datasheet (SLAS491)
4. "Infrared Parts Manual: PIR325&FL65", GLOLAB Corporation, http://www.glolab.com/ , 2003.

MSP430F2xxx Микроконтроллеры с ультранизким потреблением

Вернуться к содержанию номера







Ваш комментарий к статье
Журнал "Новости Электроники", номер 9, 2007 год. :
Ваше имя:
Отзыв: Разрешено использование тэгов:
<b>жирный текст</b>
<i>курсив</i>
<a href="http://site.ru"> ссылка</a>