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如何使用傳感器開(kāi)發(fā)板加快您的設(shè)計(jì)速度

作者: 時(shí)間:2017-10-13 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

如果您的 應(yīng)用需要各類(lèi)和強(qiáng)大的 連接處理器,以及通往工作原型的快速通道,那么 TE ConnecTIvity (TE) 的夾層板和 SD 600eval 是絕佳的解決方案。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201710/365795.htm

簡(jiǎn)介

是物聯(lián)網(wǎng) () 的眼睛和耳朵。沒(méi)有傳感器,推動(dòng)對(duì)于 IoT 應(yīng)用至關(guān)重要的大數(shù)據(jù)分析的信息從何而來(lái)?環(huán)境傳感器幫助推動(dòng)智能建筑內(nèi)的節(jié)能加熱和散熱,而大型農(nóng)業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)中測(cè)試濕度和土壤條件使用的傳感器則推動(dòng)有效的植保、害蟲(chóng)檢測(cè)、收割乃至運(yùn)輸。將傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)新業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)模型的機(jī)會(huì)不斷增長(zhǎng),因此,將您的全新理念率先投入市場(chǎng)可能是新 IoT 產(chǎn)品取得成功的最重要元素。

加快上市時(shí)間的最佳途徑之一是使用具有工作碼的現(xiàn)有開(kāi)發(fā)硬件以及高級(jí)操作系統(tǒng)和應(yīng)用支持。對(duì)于 IoT 應(yīng)用,這通常意味著獲取已經(jīng)運(yùn)行 Android、Linux 或 Windows IoT Core 的標(biāo)準(zhǔn)處理器板。與主處理器板兼容的具有廣泛傳感器功能(環(huán)境和定位)的傳感器擴(kuò)展板,將提供您用于開(kāi)發(fā)應(yīng)用的完整系統(tǒng)。使用Arrow SD 600eval 處理器板和 TE ConnecTIvity (TE) 傳感器夾層板可能就是您以打破紀(jì)錄的時(shí)間開(kāi)發(fā) IoT 解決方案的那個(gè)解決方案。

使用傳感器開(kāi)發(fā)板加快您的設(shè)計(jì)速度

啟動(dòng)設(shè)計(jì)的最快途徑之一是開(kāi)始使用承載您的設(shè)計(jì)所需的傳感器的開(kāi)發(fā)板。這樣您可以在拿到目標(biāo)硬件的最終形狀大小之前盡早開(kāi)始軟件開(kāi)發(fā)。隨著開(kāi)發(fā)套件標(biāo)準(zhǔn)形狀大?。ㄈ缙占暗?96board 標(biāo)準(zhǔn))的增加,找到擁有復(fù)雜的 IoT 應(yīng)用所需的處理能力、板載存儲(chǔ)器和外圍組件集的主板(如 Arrow SD 600eval)要容易很多。TE 的傳感器屏蔽開(kāi)發(fā)板(下方圖 1 所示)在兼容 96board 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)形狀大小下容納了三個(gè)流行的傳感器設(shè)備:

圖 1:TE 的傳感器屏蔽開(kāi)發(fā)板(圖形來(lái)自?shī)A層 PDF 文件)

可用于 TE 傳感器屏蔽的傳感器包括 壓力、溫度及濕度傳感器、TSYS01 溫度傳感器和 KMA36 旋轉(zhuǎn)和線性位置傳感器。這些傳感器使用標(biāo)準(zhǔn)串行接口,這讓它們能夠輕松連接到微控制器,此外還擁有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所需的理想的高級(jí)功能。

緊湊型 組合傳感器

在很多 IoT 應(yīng)用中,小尺寸和低功耗是重要要求。以小封裝提供壓力、濕度和溫度的組合傳感器可能是限制尺寸和功耗應(yīng)用的理想選擇。TE 使用超小的 5 x 3 x 1 mm QFN 封裝(下方圖 2 所示),不僅外形緊湊,而且提供廣泛的工作范圍:10 到 2000 mbar 壓力,0% RH 到 100% RH 濕度和 -40 到 85 oC 溫度。此外,TE MS8607 還為 0.016 mbar、0.04% RH 和 0.01 oC 的常見(jiàn) IoT 應(yīng)用提供了出色的分辨率。電源電壓工作范圍廣泛,從 1.5V 到 3.6V,支持低功耗運(yùn)行。I2C 串行接口可以將 MS8607 輕松連接到標(biāo)準(zhǔn)微控制器。

圖 2:緊湊型 TE MS8607 組合傳感器(5 x 3 x 1 mm QFN 封裝)

高分辨率壓力功能與高壓力、濕度和溫度 (PHT) 線性結(jié)合,使 MS8607 成為環(huán)境監(jiān)測(cè)(如智能電話(huà)、平板電腦和 PC 的測(cè)高儀),以及 PHT 應(yīng)用(如供暖、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC)、氣象站、精確 3D 打印機(jī)、家用電器和加濕器)的理想之選。MS8607 采用久經(jīng)考驗(yàn)的廣泛應(yīng)用了十幾年的 MEMS 技術(shù)制造。

高精度 KMA36 旋轉(zhuǎn)和線性位置 IC

位置傳感可能是機(jī)械元件(如馬達(dá)、閥門(mén)或機(jī)械手臂)控制復(fù)雜流程的工業(yè) IoT 應(yīng)用的關(guān)鍵要素。在這些應(yīng)用中,非接觸式操作、高精度、耐磨性和環(huán)境變化容差通常也是重要要求。TE KMA36 是具有高可靠性、高精度、通用磁性的位置傳感器 IC。其提供精確的旋轉(zhuǎn)或線性測(cè)量,分辨率高達(dá) 0.04 度,使用 13 位。如下方圖 2 所示,它將磁阻元素與模數(shù)轉(zhuǎn)換器和信號(hào)處理功能相結(jié)合,完全集成到標(biāo)準(zhǔn)的小型 TSSOP 封裝中。

圖 3:TE KMA36 高精度 KMA36 旋轉(zhuǎn)和線性位置 IC 結(jié)構(gòu)圖

在精度至關(guān)重要的應(yīng)用中, TE KMA36 使用的各向異性磁阻 (AMR) 技術(shù)能夠在不進(jìn)行機(jī)械接觸的情況下,360° 全方位準(zhǔn)確確定外部磁鐵的磁偏轉(zhuǎn),以及磁極長(zhǎng)度為 5 mm 的磁極帶的增量位置。睡覺(jué)和低功耗模式以及 I2C 自動(dòng)喚醒功能,讓 KMA36 成為基于電池的應(yīng)用的絕佳選擇。位置數(shù)據(jù)可以通過(guò) PWM 或數(shù)字 I2C 通信總線為獨(dú)立操作或基于微控制器的應(yīng)用傳輸。可編程參數(shù)為用戶(hù)提供廣泛的配置選項(xiàng)來(lái)簡(jiǎn)化進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。由于機(jī)械容差、溫度變化或熱應(yīng)力,KMA36 幾乎對(duì)磁力漂移沒(méi)有感覺(jué)。其免保養(yǎng)運(yùn)行和高帶寬有助于穩(wěn)定的實(shí)施,即使是在惡劣的工業(yè)環(huán)境下。

TSYS01 高分辨率溫度傳感器

在很多工作 IoT 處理應(yīng)用中,精確的溫度測(cè)量至關(guān)重要。在某些工業(yè)流程中,哪怕只是一個(gè)微小的溫度差異就有可能意味著成功和失敗的差別。在某些工業(yè)流程中,操作員的安全取決于這些精確的測(cè)量,這使精確度和穩(wěn)定運(yùn)行變得更加重要。TE TSYS01 是一款單芯片、高分辨率的溫度傳感器。它內(nèi)含溫度傳感芯片和 24 位 σ-δ 模數(shù)轉(zhuǎn)換器。24 位數(shù)字溫度值與內(nèi)部工廠設(shè)置精密校準(zhǔn)值相結(jié)合生成高度準(zhǔn)確的溫度讀數(shù)和高測(cè)量分辨率。TSYS01 可以使用 I2C 或 SPI 接口接入任何一個(gè)微控制器。微控制器通常用于基于仿真數(shù)字轉(zhuǎn)換器值和校準(zhǔn)參數(shù)計(jì)算溫度結(jié)果。

使用 SD 600eval 板連接到云

傳感器收集數(shù)據(jù)后,您可能需要進(jìn)一步處理數(shù)據(jù),將結(jié)果與閾值目標(biāo)進(jìn)行比較,并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)交谠频拇鎯?chǔ)進(jìn)行“大數(shù)據(jù)”分析處理。從運(yùn)行良好的工作工廠獲取的傳感器數(shù)據(jù)可以用于預(yù)測(cè)機(jī)械磨損以及預(yù)防發(fā)生回線故障(舉例)。如果可以向所有客戶(hù)工廠使用的每一臺(tái)馬達(dá)的馬達(dá)制造商提供數(shù)據(jù),制造商則可以將所有數(shù)據(jù)整合,然后進(jìn)行更詳細(xì)地分析?;蛟S,馬達(dá)制造商還可以將分析結(jié)果作為一項(xiàng)服務(wù)出售給工廠廠主,來(lái)幫助指導(dǎo)保養(yǎng)和維修活動(dòng)。對(duì)傳感器分析數(shù)據(jù)的使用為之前只銷(xiāo)售產(chǎn)品而不出售知識(shí)的公司開(kāi)啟了全新的業(yè)務(wù)模型和收入來(lái)源。

若要將 TE 傳感器板收集的數(shù)據(jù)連接到云,需要使用處理器基板。為快速設(shè)計(jì)原型并證明設(shè)計(jì)效果,使用相同 96board 連接外形大小的基板是理想之選。Arrow SD 600eval 板(下方圖 4 所示)使用非常緊湊的 96board 標(biāo)準(zhǔn),但同時(shí)還提供出色的處理能力、互連選項(xiàng)(包括 Wi-Fi)和出眾的板載存儲(chǔ)器,擁有使用云連接的穩(wěn)定傳感器處理平臺(tái)所需的一切。

圖 4:SD 600eval 以小巧外形支持 Android 和 Linux - 大概一副撲克牌的大?。▓D形由 Arrow 友情提供)《見(jiàn)用戶(hù)手冊(cè)第 6 頁(yè)》

SD 600eval 的處理能力基于用于各類(lèi)手機(jī)和連接應(yīng)用的流行的 Snapdragon 處理器。使用 Snapdragon 四核處理器讓 SD 600eval 可以運(yùn)行 Android 和 Linux,支持最廣泛的連接可能性。板載 2GB LPDRAM 和 16GB eMMC 存儲(chǔ)使其能夠高效運(yùn)行這些操作系統(tǒng)。使用雙頻 2.4 GHz 和 5 Hz WLAN 802.11a/b/g/n/ac、藍(lán)牙 4.x + BR/EDR + BLE 和 GPS(通過(guò)外部或板載天線提供)的連接能力超群。此外還支持千兆以太網(wǎng)和 SATA 連接。

擁有 4 路 MIPI 攝像頭串行接口 (CSI)、2 路 MIPI CSI 和 1080p HD 視頻回放的多媒體功能令人印象深刻。音頻處理包括采用 ECNS 和 Audio+ 后處理的 PCM/AAC+/MP3/WMA。兩個(gè) USB 2.0 A 類(lèi)連接器(僅托管模式)和一個(gè) OTG USB 2.0(經(jīng)由 Micro AB)提供額外的連接選項(xiàng)。 60 針高速連接器和 40 針低速連接器使其可輕松擴(kuò)展。

硬件功能出色,使用配備的軟件可直接從應(yīng)用程序輕松訪問(wèn)所有硬件功能。使用 Android 或 Linux 以及可用驅(qū)動(dòng)器、框架和應(yīng)用程序接口 (API),開(kāi)發(fā)變得輕松簡(jiǎn)單。大量用戶(hù)指南、板支持包(源代碼和二進(jìn)制代碼)、引導(dǎo)裝載程序和安裝程序讓您的開(kāi)發(fā)在起跑線上就領(lǐng)先一大步。

總結(jié)

如果您的 IoT 應(yīng)用需要各類(lèi)傳感器和強(qiáng)大的 IoT 連接處理器,以及通往工作原型的快速通道,那么 TE 的傳感器夾層板和 SD 600eval 是絕佳的解決方案。使用下方參考部分提供的鏈接從 Arrow 訂購(gòu)您需要的 SD 600eval 和 TE 傳感器。別再猶豫,立即開(kāi)始!



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