在电源设计中我们如何选择电源模块,那么选择的前提是,我们得了解各种电源,了解各种电源的区别,那样我们才可以正确的选择电源模块。

什么是模拟电源

即变压器电源,通过铁芯、线圈来实现。

线圈的匝数决定了两端的电压比。

铁芯的作用是传递变化磁场。

主线圈在50HZ频率下产生了变化的磁场,这个变化的磁场通过铁芯传递到副线圈,在副线圈里就产生了感应电压,于是变压器就实现了电压的转变。

模拟电源的缺点:

线圈、铁芯本身是导体,那么它们在转化电压的过程中会由于自感电流而发热损耗,所以变压器的效率很低,一般不会超过35%。

音响器材功放中变压器的应用,大功率功放需要变压器提供更多的功率输出。

那么,只有通过线圈匝数的增加、铁芯体积的增大来实现,匝数和铁芯体积的增加就会加重其损耗。

所以,大功率功放的变压器必须做的非常大,这样就会导致笨重、发热量大。

什么是开关电源

在电流进入变压器之前,通过晶体管的开关功能,将我们通常50HZ的电流频率提升到数万HZ,在这么高的频率下,磁场变化频率也达到几万HZ。

那么,就可以减少线圈匝数、铁芯体积获得同样的电压转化比,由于线圈匝数、铁芯体积的减少,损耗大大降低,一般开关电源效率达到90%。

而体积可以做的非常小,并且输出稳定,所以开关电源具有模拟电源难以达到的优点。

开关电源的缺点:

开关电源也有自己的不足,如输出电压有纹波及开关噪声,线性电源是没有的。

音响器材-功放中开关电源的应用,开关电源的描述过程中已经表明开关电源的优势,所以即使是大功率功放,开关电源一样可以做的很精细、小巧。

什么是数字电源

在简单易用、参数变更要求不多的应用场合,模拟电源产品更具优势。

因为其应用的针对性可以通过硬件固化来实现,而在可控因素较多、实时反应速度更快、需要多个模拟系统电源管理的、复杂的高性能系统应用中,数字电源则具有优势。

此外,在复杂的多系统业务中,相对模拟电源,数字电源是通过软件编程来实现多方面的应用。

其具备的可扩展性与重复使用性使用户可以方便更改工作参数,优化电源系统。

通过实时过电流保护与管理,它还可以减少外围器件的数量。

数字电源的优点:

它首先是可编程的,比如通讯、检测、遥测等所有功能都可用软件编程实现。另外,数字电源具有高性能和高可靠性,非常灵活。

数字电源有用DSP控制的,还有用MCU控制的。

相对来讲,DSP控制的电源采用数字滤波方式,较MCU控制的电源更能满足复杂的电源需求、实时反应速度更快、电源稳压性能更好。

数字部分对模拟部分的干扰:

单片机中数字和模拟之间,因为数字信号是频谱很宽的脉冲信号,因此主要是数字部分对模拟部分的干扰很强。

不仅一般都采用数字电源和模拟电源分开、二者之间用滤波器连接。

在一些要求较高的场合,例如某些单片机内部的AD转换器进行AD转换时,常常要让数字部分进入休眠状态,绝大部分数字逻辑停止工作,以防止它们对模拟部分形成干扰。

如果干扰严重,甚至可以分别用两个电源,一般用电感和电容隔离就行了。

也可以将整个板子上数字和模拟部分的电源分别联在一起,用分别的通路直接接到电源滤波电容的焊点上。

如果对抗干扰要求不高,也可以随便接在一起。

TIPS:

如果不使用芯片的A/D或者D/A功能,可以不区分数字电源和模拟电源。

如果使用了A/D或者D/A,还需考虑参考电源设计。

本文转载自:电子发烧友论坛
声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有,如涉及侵权,请联系小编邮箱:cathy@eetrend.com 进行处理。

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围观 15

在物联网时代,云计算是关键技术,它相当于人的大脑,是物联网的神经中枢,一个物理网系统要正常运转需要将大量的数据传至云端,通过云端计算和分析将结果返还给物联网端侧,在这个过程中,如何将端侧数据快速有效地传至云端是关键,因为各种连接技术充斥其中,大大增加了设计人员的难度,现在,安森美半导体的方案可以帮助大家大大简化基于云的管理。

安森美半导体物联网解决方案是种类丰富的产品组合,可为物联网应用中基于云的管理提供解决方案。现在,基于云的器件管理变得日益普遍,对服务方案、效率、成本、可扩展性和可靠性产生了巨大影响。其中的关键是能够以高能效和低成本的方式供电、检测、连接和驱动,以下是安森美半导体的解决方案详情。

概述

安森美半导体物联网开发套件 (IDK) 是一个模块化、易用且紧凑的平台,为开发人员提供快速设计、评估和实施医疗、家居和工业物联网 (IoT) 应用所需的一切硬件和软件构建块。

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安森美半导体IDK包括各种不同的模块选择,用于感测、有线和无线连接以及致动。该全面软件开发框架包括一个嵌入式操作系统 (Arm® Mbed™ OS)、驱动器、硬件屏蔽API、图形用户界面 (GUI) 以及示例应用代码。对云软件的内置支持使该平台能够将数据传输到云中,用于诸如分析等增值服务。IDK的可扩展模块化架构包括各种不同的行业标准接口,如Arduino和Pmod™,支持对安森美半导体和第三方的现有和未来模块进行无缝集成。

安森美半导体物联网开发套件能够支持众多应用领域,包括工业自动化、智能照明、楼宇自动化、智能城市和各种医疗监测及mHealth解决方案。

特点:

● 全面的传感器、连接和致动器器件产品组合
● 针对每一器件的单独API
● 适用于多种应用的复杂C代码示例
● 集成开发环境
● 系统硬件和软件设计的完整文档
● 云软件
● 随时可用,快速实现“从概念到生产”

供电

安森美半导体的产品组合包括用于对电池连接物联网设备进行保护、监控和充电的解决方案,包括交流-直流控制器和稳压器、直流-直流控制器、电压和电流管理器件以及电池电量计。

典型电池管理框图

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检测

安森美半导体全面的图像检测产品组合提供具有各种创新特性的解决方案,如高动态范围 (HDR)、闪烁抑制和背部感光。安森美半导体的产品组合支持VGA至超过50MP的分辨率以及CMOS和CCD技术,设计用于满足汽车、工业、物联网和医疗应用系统的苛刻要求。除了丰富的应用笔记和视频教程库外,每款传感器还随附一整套开发硬件和软件。

贸泽现供应安森美半导体最新的5个系列图像传感器,以实现快速原型设计和易用性。

连接

安森美半导体的连接产品组合包括具有sub-GHz和2.4GHz工作频段的无线射频收发器,支持Sigfox™、EnOcean、IEEE 802.15.4-2006、ZigBee、6LoWPAN、Thread、WirelessHART、ISA100;以及支持多种数据传输协议的各种有线收发器,包括FlexRay™、KNX、M-BUS、LIN、CAN、MAU、HART和电力线载波(PLC)。

驱动

电机支持联网摄像头对传感器提供的信息做出反应、适应并进行交互。安森美半导体提供适用于步进电机、有刷和无刷直流电机的高效稳健的电机控制解决方案。

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围观 5

专注于引入新品的全球电子元器件授权分销商贸泽电子 (Mouser Electronics) 即日起备货 Silicon LabsSi3406x 以太网供电+ (POE+) 受电设备 (PD) 系列产品。Si3406x系列器件在单个PD芯片上集成了所有必要的高电压分立元件,可帮助各种高效率、高功率POE+ PD 应用加快上市步伐并降低系统成本。这些IC的功率为30瓦,可支持功能丰富的物联网 (IoT) 产品,如IP语音电话 ( VoIP) 设备、电机定位IP以及安保摄像头和其他工业设备。

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随着市场对高功率IoT应用的需求不断增长,开发人员越来越多地依赖支持POE+标准的受电设备。贸泽供应的Silicon Labs Si3406x POE+ PD系列IC,将通过以太网铜缆提供的高电压转换成稳定的直流低电压。这些IC提供各种功能选项,包括更低的EMI,灵活的功率转换选项,通过模式控制、唤醒引脚和LED驱动器增强的稳定睡眠模式,同时完全符合IEEE 802.3标准。

Si3406x POE+ PD系列包括Si3406 IC旗舰版、Si34061版本(增加了对外部FET的支持,提高了功率转换效率)和Si34062版本(支持带唤醒功能和LED驱动器功能的睡眠模式)。

20引脚的Si3406 IC和24引脚的Si34061与Si34062采用5 mm × 5 mm 的小型QFN封装,支持-40℃到85℃的工作温度范围。

贸泽电子还提供三种评估板来支持Si3406x系列:微型7W Class 2 Si3406FBC2-KIT,尺寸为32 mm × 32 mm;紧凑型15W Class 3 Si3406FBC3-KIT,演示非隔离反激设计;Si34061ISOC4-KIT,功率为30W,效率高达90%,使用Si34061,提供高功率的隔离式反激。这三种评估板都提供详细的设计指南和EMI测试报告。

欲了解详情,敬请访问www.mouser.com/silabs-si3406-poe-pd

贸泽电子拥有丰富的产品线与贴心的客户服务,积极引入新技术、新产品来满足设计工程师与采购人员的各种需求。我们库存有海量新型电子元器件,为客户的新一代设计项目提供支持。Mouser网站Mouser.cn不仅有多种高级搜索工具可帮助用户快速了解产品库存情况,而且网站还在持续更新以不断优化用户体验。此外,Mouser网站还提供数据手册、供应商特定参考设计、应用笔记、技术设计信息和工程用工具等丰富的资料供用户参考。

关于贸泽电子 (Mouser Electronics)

贸泽电子隶属于伯克希尔哈撒韦集团 (Berkshire Hathaway) 公司旗下,是一家屡获殊荣的授权电子元器件分销商,专门致力于以高效的方式,向设计工程师和采购人员提供各产品线制造商的新产品。作为一家全球分销商,我们的网站mouser.cn能够提供多语言和多货币交易支持,分销来自超过700家生产商的500多万种产品。我们通过遍布全球的23个客户支持中心为客户提供贴心的服务,并通过位于美国德州达拉斯南部的 7万平方米智能化仓库向全球220多个国家/地区,超过60万家客户出货。更多信息,敬请访问:http://www.mouser.cn

关于Silicon Labs

Silicon Labs是芯片、软件和系统解决方案的知名提供商,旨在推动全球互联和智能化的发展。该公司世界一流的工程团队致力于打造注重性能、节能和简约性的产品,并为电子行业解决各种难题。该公司屡获殊荣的技术再加上累积的各种创新,正在引领物联网、互联网基础设施、工业自动化、消费类产品和汽车市场的未来。

围观 5

直播时间:

2018年09月06日 (14:00-16:00)

直播介绍

不管你是正在开发下一代智能家居或智能可穿戴设备、设计互联汽车应用,还是要实现工厂智能自动化,这次赛普拉斯下一代物联网应用开发在线培训课程,绝对值得你参加。此次课程首推“技术讨论+实操课程”模式,由赛普拉斯亚太区FAE经理Harris Chan主持探讨并亲自带领大家体验如何使用具有BLE连接功能的PSoC 6 MCU,开发下一代物联网应用,快速提升您的设计能力,轻松应对设计难题。

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直播安排

本次课程主题“如何打造面向物联网的下一代低功耗BLE解决方案

本次课程共分为两部分:(一)技术讨论 + (二)实操课程

围绕物联网应用开发技术展开讨论,更有设计工具PSoC 6 MCU实操课程,让您充分了解如何创建面向物联网的下一代低功耗BLE解决方案,快速提升您的设计能力。

第一部分

直播时间:2018年09月06日(14:00-16:00)

技术讨论:

01、如何使用赛普拉斯专为IoT设计的具有BLE连接功能的PSoC 6 MCU,开发下一代物联网应用?

02、什么是最佳的设计技巧?

03、如何实现低功耗系统的设计?

04、添加BLE连接功能的基本方法是什么?

05、什么是物联网安全概念?

06、PSoC 6 MCU设计工具的入门建议。

第二部分

直播时间:播出时间另定,敬请期待

课程实践 :

01、学习如何使用PSoC 6 BLE Pioneer Kit (CY8CKIT-062-BLE)工具逐步完成物联网应用的设计

02、了解PSoC Creator IDE、RTOS设计、PSoC 6的双核架构。学习如何开发双核应用,测试和开发BLE连接以及其他方面的知识

报名地址:

http://webinar.eccn.com/details/2018090614006995.html

或扫描以下二维码进行报名

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专家介绍

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Harris Chan
Senior Principal Field Apps Engineer
高级现场应用工程师

Harris Chan为赛普拉斯亚太区(大中国、印度和东盟国)FAE经理,负责赛普拉斯的所有产品。除了负责FAE和项目/漏斗管理,他还积极地为给客户和分销商提供实验室实践培训(主要为MCU/PSoC课程),在赛普拉斯的近7年时间里培训了超过500名工程师。

福利放送

一:活动当天领取红包

二:中电网万能开发板免费送

三:请允许我保留一些神秘,活动当天公布。

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围观 16

在之前的直播课堂“打造面向物联网的下一代低功耗BLE解决方案”,小伙伴听了高级现场应用工程师Harris Chan关于物联网应用开发技术的详细讲解,是否收获满满、意犹未尽呢?

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为了让小伙伴们更深入了解如何创建面向物联网的下一代低功耗BLE解决方案。贸泽携手赛普拉斯开设第二部分直播课堂。

作为第二部分,本场直播高级现场应用工程师Harris Chan将详解物联网专用超低功耗、高安全性、高集成度PSoC 6 MCU实用开发。

直播内容

您将收获:

1.了解双核架构以及如何优化IoT系统功耗和性能

2.了解PSoC 6 MCU中软件定义数字/模拟外设所带来的灵活性

3.借助于PSoC 6 MCU和PSoC Creator IDE轻松开发BLE应用

主讲内容

Harris Chan拥有丰富的PSoC 6 MCU动手实践教学经验!本场进阶课程主要围绕以下几个主题展开:

1.PSoC Creator IDE

2.双核架构及开发双核设计的方法

3.软件定义数字/模拟外设的灵活性

4.BLE连接设计

* 需要购买PSoC 6 BLE Pioneer套件 (CY8CKIT-062-BLE)的参与者,可至贸泽官网购买,一起跟随Harris Chan动手实验。

主讲嘉宾

“Harris
Harris Chan
高级现场应用工程师

赛普拉斯亚太区(大中国、印度和东盟国)FAE经理,负责赛普拉斯的所有产品。除了负责FAE和项目/漏斗管理,还积极地为给客户和分销商提供实验室实践培训(主要为MCU/PSoC课程),在赛普拉斯的近7年时间里培训了超过500名工程师。在加入赛普拉斯之前,他曾在National Semiconductor工作过10多年,熟练掌握了模拟和高速接口应用设计知识。他热衷于学习新技术,主持培训项目,并喜欢迎接新的挑战。他拥有香港大学电气与电子工程学士学位。

报名地址:
http://www.moore8.com/special/livevideo/0821

扫描以下二维码进行报名吧!

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对物联网感兴趣的你,本场直播一定不容错过。

我们还为小伙伴们准备了各种各样的福利哦!

直播福利

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围观 70

作为工程师,你懂IoT设计最佳技巧吗?懂如何开发双核应用,测试及开发BLE连接吗?了解物联网安全概念吗?

什么?不懂?

你可能是个假的工程师

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那么这堂直播课程你绝对不能错过!

敲黑板啦!敲黑板啦!敲黑板啦!

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讲师: 赛普拉斯的高级现场应用工程师:Harris Chan

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无论是要开发下一代智能家居或智能可穿戴设备 、设计互联汽车应用,还是要实现工厂智能自动化,建议您千万不要错过这次的在线培训课程。

本场直播中,赛普拉斯的高级现场应用工程师Harris Chan将主持物联网应用开发技术讨论并亲自带领大家实际动手操作,让您充分了解如何创建面向物联网的下一代低功耗BLE解决方案。

直播时间:2018/6/20 10:00

通过本场直播,你将收获:

1. 了解物联网安全概念;

2. 快速get IoT设计最佳技巧;

3. 使用PSoC 6 BLE Pioneer Kit (CY8CKIT-062-BLE)完成物联网设计;

4. 如何开发双核应用,测试及开发BLE连接;

5. 动手实验,系统学习物联网应用开发。

主讲内容:

授课+实验

Part1:课程要点

Harris Chan将与大家讨论如何使用Cypress最新专为IoT设计的具有BLE连接功能的PSoC 6 MCU,开发下一代物联网应用。这场技术讨论将围绕下列主题展开:最佳设计技巧、低功耗系统的设计、添加BLE连接功能的基本方法以及物联网安全概念介绍。另外,还会介绍一些设计工具并提供一些入门建议,为下一部分课程做好准备。

Part2:动手实践

Harris Chan将带领大家使用PSoC 6 BLE Pioneer Kit (CY8CKIT-062-BLE)一步一步地完成物联网应用的设计。您可以在此过程中了解PSoC Creator IDE、RTOS设计、PSoC 6的双核架构,并学习如何开发双核应用,测试和开发BLE连接以及其他方面的知识。

直播福利

预约报名并收看直播即有机会获得:世达维修工具小螺丝刀,10元红包;

首位进入直播间发言:小米双肩包;

直播中在问答区积极提问:小米移动电源(10000毫安)、车载吸尘器;

参与直播问卷填写:小米电风扇;

全勤观看直播:幻响Type-C/安卓/苹果手机三合一数据线、便携运动水壶。

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围观 77

移动无线数据和 4G LTE 网络的快速增长导致了对新频段以及通过载波聚合来组合频段的需求不断增长,以容纳无线流量。3G 网络只使用了大约五个频段,LTE 网络现在使用的频段有 40 多个,随着 5G 的到来,频段的使用数量还会进一步增加。

互联设备必须要跨多个频段来发送蜂窝信号、Wi-Fi 信号、蓝牙信号和 GPS 信号,同时还要避免干扰。我们可能会立即想到智能手机,但安装在车顶的鲨鱼鳍、蜂窝基站、雷达和通信系统以及与物联网 (IoT) 相连接的工业、科学或医疗应用都是如此,这时就需要滤波器出场了。

没有滤波器的智能手机就是一块砖头

与天线一样,滤波器正成为联网混频器中一个日益重要的部分。设备会收到各种频率,而滤波器可以让所需频率通过,同时抑制不需要的频率。换句话说,滤波器就像是约翰·罗纳德·瑞尔·托尔金的著作《指环王》中的甘道夫一样:“你休想从这里过去!”如今的设备为了避免被干扰,通常装有 30 到 40 个滤波器。随着下一代高端智能手机所需的滤波器数量更多,这一情况还会变得更加复杂。

滤波器设计挑战

滤波器是 RF 设计工程师必不可少的工具,但它们也面临着诸多挑战。对于起动器来说,滤波器的性能会随着温度的变化而变化。如今各种设备中的滤波器所承受的平均温度可达 60 摄氏度(140 华氏度)或更高,而室内滤波器所承受的平均温度为 25 摄氏度(77 华氏度),鲨鱼鳍或车顶中嵌入的滤波器所承受的温度甚至更高。滤波器的温度越高,就越难过滤掉特定频率,信号因而就越有可能“漂移”至相邻频段。

由于新分配的很多频段与现有频段十分接近,管理温度漂移便显得尤为重要。与此同时,载波聚合 (CA) 也在迅速发展,蜂窝服务提供商最多可将 5 个载波信道组合在一起来提高网络性能,其中精确滤波是必备条件。

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为了解决温度问题,RF 行业正在开发低漂移和无漂移的滤波器技术。表面声波 (SAW) 和体声波 (BAW) 滤波器在温度发生变化时依然能保持性能高度稳定,可满足新兴设备严苛的性能要求。

如上文所述,下一代的高端智能手机同样需要配备更多滤波器。与 RF 的所有其他组件类似,留给滤波器的空间十分有限。工程师必须要能将多个滤波器整合进更小的空间内,才能发挥出更高性能。

双工器、三工器、四工器,甚至是六工器,这类设备统称为多路复用器。多路复用器可将多个滤波器整合在一个器件中,从而帮助设计人员节省空间、简化设计、满足性能要求,同时还能避免干扰。

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最后的挑战是 Wi-Fi。尽管一些人可能仍在使用智能手机发短信、打电话,但大多数人都会用智能手机来浏览网页、观看视频以及访问社交媒体。因为 LTE 和 Wi-Fi 的频段非常接近,所以如果未经滤波,Wi-Fi 信号就会导致设备接收 LTE 信号的灵敏度降低。而灵敏度降低会给我们带来很多麻烦,如通话掉线或中断。

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为此,我们需要一种特殊的滤波器。共存滤波器可让 Wi-Fi 和 LTE 信号和谐共存,绝对名副其实。这种滤波器可以抑制紧密相邻的频率,这样我们在浏览朋友的票圈故事时才不会错过妈妈的电话。它们在车联网中也起着重要作用,因为 LTE、Wi-Fi、蓝牙、GPS 以及车对车 (V2V) 和车对基础设施 (V2I) 通信必须在没有干扰的情况下共存。

没有滤波器,就会出现无线交通阻塞

在如今的移动环境中,一个设备所需的频段数量十分惊人,而随着 5G 时代的到来,这一趋势只会愈演愈烈。虽然支持所有频段会带来干扰问题,但采用滤波器后问题便可迎刃而解。没有滤波器,网络根本无法运转。

本文最早刊登在《网络世界》上,作者是 IDG 撰稿人 Brent Dietz。

本文转载自:Qorvo半导体
声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有,如涉及侵权,请联系小编邮箱:cathy@eetrend.com 进行处理。

围观 29

最近在朋友圈里看到“2018年排名前十位关键词:区块链、人工智能、新零售、物联网、共享经济、普惠、大数据、无人驾驶、5G和生态”。“物联网”挤进前四,足以说明它的火热程度。但是这十个关键词里,唯独“物联网”像是被炒冷饭给炒热起来的。早在2009年,“物联网”在中国就曾经火热过,之后一度沉寂到几乎被遗忘。时隔近十年,物联网这一次会不会又是虚火一场呢?

我们的判断是:不会。

让我们再来看看刚刚提到的前十位的关键词:“人工智能”和“5G”,是物联网的支撑技术;“新零售”、“共享经济”和“无人驾驶”,会用到物联网技术;物联网是“大数据”的重要来源;健康的“生态”会构建于物联网之上。物联网不再是孤立的存在了,它会被新的技术革命、产业升级和需求升级裹挟着向前奔。回到物联网应用本身,构成物联网终端的关键技术在过去十年取得了长足进步:远距和近距无线通信技术的性能提高、功耗大幅度降低,让联网不再是问题;物联网感知层对传感器高性能和超低功耗的要求也逐一被满足,赋予“物”智能的同时,让“物”也永远在线。

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01、物联网应用中加速度传感器的作用是什么?

加速度传感器不仅可以检测线性加速度,同时也测量地球引力产生的重力加速度。所以,在物联网应用中,可以使用加速度传感器感测“物”的加速度,算法对单个或连续数据分析处理后,可以感知

· 物体的运动状态
· 物体的静止状态

加速度传感器感知到“物”的静止或运动的信息,数据在本地或连接到网络处理后,实现智能化识别、追踪、监控和管理。

02、如何为物联网应用选择合适的加速度传感器?

加速度传感器在物联网应用中扮演重要角色,对于应用开发者来说选择一款合适的传感器至关重要。相信大多数物联网应用开发者对加速度传感器并不陌生,智能手机里已经标配了。那么是不是直接选用一颗手机里使用的加速度传感器就可以直接做物联网应用了?当然不是,因为物联网应用对功耗和传感器性能的要求与智能手机截然不同。 而如下几个方面是首先应该被考虑的:

1. 功耗要低,以延长电池的续航时间
2. 性能要足够高,有用信号可以被完整采集,抗混叠,抗噪声,以保证上层应用的精度
3. 功能丰富灵活,以满足各种场景的功能需求

Bosch Sensortec最近发布的超低功耗三轴加速度传感器BMA400正是为物联网应用而生。

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功耗

物联网应用中电池容量通常都很小,并且由于使用场景的限制不允许经常充电,产品开发中,功耗必然是第一优先考虑因素。

BMA400在正常工作模式(normal mode)消耗的电流在可以低至3.5uA,同时提供高至800Hz的三轴加速度数据。

即当OSR=0 (Over Sampling Rate过采样比率设置为等级0时),此时ODR(Output Data Rate输出数据速率) 可以配置为12.5~800Hz,并不会影响耗电。如果为了提高抗噪声的效果,可以进一步提高OSR的等级,相应的抗干扰性能会增强,耗电也会随之增加。

BMA400在低功耗模式(low power mode)消耗的电流会更低,最低可以达到0.8uA (800nA,OSR=0) 。

下图BMA400的单体实测数据。用户可以根据自己的应用场景,以及对加速度信号的抗噪指标要求,来灵活选择自己实际需要的抗噪等级及相应的功耗。这使得BMA400可以应用于在更广泛的场景中。

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BMA400即使工作在低功耗模式,仍然能输出25Hz的数据,结合auto wake-up使用(后面会详细解释),有用的运动数据不会被漏掉。

传感器自身功耗是一方面,从应用开发者角度来看,整个系统的功耗优化可能更重要。BMA400通过集成的计步器、单击\双击检测、方向识别、运动检测、自由落体检测等功能,把本来需要系统主处理器运算处理的任务下放到传感器硬件中。系统在主处理器保持睡眠的状态下,仍然可以做以上事件或状态识别,必要的时候可以通过中断唤醒主处理器来对事件或新的状态做出响应。特别地,在BMA400中开启step counter功能仅需要增加约0.8uA的电流(step counter工作在100Hz ODR)。

另外,BMA400提供了1024字节的FIFO,最多可以缓存146组12bit(3轴)的加速度数据,同时可以灵活选择8bit数据模式,缓存数据可以提高到256组。这样系统主处理器可以不用在每组数据更新的时候被唤醒或者被迫读走数据做处理。

同时,BMA400 的FIFO还支持x,y,z一轴或多轴可选择地存入FIFO,那可以用户可以选择自己关心的方向的数据存入FIFO,从而更大地延长MCU的睡眠时间。

进一步,BMA400提供了的自动唤醒(Auto Wakeup)和自动低功耗(Auto Low Power)功能,可以使得BMA400的本体功耗,乃至系统功耗都会降到更低的水平。

03、性能

过去大家可能会觉得物联网应用中对加速度传感器的性能要求不高,只要能识别物体大概状态或姿态就够了。所以,有些加速度传感器会通过简化滤波器的设计、降低采样频率、不连续采样(duty cycling)等方式来降低功耗,当然,由此带来的是高噪声输出、高aliasing(混叠)、强干扰引入等问题。

可是,如我们前述“加速度传感器在物联网应用中扮演重要角色”,传感性能决定了系统能否基于传感器做出精准的识别和决策。为了提高对原始信号的有效采集,并降低噪声及高频信号的干扰(混叠Aliasing),BMA400在正常工作模式下,采用了连续采样和滑动低通滤波的方式。

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下图显示了连续采样(continuous sampling)和周期休眠(duty cycling)两种不同的采样模式对于高频噪声的抗干扰能力的显著区别。

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BMA400 采用了高采样频率的连续采样模式以及持续的滑动滤波,从而可以有效地抑制串入的高频噪声,并真实还原原始的目标信号。而如果采用Duty Cycling采样模式,就会直接把高频噪声引入进来,从而使得加速度计的输出信号带有噪声信号并会引起step counter, double tap等模式识别的误操作。

通常系统中的高频噪声源,有电气信号类,比如传感器的供电电压的波动,电气干扰等,以及机械振动类,比如板级电容振动,外部震动和撞击等。这些干扰信号或者信号的高次谐波如果不能够有效滤除,就会引起加速度传感器输出的畸变,并引起屏幕翻转,计步器计步等误操作。

04、功能

物联网的应用通常不像智能手机一样在终端配备高性能的处理器,所以对运动传感器数据的处理不能完全依赖外部处理器的运算。针对物联网应用特性而设计内置于传感器内的功能,会帮助整个系统简化设计、降低功耗、实时快速响应等。

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BMA400内置的计步器功能可以基于自身的加速度数据进行高精度步伐的检测和累加,在多场景中的精度都可以达到95%以上。此计步器的逻辑和算法是Bosch传感器团队自主研发,投入了大量人力物力进行了各种场景的测试并多次优化而成的,具有良好的稳定性和准确率。

同时,还可以准确判断用户的当前状态,比如静态,走路,跑步等。这些功能是当前智能穿戴设备的标准配置,而计步器算法通常是运行在MCU端,而MCU一旦运转,其功耗必然会远大于加速度传感器,这无形中会增加系统功耗,一般会 50uA~130uA。

而BMA400单体集成了这些功能,实际仅需要3.9uA的电流(配合低功耗模式的自动切换,还可以进一步降低),从而可以在满足同等功能的情况下,显著降低系统地总功耗,从而延长系统的待机时间。

BMA400内置的tap/double-tap功能可以实现用户的单击/双击(可配置)的交互输入功能。由于单击/双击的阈值等级可配,从而用户可以根据自己需要的灵敏度等级来选择。这个功能可用在穿戴耳机,手表,手环等上。BMA400的tap/double-tap功能是运行在ODR=200Hz的数据速率上,从而会保证非常高的准确率,以及实时性,避免误触发和误操作。开启tap/double tap功能的BMA400所需的电流仅为4.3uA。如果结合BMA400的自动睡眠和唤醒功能,实际的平均功耗会更低(50%以下)。

BMA400内置的通用中断机(Generic Interrupt 1 & 2)具有非常灵活地中断触发机制,可以实时检测器件的静态姿态,或者动态运动水平,并根据三轴的逻辑“或”或者逻辑“与“,而产生中断。同时还可以结合Auto-LowPower 功能来自动切换normal或者low power模式。

BMA400内置的Orientation(方向传感器)可以被灵活配置来检测方向变化并产生中断;Activity change功能可以评估用户当前的活跃水平,如果超过设定的门限,则会中断MCU;Free fall功能可以检测器件是否处于失重状态,并产生中断。此功能可以用在硬盘保护等地方。

05、结语

BMA400从产品定义和设计上充分考虑了物联网应用的独特性,兼顾功耗和性能,通过内置的功能简化应用开发的难度。

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众所周知,人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学,是计算机科学的一个分支,企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。

该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,可以设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。

在移动互联网、大数据、超级计算、传感网等新理论新技术以及经济社会发展共同驱动下,人工智能将获得长足发展,尤其是大数据驱动知识学习、跨媒体协同处理、人人机协同增强智能,人工智能发展进入新阶段。

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其实,万物互联大趋势下,众多知名企业多年前就在积极面向物联网方向转型,不仅成立了物联网事业部,并聚焦自动驾驶、人工智能、5G等行业。

在网络通信技术速应用的大背景下,物联网将迎来黄金时代。今年也将是行业发展关键年份,将会看到越来越多应用案例。当各行业部署物联网后,所收集的数据,通过边缘计算和人工智能等技术加持下,能够让物联网充分释放数据价值,为整个物联网产业发展带来了新动能。

多项举措加快物联网产业落地。针对各个细分领域,不同的应用场景对边缘计算有不同的要求,而正是由于用户最终的需求,不断推动着人工智能、边缘计算和物联网行业的结合。对用户痛点有着清晰认识,再选取不同的技术手段希望能在各个细分行业实现。

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零售行业。除了传统在POS或者数字标牌、智能零售终端持续做业务推进以外,无人店的浪潮中观察到工作负载整合将是未来的一个大趋势。

工业领域。众多企业在努力建设更有计算能力的网关平台,使这个网关平台将来可以适用于更复杂的工业自动化的场景。

安防领域。知名企业和国内领先厂商进行多年合作,也有了很多丰硕的成果。

在边缘技术和人工智能等技术的驱动下,物联网将会迎来蓬勃发展时期,推动社会变革,继而全社会进入万物互联和人工智能时代。

然而,AI 芯片则成为这个时代的制高点,众多知名企业积极推进AI 芯片和生态体系发展,不仅在该领域大手笔收购了多家创新企业,来满足人工智能芯片的特殊需求,以及整合了全产业链各个方面的合作伙伴推进人工智能技术落地到更多应用场景。

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人工智能以及物联网被看作是一个产业或者很大的一个生态。这里不可能有任何一家公司能够独自提供产业链里涉及的上下游所有环节,这是很清晰的一个认识。

无人驾驶无疑成为当前最热门行业,半导体厂商则是推动无人驾驶汽车发展核心力量,伴随5G技术商用越来越近,这将有利推动无人驾驶汽车商业落地。

从中国人工智能技术大爆发的开始,到能够帮助城市疏导交通的城市大脑,再到进入千家万户的智能音箱,再到智能手机里的刷脸登录和指纹支付。中国的人工智能技术走在了世界前列,也改变了人们的生活。

未来,人工智能还将推动物联网加速落地,影响各行各业,给我们生活带来更多的便利。

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