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使用 4 節(jié) AA 電池實(shí)現(xiàn)壽命超過(guò) 5 年且配備擴(kuò)展閃存的智能鎖方案

芯片公司：德州儀器（TI）

發(fā)布時(shí)間：2018-08-20

方案介紹

隨著樓宇日益增多以及越來(lái)越多的住宅業(yè)主希望為其樓宇或住宅改裝智能鎖（或電子鎖），無(wú)線電池供電型 智能鎖在當(dāng)今市場(chǎng)中越來(lái)越受歡迎。在智能鎖應(yīng)用中，高電流電機(jī)和無(wú)線電通常耗電較快，因此會(huì)影響電池 的壽命。更換多節(jié)電池可能十分費(fèi)時(shí)且成本高昂，因此降低平均電流消耗通常是一項(xiàng)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。 本方案由輕負(fù)載高效直流/直流轉(zhuǎn)換器、 SimpleLink?超低功耗無(wú)線 MCU 平臺(tái)、集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 和 RGB LED 驅(qū)動(dòng)器提供支持。


系統(tǒng)規(guī)格.png


本方案使用具有集成低功耗藍(lán)牙(BLE)無(wú)線電器件的CC2640R2F MCU來(lái)無(wú)線鎖定和解鎖門，同時(shí)還可通過(guò)監(jiān)控電池電壓指示壽命殆盡狀態(tài)、限制流過(guò)電機(jī)的電流（有助于延長(zhǎng)電機(jī)壽命）以及利用LED照明和圖形將相關(guān)事件傳達(dá)給用戶。該設(shè)計(jì)通過(guò)選擇電源拓?fù)洌ㄔ诒纠袨楦咝Ы祲恨D(zhuǎn)換器TPS62745）和延長(zhǎng)低功耗藍(lán)牙連接事件的占空比實(shí)現(xiàn)了極長(zhǎng)的電池壽命。

各種智能鎖系統(tǒng)中通常包含四個(gè)主要器件：MCU、低功耗藍(lán)牙無(wú)線電、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電源管理。計(jì)算出每個(gè)器件的平均功耗后，便可以計(jì)算出電池的壽命（以毫瓦時(shí)為單位）。要計(jì)算電池壽命，需要研究?jī)煞N不同的電流方案：

①　藍(lán)牙開啟并且每500ms（或者用戶選擇的任何其他值）發(fā)送一次連接事件

②　鎖定或解鎖事件向電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送信號(hào)，指示驅(qū)動(dòng)器通過(guò)直流電機(jī)提供大約1A的電流。

我們將忽略藍(lán)牙配對(duì)的時(shí)間，因?yàn)檫@通常意味著有事件將要發(fā)生，并且通過(guò)電機(jī)提供的電流幾乎比流入藍(lán)牙器件的電流高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。本指南提及的事件是指鎖定或解鎖情形。例如，如果用戶解鎖門，然后再將其鎖定，這被視為兩個(gè)事件（一個(gè)是鎖定事件，一個(gè)是解鎖事件）。


本方案在選擇電池時(shí)考慮了兩個(gè)主要因素：容量和電池平臺(tái)的普及度。AA電池的容量大于AAA電池。此外，當(dāng)今市場(chǎng)上更多類似于智能風(fēng)門的應(yīng)用都選擇使用AA電池。



應(yīng)用范圍

? 電子智能鎖 

? 門鍵盤和讀取器 

? 樓宇自動(dòng)化

? 樓宇安全系統(tǒng)

? HVAC 閥門和傳動(dòng)器控制

特色

  • 4 節(jié) AA 串聯(lián)電池具有 5 年以上的電池壽命

    • 每天 24 次上鎖或解鎖活動(dòng)

    • BLE 無(wú)線電連接周期

  • 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器具有集成型 FET 和電流感應(yīng)比較器，可采用最少的分立式組件實(shí)現(xiàn)輕松的設(shè)計(jì)和較小的解決方案尺寸

  • 基于電壓的電池電量監(jiān)測(cè)計(jì)，集成型直流/直流轉(zhuǎn)換器

  • 采用第三方 BLE iOS 和 Android 應(yīng)用通過(guò) BLE 測(cè)試

  • 最多 4 秒的可配置廣告間隔


系統(tǒng)方塊圖

系統(tǒng)方塊圖.png

核心器件

圖片 數(shù)據(jù)手冊(cè) 商品名稱 產(chǎn)品型號(hào) 產(chǎn)品描述 品牌 單機(jī)用量 價(jià)格 操作
MOSFETs CSD25310Q2 表面貼裝型 P 通道 20 V 20A（Ta） 2.9W（Ta） 6-WSON（2x2） TI 1
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電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及控制器 DRV8833PWPR 2.7~10.8V TI 1
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LED驅(qū)動(dòng)器模組 LP55231SQX/NOPB 九通道RGB，帶內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和集成電荷泵的白色LED驅(qū)動(dòng)器-WQFN TI 2 10.9064

1+ 20.4568

10+ 15.1564

25+ 13.8274

100+ 12.3674

250+ 11.6714

500+ 11.2518

1000+ 10.9064

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提供的服務(wù)

PCB定制 自營(yíng)工廠，可生產(chǎn)1-12層高多層板及HDI板（1-2階、盲埋孔），支持打樣及批量；打樣廠產(chǎn)能2萬(wàn)㎡/月，量產(chǎn)廠占地205畝、一期設(shè)計(jì)產(chǎn)能12萬(wàn)㎡/月；已通過(guò)16949汽車行業(yè)認(rèn)證。

SMT加工14條SMT生產(chǎn)線，配置進(jìn)口高端高速貼片機(jī)，支持雙面全貼、DIP插件焊接、BGA等特殊貼裝；可代開鋼網(wǎng)、可代購(gòu)物料、可接受客供料，專業(yè)管理，一站解決。

方案定制
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聯(lián)系人： 劉子維

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