设计指南-适用于成本优化型系统的超低功耗无线 PIR 运动检测器参考设计.pdf

TI Designs
适用于成本优化型系统的超低功耗无线 PIR 运动检测器参考设
计
概述特性
此 TI 设计使用德州仪器(TI) 的纳米级功率运算放大器•通过使用纳米级功率模拟实现超低功耗设计,从而
和 SimpleLink™多标准 无线微控制器(MCU) 依靠单节 CR2032 纽扣电池实现长达 10 年的电池寿
平台,展示了一款超低功耗运动检测器,极大地延长了命
电池寿命且无需接线。• 的低关断电流(PIR 传感器在关断模式下保
持工作状态)
资源
•由于处理器工作电流和无线电传输电流较低,因此
可实现超低的工作状态电流
TIDA-01398 设计文件夹
TLV8544 产品文件夹(,持续 )
CC2650 产品文件夹•针对运动情况的中断驱动型蓝牙无线通信,可节省
更多电量
移动灵敏度高达英尺
咨询我们的 E2E 专家• 30
应用
•楼宇自动化
•入侵检测
•占位检测
•运动检测
•室内监视器
•电池供电系统
x
CR2032
coin cell battery
Vs (supply)
TLV8544
D
TLV8544 2650
EPRg Blue S A and B C and D
Motion EP Blue EP Blue
SimpleLink multi-standard
Gain, bandpass filter, GHz
PIR Sensor parator
and clamp (ARM M3)
Copyright © 2017, Texas Instruments Incorporated
该 TI 参考设计末尾的重要声明表述了授权使用、知识产权问题和其他重要的免责声明和信息。
ZHCU260–February 2017 适用于成本优化型系统的超低功耗无线 PIR 运动检测器参考设计 1
TIDUCU5 —/sc/techlit/TIDUCU5
版权© 2017, Texas Instruments Incorporated
系统概述
1 系统概述
系统说明
许多工业和楼宇自动化系统都使用运动检测器检测是否有人从而控制不同的功能(例如照明),通过在不需
要时关闭这些功能来提高效率。此外,这些系统还需要增加无线传感器节点的数量,通过消除接线来降低安
装成本,并使系统在未来扩展时更加灵活。然而,大型无线网络的其中一大限制条件是电源。由于这些系统
通过电池供电,定期更换电池产生的维护成本十分高昂。根据功耗和电池配置,典型的由电池供电的 PIR 运
动检测器可在任意位置运行四到七年,之后需要更换电池。
适用于成本优化型系统的超低功耗无线 PIR 运动检测器 TI 设计使用德州仪器(TI) 的纳米级功率放大器和
SimpleLink 超低功耗无线 MCU 平台,展示了一款无需接线,同时又可最大限度延长电池寿命的运动检测器
电路的解决方案。
从高层级看,此 TI 设计包含一个 CR2032 纽扣电池、采用单个封装的四个纳米级功率运算放大器、一个超
低功耗无线 MCU 和一个带模拟信号输出的 PIR 传感器。两个运算放大器构成一个输入阻抗较高的放大带通
滤波器,因此可直接连接到传感器,而无需带负载。其他两个运算放大器构成一个窗口比较器,用于将放大
的传感器输出与固定参考阈值进行比较,以便将运动信号与噪声区分开来。窗口比较器的两个输出随后用作
无线 MCU 的中断,以使 MCU 能够在未检测到任何运动时以功耗最低的休眠模式工作,并且仅在检测到运
动时唤醒,将消息发送回远程主机。由于模拟信号链组件的工作电流为纳安级,此 TI 设计能够使用单个
CR2032 纽扣电池实现长达 10 年的电池寿命。
本设计指南介绍了该 TI 参考设计系统的组件选择、设计理论和测试结果。本设计指南旨在引导系统工程师
抢先了解集成 TI 毫微功耗模拟组件和 SimpleLink 超低功耗无线 MCU 平台的相关信息。
后续子章节介绍该 TI 设计系统中的各模块以及实现最佳相应功能的最关键特性。
运算放大器
在本 TI 参考设计中,需要对 PIR 传感器输出端的信号进行放大和滤波,使进入信号链后续各级的信号的幅
值足以提供有用的信息。还需要将经过放大和滤波的传感器输出转换为可用作 MCU 输入的数字信号。为
此,我们使用了一个窗口比较器电路。
对于远处物体的运动而言,PIR 传感器输出端的典型信号电平为微伏级,因此需要进