本文分享一款火災(zāi)報(bào)警及自動滅火系統(tǒng)解決方案,，分別從主從控制MCU,、無線收發(fā)芯片,、溫度傳感器幾大模塊為您推薦高性能的芯片。
重大火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生,，給國家和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成極大損失,。因此自動消防系統(tǒng)得到了黨和國家及社會各界的廣泛關(guān)注，對火災(zāi)自動報(bào)警及自動滅火系統(tǒng)提出了越來越高的要求,，同時(shí)對該系統(tǒng)的科學(xué)研究和發(fā)展完善也起到了巨大的推動作用,。
在此介紹一款火災(zāi)報(bào)警及自動滅火系統(tǒng)解決方案，系統(tǒng)圖如下：
上圖為世強(qiáng)提供的火災(zāi)報(bào)警及自動滅火系統(tǒng)方案：該方案是利用煙氣傳感器和溫度傳感器配合微電子判斷電路驅(qū)動報(bào)警器或電磁繼電器,，以達(dá)到對火災(zāi)預(yù)警或警示作用的一種報(bào)警器,。其中世強(qiáng)代理的SI7055溫度傳感器起到輔助的作用，該傳感器將采集到的信息傳遞給瑞薩MCU R5F117BCGFP,，再由處理單元通過Silicon Labs的SI4438無線收發(fā)芯片傳輸給中繼的MCU EFM32WG230F256,，中繼MCU則通過CAN總線把信息傳給主控部分的PC，主控部分再通過繼電器控制電機(jī)來實(shí)現(xiàn)噴水處理,，且主控部分還能發(fā)出報(bào)警顯示等功能,。這就要求無線電波必須善于穿墻，同時(shí)無線鏈路預(yù)算盡可能高,，接收靈敏度優(yōu)于-110dBm,。無線煙霧報(bào)警器需要利用無線芯片將搭載煙霧報(bào)警信息的電磁波傳輸出去，低于1GHz的幾個常用無線頻段如315,、433,、868、915MHz都是比較合適的,。
在此系統(tǒng)中用到世強(qiáng)代理的幾款芯片,，它們的應(yīng)用特點(diǎn)與優(yōu)勢如下，也可登陸世強(qiáng)元件電商APP查找最全最新的資料：
世強(qiáng)代理的瑞薩MCU R5F117BCGFP：
R5F117BCGFP集成了豐富的模擬功能,，包括運(yùn)算放大器,、比較器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等。該產(chǎn)品內(nèi)部集成了多達(dá)4路運(yùn)算放大器,，在高速運(yùn)行模式下,，其操作穩(wěn)定等待時(shí)間僅為13us，完全滿足一般模擬信號處理對速度的要求,；外部配合簡單的電阻,、電容，即可完成對信號的放大,、濾波等處理，節(jié)約了系統(tǒng)設(shè)計(jì)面積,。
此外,，R5F117BCGFP內(nèi)部還集成了分辨率高達(dá)17路12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用寬電壓供電,，其供電電壓范圍為1.6V~3.6V,，通過降低供電電壓，可以有效降低芯片的功耗,。R5F117BCGFP芯片具有四種工作模式,，分別為Operating模式、Halt模式,、Stop模式,、Snooze模式。當(dāng)R5F117BCGFP為Operating模式,，工作頻率為1MHz時(shí),，其功耗不超過150uA，可滿足大多數(shù)工業(yè)控制應(yīng)用中對功耗和速度的要求,；且當(dāng)運(yùn)行頻率進(jìn)一步降低到15KHz時(shí),，其運(yùn)行功耗可以降低至6uA。而當(dāng)芯片在該工作頻率下,，進(jìn)入Halt模式時(shí)其功耗不超過2uA,。總之,，R5F117BCGFP卓越的功耗表現(xiàn)能讓研發(fā)人員在工業(yè)控制應(yīng)用中更加得心應(yīng)手,。
R5F117BCGFP片上資源豐富。代碼存儲空間最高可達(dá)32KB,，數(shù)據(jù)存儲空間達(dá)2KB,，此外片上RAM最高達(dá)3KB，42個IO口,。R5F117BCGFP工作環(huán)境溫度范圍為-40℃至+105℃,。該款芯片集成片上電壓監(jiān)測器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的工作電壓，提供高達(dá)12級量化指標(biāo),，當(dāng)系統(tǒng)供電異常時(shí),，可及時(shí)向用戶報(bào)告，預(yù)防意外的發(fā)生,，該功能對于電池應(yīng)用尤其重要,，可提前告知用戶電量不足。
Silicon Labs MCU EFM32WG230F256：
來自世強(qiáng)代理的Silicon Labs的EFM32WG230F256是一款基于Cortex-M4內(nèi)核的高性能32位處理器,，速度可達(dá)48MHz,，DSP架構(gòu)支持浮點(diǎn)單元運(yùn)算，程序的FLASH存儲空間有256/128/64 KB三種可選,，RAM的空間為32KB,，IO口可達(dá)56個，DMA有12通道,；其外設(shè)反射系統(tǒng)(PRS)擁有12個通道,，還具備128位和256位的硬件AES加密功能，以及24和32位的RTC,，可以在掉電的情況下切換到外部的備用電池供電,。EFM32WG230F256的存儲保護(hù)單元有多種功耗管理模式：在3V的關(guān)斷模式時(shí)，功耗可到20nA,；在3V供電且?guī)TC功能關(guān)斷的模式下,，功耗是0.4?A；在3V的停機(jī)模式時(shí),，RAM和CPU可保持功耗為0.65?A,；3V深度睡眠模式下，功耗則為0.95?A,。
無線收發(fā)芯片Si44xx：
在火災(zāi)報(bào)警及自動滅火系統(tǒng)中,，有兩個版本芯片供客戶選用。Si4463與Si4438,，其中Si4438的工作頻段為425MHz到525MHz,，而Si4463頻段相對更廣，還可覆蓋315MHz,、868MHZ,、915MHz。當(dāng)Si4463工作在169MHz,，低速率500bps時(shí),，其接收靈敏度典型值為-129dBm，發(fā)射功率可做到20dBm,，為客戶帶來非常高的鏈路預(yù)算,。其休眠功耗非常低,，shutdown電流只有30nA，而standby電流也才40nA,。再加上世強(qiáng)代理的Epson高性能30MHz晶體,，Ricoh電源芯片R1172和射頻開關(guān)UPG2214，搭配上對應(yīng)的匹配網(wǎng)絡(luò),，這樣就構(gòu)成了一個完整的無線模塊,。
溫度傳感器SI7055：
Silicon Labs(美國芯科實(shí)驗(yàn)室)擁有非常豐富的溫濕度傳感器產(chǎn)品，其特征為高度可靠性,、小型化,、高集成度和無與倫比的易用性，適用于各種應(yīng)用,。數(shù)字溫度傳感器Si705X系列采用創(chuàng)新的信號處理和混合信號設(shè)計(jì)技術(shù),，具有高精度和業(yè)界領(lǐng)先的低功耗優(yōu)勢。其中,，包括高性價(jià)比的溫度傳感器SI7055，其溫度采集精度在整個工作溫度和電壓范圍內(nèi)都可以保持± 0.5 ?C (max),，工作電壓范圍為1.9到3.6V,，工作溫度范圍在-40到+125之間。SI7055擁有低功耗的優(yōu)勢,，在1HZ采樣頻率下平均功耗只有195nA,，而且采集精度可達(dá)14位分辨率；該產(chǎn)品的所有指標(biāo)在出廠前都進(jìn)行了工業(yè)校準(zhǔn),，采用3x3mm的DFN封裝,，可大大降低PCB布板的空間，并通過了AEC-Q100汽車級認(rèn)證,。