隨著在家庭和建筑物中安裝更多智能設(shè)備，無線傳感器越來越受歡迎。電池供電的無線設(shè)備幾乎可以在任何地方輕松安裝，但從易用性或成本角度來看，頻繁更換電池并不理想。

例如，如果我們使用無線傳感器節(jié)點(diǎn)改造商業(yè)建筑以將其轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芙ㄖ?，則可能需要安裝數(shù)千個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)與恒溫器、煙霧和火災(zāi)探測器等各種設(shè)備相連。由于將電源電纜連接到每個(gè)節(jié)點(diǎn)是不切實(shí)際的，因此電池是必要的電源。然而，當(dāng)需要更換這些無線傳感器節(jié)點(diǎn)中的數(shù)千個(gè)電池時(shí)，會產(chǎn)生巨大的勞動力成本。

我們可以通過采用占空比方法來延長物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 傳感節(jié)點(diǎn)的電池壽命。這是節(jié)點(diǎn)通電的地方，記錄傳感器的測量值，將該數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)街醒爰€器或網(wǎng)關(guān)，然后通過低功耗模式或負(fù)載開關(guān)自行關(guān)閉。但是，某些應(yīng)用程序（例如星型網(wǎng)絡(luò)或某些藍(lán)牙® 設(shè)備）如果必須喚醒才能傳輸或傳遞消息，則它們無法長時(shí)間保持低功耗模式。

當(dāng)智能設(shè)備需要更多功率來運(yùn)行電機(jī)（例如智能鎖或智能通風(fēng)口）時(shí)，電池壽命更多地取決于如何產(chǎn)生更高的功率來運(yùn)行電機(jī)，而不是運(yùn)行無線電所需的較低功率。德州儀器 (TI) 有兩個(gè)獨(dú)立的參考設(shè)計(jì)，分別用于演示智能鎖和智能通風(fēng)口應(yīng)用。該智能鎖參考設(shè)計(jì)啟用5年以上的電池續(xù)航時(shí)間4個(gè)AA電池和智能減震控制與壓力，濕度和溫度參考設(shè)計(jì)HVAC診斷展示 TI 的高效 DC/DC 降壓拓?fù)渑c DRV8833 低壓電機(jī)驅(qū)動器配對。這些參考設(shè)計(jì)通過為應(yīng)用選擇更高效的電源拓?fù)洌ㄔ诒纠袨楦咝Ы祲恨D(zhuǎn)換器 TPS62745）以及通過延長藍(lán)牙低功耗連接事件的占空比來實(shí)現(xiàn)更長的電池壽命。

圖 1：智能風(fēng)門控制參考設(shè)計(jì)框圖

DRV8833 直接由電池供電，而系統(tǒng)的其余部分則由降壓輸出軌供電。在無線電傳輸期間，降壓器在 9.1mA 時(shí)的效率超過 90%。與其他拓?fù)湎啾龋咝Ы祲嚎裳娱L整個(gè)系統(tǒng)的電池壽命。

例如，智能風(fēng)門控制參考設(shè)計(jì)使我們能夠改變通風(fēng)口的百葉窗位置。管道空氣壓力和溫度可以通過算法實(shí)現(xiàn)自動化，這反過來又可以在家中實(shí)現(xiàn)按需控制的通風(fēng)。壓力和溫度傳感器可實(shí)現(xiàn)供暖、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC) 系統(tǒng)組件監(jiān)控，并可幫助確定維護(hù)計(jì)劃。如果通風(fēng)口之間存在溫度或壓力差，船上的算法可能會提示需要更換過濾器并通知房主。該設(shè)計(jì)還可用作商業(yè)應(yīng)用中的可變風(fēng)量控制器。

隨著無線智能傳感設(shè)備變得依賴電池，電源拓?fù)鋵τ谠诤唵蔚碾姍C(jī)控制設(shè)計(jì)和“永遠(yuǎn)在線”應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)長電池壽命變得更加重要。