基于快速原型平臺物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)套件的智能照明雙輸出調(diào)光方案

智能照明是智能家居、智能建筑等物聯(lián)網(wǎng)（IoT）細分領(lǐng)域中的關(guān)鍵構(gòu)建塊，通過智能地按需照明實現(xiàn)節(jié)能省電，涉及LED驅(qū)動、智能調(diào)光、通信等技術(shù)。本文將介紹安森美半導體針對中高功率應用的一個智能照明雙輸出調(diào)光方案，采用寬輸入、混合調(diào)光的高能效FL7760降壓控制器，結(jié)合行業(yè)最低功耗的藍牙低功耗（BLE）無線電系統(tǒng)單芯片（SoC）評估板RSL10-002GEVB，基于可配置的快速原型平臺物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)套件（IDK）或藍牙IDK （B-IDK），輕易實現(xiàn)高能效、超低功耗、無頻閃、無可聞噪聲的智能照明雙輸出調(diào)光方案。

可配置的模塊化IDK：加快和簡化應用開發(fā)

IDK是可配置的、節(jié)點到云的模塊化平臺，曾多次獲媒體獎項并廣受行業(yè)好評，使設計人員在盡可能短的時間內(nèi)評估、開發(fā)和推出高度差異化的IoT系統(tǒng)，應用于廣泛的行業(yè)領(lǐng)域，包括智能照明、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療保健、家居/樓宇自動化、工業(yè)控制和可穿戴式電子產(chǎn)品等。IDK集成硬件、軟件平臺和通用系統(tǒng)接口，提供寬廣的聯(lián)接、感知和控制配置選項，和基于Eclipse的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），采用ARM mbed處理器，獲亞馬遜網(wǎng)絡服務（AWS）和微軟Microsoft Azure云認證，提供增強的靈活性和安全性，設計人員可將IDK主板與不同的擴展板 （感知/互聯(lián)/致動）進行擴展配置，如本文介紹的智能照明雙輸出調(diào)光方案基于IDK，采用兩顆FL7760降壓控制器用于調(diào)光，配以RSL10評估板以聯(lián)接APP進行調(diào)光控制。

圖1：IDK是可配置的、節(jié)點到云的模塊化平臺

圖2：采用兩個FL7760降壓控制器用于調(diào)光

圖3：RSL10評估板聯(lián)接APP以實現(xiàn)LED調(diào)光

B-IDK：快速構(gòu)建藍牙低功耗無線應用的原型平臺

藍牙低功耗（BLE）具備優(yōu)化的功耗且易于聯(lián)接到智能手機，是短距聯(lián)接設備的首選協(xié)議。B-IDK基于行業(yè)最低功耗的藍牙5無線電RSL10，并結(jié)合IDK能力，提供現(xiàn)成的示例代碼，易于連接到其它IDK子板以擴展傳感和控制功能。

FL7760子板兼容B-IDK板 （BDK-GEVK），可通過PMOD連接器或Arduino連接器連接到基板。多個傳感器和致動器子板可連接到BDK-GEVK以擴展功能和實現(xiàn)各種藍牙低功耗IoT應用開發(fā)。

圖4：B-IDK板 （BDK-GEVK）

FL7760：寬模擬+PWM混合調(diào)光，無頻閃、無可聞噪聲

調(diào)光是智能LED照明的一個重要功能，也是許多LED驅(qū)動器支持的特性。這通常使用模擬電平設置光輸出或脈寬調(diào)制（PWM）信號來實現(xiàn)。FL7760是一款高能效的降壓控制器，用于中高功率照明應用，以連續(xù)導通模式（CCM）運行，提供8至60 V的寬輸入電壓范圍，同時支持模擬調(diào)光和PWM調(diào)光。雖然PWM調(diào)光因快速開關(guān)可能會出現(xiàn)不理想的頻閃和可聞噪聲，但提供寬調(diào)光范圍能力，F(xiàn)L7760支持1%至100%的全PWM調(diào)光范圍。模擬調(diào)光沒有PWM調(diào)光的缺陷，但通常調(diào)光范圍僅能達到15-100％，而FL7760的模擬調(diào)光范圍顯著擴寬到5%至100%，這個范圍令模擬調(diào)光首次成為照明設計師的一個實用的選擇。FL7760的一個主要差異化創(chuàng)新在于，它能夠在需要低于5％模擬調(diào)光下限進行調(diào)光時，無縫地結(jié)合模擬和PWM，提供混合調(diào)光，從而能夠提供全范圍調(diào)光功能，消除頻閃和可聞噪聲問題。

FL7760提供2 MHz的高開關(guān)頻率，有利于縮減外形，且待機功耗低，還集成熱關(guān)斷、過流保護、欠壓鎖定等豐富的保護特性。

通過BLE無線電聯(lián)接APP進行調(diào)光控制：靈活、超低功耗

RSL10是超低功耗、極靈活的多協(xié)議2.4 GHz無線電，采用雙核處理器（ARM? Cortex?-M3處理器、32位Dual-Harvard數(shù)字信號處理DSP系統(tǒng)），支持BLE技術(shù)和2.4 GHz專有協(xié)議棧，深度睡眠模式下功耗僅62.5 nW，峰值接收功耗僅7 mW，其高能效獲行業(yè)最高的EEMBC? ULPMark評分。

RSL10評估板用于評估和開發(fā)基于BLE的應用，兼容Arduino，支持PMOD接口，具有板載J-Link用于簡單的調(diào)試，備用的板載串行線或JTAG（SWJ-DP）用于ARM? Cortex? -M3處理器調(diào)試，通過標準的0.1英寸header接入RSL10的所有外設，板載的4位電平轉(zhuǎn)換器將RSL10的I/O信號電平轉(zhuǎn)換為3.3 V數(shù)字邏輯電平，具有天線匹配和濾波網(wǎng)絡并集成PCB天線。

測試裝置

經(jīng)測試，該方案提供超低功耗，滿足嚴格的能效標準，且達2 MHz的高開關(guān)頻率實現(xiàn)較小外形，PWM調(diào)光范圍1%至100%，模擬調(diào)光范圍5%至100%，通過PWM+模擬的混合調(diào)光消除頻閃和可聞噪聲。

圖5：智能照明雙輸出調(diào)光方案測試裝置

總結(jié)

設計人員在開發(fā)智能照明調(diào)光方案時面臨能效、頻閃和可聞噪聲等挑戰(zhàn)，且需具備相應的通信技術(shù)專知。安森美半導體的該方案基于模塊化、可配置的原型平臺，簡化和加快開發(fā)，采用高能效的混合調(diào)光降壓控制器FL7760提供全調(diào)光范圍功能，配合行業(yè)最低功耗的BLE無線電評估板RSL10-002GEVB，解決上述挑戰(zhàn)，輕易實現(xiàn)高能效、超低功耗、無頻閃、無可聞噪聲的智能照明雙輸出調(diào)光方案。欲了解關(guān)于該方案的更多信息，請聯(lián)系安森美半導體高性能電源轉(zhuǎn)換及工業(yè)現(xiàn)場應用工程經(jīng)理莊偉君：W.K.Chong@onsemi.com。

責任編輯：gt