智能传感器变送器在工厂自动化、生产过程用检测仪表和控制设备中得到了广泛的应用，用于测量温度、压力、流量、水平面和许多其他的过程变量。图 1 是现场变送器的方框图，其采用一个电阻式温度检测器 (RTD)、热敏电阻或热电偶来测量主要的变量。
图 1：针对过程控制应用的温度变送器方框图
该信号链路包括传感器模拟前端、微控制器 (MCU) 以及高精度模数转换器和数模转换器。
依靠 4-20mA 环路给智能传感器供电
虽然基本传感器变送器电路的 MCU 和数据转换器通常专为低工作电流而优化，但是高性能智能传感器应用中增加的功能导致了电流需求的升高。例如：当该电路包含了诸如隔离、校准和诊断、液晶显示器接口、或无线连接选项（如蓝牙低能耗或无线 HARTâ）等特性时，电流消耗将较大。
此类智能传感器系统将也许不能满足 4-20mA 环路的典型欠标度电流门限或…
工业系统设计师们通常会设计一种或两种标准化设备，从而使其产品具备特定的功能。例如，他们可能会使用一两种电源集成电路(IC)，通过5V适配器或单芯电池组等多种电源进行操作。也可能会使用通用运算放大器来放大或调节各种传感器发出的信号。标准化可以实现更多的设计重用，还能扩大人们实际使用的少数常用组件的容量，从而减少研发投入，在规模经济的作用下创造更大的价格优势。
当然，实现标准化需要解决的一大难题就是如何设计出足够灵活的设备来履行多种角色。对电源来说，要解决的是如何设计出既可供便携式应用的低静态电流(IQ)，又能够在输出纹波更重要时提供低噪声输出。这是一项难题，因为对电源来说，这两个目标本身就是相互冲突的。随着电子元件的尺寸不断缩小，尺寸也变得非常重要。但是，如此小的设备中能否承载足够的功能（专业IC引脚和空间）来匹配不同的应用呢？
有了iDCS-Control（即工业直接控制与省电模式的无缝衔接[iDCS]），当然能够实现这一目标…
这篇博文由Matthieu Chevrier和Giovanni Campanella共同撰写。
这些天，每天都有工业物联网 (IIoT) 使过程自动化或工厂自动化受益的新闻报道。当我们与行业利益相关方会谈时，将传感器集成到数据仓库中，以及网络安全方面的挑战是有可能推迟IioT快速发展的最关键方面。
要了解IIoT在将传感器集成到数据仓库时所面临的挑战，并且找到克服这些挑战的方法，让我们先回过头看一看，是什么是互联网和万维网如此成功。虽然万维网首次问世是在20世纪50年代，不过它的发展十分缓慢，并且只局限于大学研究和国防领域的应用。但是当Tim Berners-Lee定义了以下三个使互联网成为可能的原则时，一切都发生了变化：
这个创新型的思维方法推动了头两拨的互联网浪潮，即Web 1.0和Web 2.0。如图2中所示，作为第三波浪潮…
在规模和复杂程度不一的建筑物中，自动化系统正在变得越来越常见，其重要性也越来越高。便利性、安全和能效是推动住宅和楼宇产品智能监视和控制的关键因素。从照明到窗户百叶窗控制，到复杂的供热、通风和空调 (HVAC) 部件，以及电表计量/管理系统，住宅和商用楼宇配备了更加智能的自动化解决方案。每年，这一趋势都在促使全球范围内的厂商们在这个市场发布成千上万的产品。
一个典型的楼宇自动化系统由三个只要组件组成：传感器、一条通信通道和致动器。
一组传感器搜集和处理环境中的数据，根据这些感应信息，一条消息通过通信通道被传送给网络中由致动器进行操作的不同部分。
以烟雾探测器、入侵传感器和警报器组成的安全系统为例。只要检测到烟雾或者有人非法闯入住宅，警报器就接收到一条消息，并且发出巨大的声响。而最基本的要求就是这个警报器能够“听得懂”烟雾和入侵探测器发出的消息。你可以想象一下，如果厂商A生产的烟雾探测器使用的是通信协议A，而厂商B生产的入侵探测器使用的通信协议B…
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在工业应用中，传感器节点、工业仪表和控制面板上的机械按钮很容易落满灰尘，而越积越多的灰尘最终会导致设备故障。在工业环境中用电容触摸机制来替代机械按钮的人机接口 (HMI) 系统提供诸如更加时尚设计、易于清洁和不容易出现机械故障等优势。最新的电容触摸技术在解决某些工业HMI中最棘手难题方面向前迈进了一步。
抗扰度挑战
运行在工业环境中的电机、中继器和开关会在电力线中注入巨大噪声。这些噪声源会在测量信号中的波动与检测阀值相交时错误地触发一个器件。下面的图片显示了电容测量在噪声出现时会受到哪些影响。
借助于硬件中内置的多频率扫描和处理、展频调制、零交叉检测，支持电容技术的按钮会克服系统中噪声的影响。下面的图片显示的是用上面提到的技术所处理的干扰信号。
厚保护罩和手套问题
为了保护电子元器件不受危险和不洁净环境的影响，工业用面板经常具有一个厚玻璃或塑料保护罩。在不对保护罩进行钻孔的情况下，通常不太可能将机械按钮安装在所需要的地方…
几乎每一个便携式系统都需要一个3.3V电压轨。而对于那些由单节锂电池供电的系统，用户总会问到如何实现这个电源轨。将电池电压（通常情况下在3V至4.2V之间变化）升压至5V，然后将5V降压至3.3V，这会使电源经历双重转换。两次电源转换步骤的效率是这些转换步骤中每次转换的效率的乘积，所以，我所描述情况下的总体效率是比较低的。例如，如果升压转换器的效率为90%，降压转换器的效率为95%，那么总体效率只有85.5%。一定有一个耗能更低的好方法来生成这个3.3V电压。
使用TPS63025 降压-升压转换器系列可以在这些情况下提供更高效率。通过将效率大于95%的降压转换器与效率在90%以上的升压转换器组合在一起，基于不同的电池电压，转换效率可以达到95%或90%以上（请见图1）。降压-升压转换器不会对电源进行双转换，而是按照需要，运行为降压或升压转换器。随着效率的提高，温度上升下降，并且增加了电池的运行时间。
提到楼宇自动化，无线传感器网络（WSN）和物联网（IoT）在楼宇中的应用正变得越来越普遍。利用无线传感器网络可以为现有楼宇基础设施增加“智能”元素，无需担心在难以到达的区域进行额外布线和安装。
看着越来越多的传感器进入无线系统，我常常问自己，“在暖通空调、照明或楼宇安防系统中加装传感器的目的和理由是什么？”
四种重要趋势可帮助解答此问题：
本篇博客的第一部分将重温能源效率，这是在楼宇自动化系统加装传感器的一个重要趋势。
无论您是业主、房主还是租客，我们都关心节能和成本控制的问题。今天的楼宇使用大量的电网能源——然后浪费30%的电网能源1。通过创建一个使用传感器节点的智能楼宇，仅在必要时运行该楼宇的高功耗设备，从而节约能源、减少浪费，最重要的是可以为我们控制成本。
图1显示了一组商业楼…
作为一名工业自动化领域的从业人员，我目睹了工业4.0在一天内以不同的形式出现在我的身边：媒体覆盖、用户会议，以及其它与包括工程师和CEO在内的所有人的对话。不过，目前大多数与之相关的书籍和出版物使我更加困惑，而并没有告诉我其中的原因。在这篇博文中，我想要与你分享我对于工业4.0框架执行的一些真实想法—以及到底是什么原因使工业4.0的成功部署变得如此漫长。
谁需要用到工业4.0，它到底是何方神圣？
在制造业拥有竞争力需要对生产工艺的不断改进和提升。制造商可以使用信息技术 (IT) 来大幅提升效率和灵活性。对于产品生命周期透明且实时的了解可以帮助制造商构建工业4.0框架的骨干。在大数据云中运行分析有助于改进这一过程。
这个高级描述提出了一个关键问题：
对于来自生产车间的输入/输出 (IO) 数据的处理对于大数据分析来说太快了。图1显示了周期时间内的处理级…
很多原始设备制造商 (OEM) 已经习惯于依赖现场可编程门阵列 (FPGA) 或ASIC技术来完善现成可用的产品所不支持的功能。
这些功能中的其中一个就是与工业用伺服器和AC逆变器驱动中的位置传感器相对接。使用FPGA和ASIC来支持位置传感器反馈，增加了系统成本，并且增加了不必要的开发复杂度。由于这个最新功能，开发人员必须花费额外的时间和精力来编写复杂代码，而不是专注于产品的差别化，以及内核在电机控制和运动控制方面的能力。此外，FPGA和ASIC均提供相对固定的实现方式，在无需重新设计的同时，在多个应用中也缺乏可扩展性。
如果有一款解决方案能够简化系统、节省电路板空间和开发工作量，使开发人员无需在业内非差别化特性开发方面做出不必要的投入，那么结果又会怎么样呢？
通过使用C2000™ Delfino™ TMS320F28379D/S MCU和DesignDRIVE位置管理器技术，设计人员能够避免这一难题…
许多医疗、过程控制和工业自动化应用都需要精确温度测量来实现其功能。电阻式温度检测器（RTD）在这些精确温度测量中通常用作传感元件，因为它们具有宽泛的温度测量范围、良好的线性度以及卓越的长期稳定性和可复验性。RTD是由金属制成的传感元件，在工作温度范围内具有可预测的电阻。可通过RTD注入电流并测量电压来计算RTD传感器的电阻。然后可基于RTD电阻和温度之间的关系来计算RTD温度。
本文由三部分组成，第1部分讨论了比例型三线测量系统的原理和优势。在第2部分，我们将励磁电流源失配的影响与其它误差源的影响进行了比较。在第3部分，我们提供了解决方案，以便最小化或减轻励磁失配的影响。
Pt100 RTD概述
Pt100 RTD是一种铂质RTD传感器，可在很宽的温度范围内提供卓越的性能。铂是一种贵金属，作为常用的RTD材料具有最高的电阻率，能实现小尺寸的传感器。由铂制成的RTD传感器有时被称为铂电阻温度计或PRT。Pt100…
我想后面的情景一定在你身上发生过：一天早上，工程经理找到你并对你说，“我们需要将连通性添加到产品‘x’中，不过，为了使功能有所增加，我们不想改变产品‘x’中的电路。”如果现有系统已经具有到主机处理器的通用异步接收器/发射器 (UART) 的话，那么就可以很轻松地增加Wi-Fi了。
TI已经创造出一款针对24VAC供电的UART至Wi-Fi桥接的参考设计，它的目标应用是楼宇自动化和HVAC系统。这款设计特有一个低功耗SimpleLink™ Wi-Fi CC3200无线MCU来实现互联网连通性。这个设计还包含一个电源部分，这个电源可以与HVAC应用和恒温器中常见的24 VAC系统一同使用。此设计可以与具有3.3V或5V逻辑电路的系统对接。
TIDA-00375参考设计的表现形式为一个无线桥接。（请见图1）包含在这个设计中的软件，使用一个由外部接入点提供的Wi…
无刷DC电机（BLDC）在传统上被看作高端DC电机类型，通常是为具有高性能或高效率要求的系统准备的。但随着电机驱动系统集成度变得越来越高且控制解决方案现成可用性变得越来越强，系统设计人员发现推行BLDC电机解决方案以获得性能和效率优势比以往任何时候都更简单。为了支持这一趋势，TI正在提供优质开发工具，目的是帮您快速让BLDC电机旋转，同时最大限度地降低开发成本。
在此前的一篇文章中，笔者讨论了LaunchPad™开发套件加BoosterPack的方法 —— 该方法基本上需要一个微控制器（MCU）LaunchPad套件再添加一个外设BoosterPack，从而允许您评估MCU、外设和整个系统。
这种组合可让您为自己的电机系统跳过成本高昂且耗费时间的设计、布局和调试测试板的步骤。该套件使电机系统设计人员能连接电机并立即开始评估电机、驱动器和控制器性能。图1展示了一个直接连接到该套件的标准三相BLDC电机…
欢迎回到“如何选择合适的工业以太网标准”的第二部分，这个博客系列主要针对那些已经决定在他们的系统中利用工业以太网优势的工程师们。这个系列将涵盖数个常见的工业以太网通信协议，以帮助你为应用选择最佳的标准。你也可以阅读上一篇关于Sercos III的博文。
在这一部分中，我将详细介绍EtherCAT、它的终端应用，以及它的工作方式。
德国倍福自动化公司 (Beckoff Automation) 发明了EtherCAT。自从2003年以来，它一直处于EtherCAT技术组 (ETG) 框架之下，而EtherCAT技术组是一个由大约2600家成员公司组成的工业现场总线组织。
EtherCAT常见于工厂自动化、半导体工具、包装机器人技术以及其它应用领域。我最喜欢的一个非工业应用示例就是迪斯尼内的水舞水幕秀，其中由EtherCAT来控制灯光显示。
在技术层面，EtherCAT是如图1中显示的主从网络架构。EtherCAT从器件具有2个以太网连接器…
工业4.0是一个术语，描述了虚实融合系统对工厂产生革命性影响的展望。在近期的一篇与这个概念有关的德文文章中，我讨论了到目前为止，工业革命如何成为全新数据管理与新能源支配和使用的组合产物—而正是这个能量采集为工业4.0的运行提供了源源不断的动力。由于针对成功能量采集的最佳做法没有得到很好地分享，限制了这些设计的成功率，我将在本篇博文中分享这些最佳做法中的一部分。
我经常被问到一个问题，那就是设计一个最佳能量采集系统的诀窍是什么。在这篇博文中，我将讨论在能量采集设计方面，设计出一个“熊”系统要比设计出一个“树懒”系统更重要。
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能量采集系统的秘诀就是要与熊很相似，熊能够：
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随着物联网 (IoT) 不断占领于我们的住宅和办公场所，我们会发现越来越多的电器和系统集成了电子元器件，而且我们能够在世界上的任何一个角落访问这些电器和系统。不过，由于有如此之多的设备被连接到我们的住宅和办公室，我们消耗了难以计数的待机电能。我们怎样才能使恒温器、大门、门铃、安防系统和电视更加高效，而同时又不会对连通性产生任何影响呢？如果我告诉你一个简单的线性稳压器就可以实现这一功能，你会相信吗？下面的内容给出了答案。
LDO能带来更高的功效
我们生活和工作场所中的很多设计严重依赖于传感器来提供精确功能。这些传感器中的很多都需要解析小数温度、检测少量的化学品或气体，并且测量极少量的液体。由于效率对于感测很关键，我们需要集成一个开关模式电源 (SMPS)，以实现80%以上的效率。遗憾的是，在集成开关稳压器时，会生成电压摆动等外部因素，对传感器的功能产生负面影响。
通常情况下，我们在SMPS的输出上添加一个LDO来解决这个问题…
电机能量回馈问题是一个发生在电机驱动系统中的常见问题。许多设计人员不得不选择相当于额定电压水平两倍的电机电源电压（VM）等级，这会增加系统成本。幸运的是，如果您能先估计泵升幅度，您就可以选择恰好的VM裕度。在本系列（专门针对常被问到的问题）的第一篇文章中，Nicholas Oborny就如何阅读电机驱动器产品说明书提供了意见。今天，通过介绍一种估计泵升水平的方法，笔者将继续谈论这个话题。
VM泵升波形
图1展示了在减速过程中由能量回馈引起的典型VM泵升波形。当输入PWM（脉宽调制）占空比从99％变为70％时，VM电压从24V被泵升至32V。（在TI电机驱动器装置DRV8840上进行的测试，DRV8840是一种5A的有刷直流 (DC) 电机驱动器。）
图1：再生电能现象和VM泵升现象
泵升机制
在这里我们需要一些DC/DC电源管理背景资料以了解泵升机制。因此，让我们来看看典型的降压 — 升压电路是如何工作的…
论坛是因特网的一些伟大副产品。它们为人类提供了一种简单的途径来分享想法、提出问题并对多得令人难以置信的各种话题进行讨论。
我们创立了TI E2E™社区，将它作为这样一个地方：工程师可来此直接向设计TI器件的工程师咨询与这些器件相关的技术问题。身为TI电机驱动器负责组的一名应用工程师，笔者经常查看电机驱动器论坛内容，以解决各种问题并对讨论发表意见。
在这个由五部分组成的博客系列中，笔者将重点介绍自己在TI E2E论坛看到的一些最常被问到的问题并集中讨论如何着手解决它们。
通过查看器件产品说明书，论坛上的许多问题都可迎刃而解。带“阅读手册”字样的导航标可从不同行业的许多名称旁经过，不过它的意义是完全一样的。虽然这听起来很简单，但知道如何浏览产品说明书能让您快速找到自己需要的信息。因此，让我们纵览一下TI电机驱动器产品说明书中一些较重要的部分。
首页
该产品说明书的首页能让您对该器件能做什么以及它是否适用于您的系统有一个大概了解…
如果你曾经寻找过一款德州仪器 (TI) 器件，那么你就很有可能看到过图1中显示的工具。这个产品选择工具功能强大，能够帮助你快速审查数百种器件。
图1：产品选型工具
不过，俗话说得好，无用输入会带来无用输出。所以理解所寻找器件的不同技术规格是找到合适器件的关键。在我们这一期的电机驱动论坛问答中，我将主要来谈一谈最容易被误解的电机驱动器技术规格：驱动器电流额定值。我还将检查2个驱动电流参数，即峰值输出电流和均方根 (RMS) 输出电流。
峰值输出电流是在不考虑器件及其封装的热限制情况下，电机驱动器能够传送的最大电流。这个限值通常由电机驱动器的过流保护 (OCP) 来设定（图2）。
图2：OCP限值（峰值输出电流）
DRV8840数据表中的保护限值示例
在尝试汲取的电流大于OCP的限值时，将导致驱动级关断。峰值输出电流限值的一个例外情况是，电机驱动器将在OCP抗尖峰脉冲定时器期间，在允许短时间的较高电流。抗尖峰脉冲定时器可以确保开关或输出电容器的噪声不会触发OCP…
工业用电源设计工程师们面临着众多供电挑战；其中一个主要难题就是输入电压范围的大幅变化。其中的原因有很多，其中就包括设计对远距离的支持。例如，工厂会有一条在整个建筑内进行传输的主电压轨。由于阻抗、以及感应电压和连接至电源不同位置的设备所导致的噪声，或者大型电感和电容元件所引起的重度负载，这些长电压轨会产生压降。
图1.宽输入电压 (Vin) 低噪声3输出降压转换器参考设计
图1中的参考设计是一款具有3个低噪声输出的单输入降压转换器。这个模块使用的是LM43603，一款易电源 (SIMPLE SWITCHER®) 同步降压DC/DC转换器，此转换器能够在输入电压介于7V至36V范围内时驱动高达3A的负载电流。LM43603的5V输出能够驱动LM26420 DC/DC稳压器（请见图2），进一步将输出电压降低至1.8V到2.5V的区间内，每个输出能够驱动1A的负载电流。这个电源适用于那些需要由单输入DC电压生成多个输出的应用…
客户和同事经常向笔者问及工业以太网的用途（它在哪里使用），尤其频繁问及许多不同工业以太网标准的优势。
这个全新的博客系列主要面向那些决定在自己系统中使用工业以太网的设计人员。笔者将谈论几种常见的工业以太网通信协议。这可能会帮您更好地选择最适合您应用的标准。
工业以太网适用于工厂自动化与控制、流程自动化、楼宇自动化以及许多其它工业应用。和标准以太网相比，工业以太网的优势之一就是确定性实时数据交换和不到1ms的同步周期时间。
有超过20种工业以太网协议被作为标准进行了部署并在工业应用中使用：这些包括EtherCAT、Sercos III、PROFINET、EtherNet/IP和以太网Powerlink。为什么会有如此多的标准可供选择？原因是工业设备的每家制造商似乎都知道要求通过以太网进行实时数据交换更好一些，并已根据它们对过去串行现场总线领域的了解制定了自己的标准…
TI的多协议解决方案提供了一个简单方法，可以连接至具有自身通信协议的业内领先PLC系统
我们全都听到过，未来的世界将是一个充满自动化的世界，而在用户端，我们看到大量的产品，从智能恒温器到智能汽车，而在后端制造方面，我们拥有了越来越智能的生产设施。这些智能工厂的目的在于尽可能提高生产工艺的效率和灵活性。处于领先地位的工业自动化公司已经开发出属于他们自己的工业以太网协议，来定义自动化产品的生态系统。这个生态系统由互联传感器、工业驱动和可编程逻辑控制器组成。这些互联设备中，形成智能工厂基础的核心是处理数据的实时通信，而这通常被称为工业通信。
目前，在实现智能工厂方面，最大的挑战就在于多种复杂的工业通信协议。时间都花费在获得一款简化设计过程方面，而这个过程为工业终端设备的生产和供货提供一个简单方法。具有一个支持实时确定性工业以太网的可编程内核，可以使用户最晚在终端设备部署阶段再决定使用哪个协议与行业领先的自动化系统进行通信。
…德州的奥斯汀市有很多吸引人的东西—音乐、技术和美食，数不胜数。但是对于夏天来到这里的访问者来说，有一点是绝对不容错过的。每天黄昏，超过3百万只蝙蝠从市内的一座桥下飞出来，飞过一个小湖泊，一直向东，要吃掉数吨的蚊子和飞虫。看着乌压压黑云一般的蝙蝠向远方飞去真是机会难得，不容错过。
蝙蝠用回声定位进行捕食的能力一直使我感到惊讶。令人惊讶的是，人类现在刚刚开始使用很相似的技术来改善我们的生活。而这篇博客将介绍我们如何使用超声波感测来更好地感知我们的世界。具体来说，我们将讨论在液体中使用超声波传感器来测量液面水平、密度和成分。
在推动我们的世界向前发展的技术领域，液体类型识别和水平面感测已经被使用了数十年。车辆可能是脑海中呈现的第一个示例，但是其它应用也不胜枚举。环境测试设备、采矿应用和大量的工业处理取决于对液体水平面、组成成分和密度的准确测量…
随着物联网 (IoT) 的不断延伸，对于无线传感器节点的需求也在不断地增长。在IoT网络中集成了很多不同的传感器类型：温度、湿度、压力和环境光，不胜枚举。随着在IoT网络中增加感测功能的需要不断增加，传感器节点的电池使用寿命也变得越来越重要。
比如说，如果要通过安装无线传感器节点，把一幢商用建筑变为智能楼宇的话，我们可以想象得到的是，也许需要安装数千个无线传感器节点来与不同的设备进行链接，如恒温器、烟雾和火灾检测器，以及诸如此类的设备。由于不可能为每个节点铺设供电线路，所以必须使用电池来充当电源。然而，为所有这些无线传感器节点更换数以千计的电池可是一项大工程。
为了降低与电池养护相关的成本，并且减少与之相关的工作量，确保每个无线传感器节点具有尽可能长的电池使用寿命也就变得很有必要了。大多数常见无线传感器节点采用占空比的方法来延长电池寿命。在这种运行机制中，节点加电，记录传感器的测量值，将数据无线发送至中央集线器或网关，然后自行关闭…
物联网，或称为IoT，是一项能够在多种市场和应用领域提供全新用例和服务的技术。当人们想到IoT时，浮现在他们脑海中的往往是家庭或个人应用，但实际上，IoT互联产品也将在智能制造、智能城市、汽车、楼宇自动化和健康医疗领域发挥作用。
当有越来越多的传感器和设备被连接至云端时，工业用IoT在提供服务方面拥有巨大潜能。由于IoT与机器对机器 (M2M) 连通性不同，所以一定不要将二者混为一谈。传统上，M2M基于处于封闭环境的专有技术，而IoT提供一个开放式环境，并且充分利用标准互联网可访问性和服务—在这一点上与大家对互联网的使用是很相似的。这样的开放程度可以使气体传感器在出现问题时给操作员在推特上留言或发信息，而对于工业终端设备来说，可以利用一个普通公共数据库来查看这个终端设备相对于行业基准的运行性能如何，而这些在专有M2M系统中实现起来就不会这么简单且直接。
在更高级别上，IoT正在提高效率（比如说能源、制造、养护维修等…
模拟
汽车
DLP® 技术
嵌入式处理
工业
电源管理
