如何使用MCU构建智能恒温器 —— 通过7个步骤可实现目标!

1——一个有关想法和期望目标的短故事

由TI 系统工程师Britta Ruelander和Bhargavi Nisarga共同撰写

如何开始

当TI的超低功耗微控制器(MCU)业务起步时,我刚大学毕业,我发现我对于微控制器的特性和功能有很多疑问。我开始与更多有经验的同事定期讨论,以更好地了解MCU的功能及其典型用法。过段时间后,我意识到我可以分享我的学习经验,因此其他MCU新手可从我收集的信息中受益。而且,此博客系列是我与同事一起撰写的!

为什么又是一篇智能恒温博客?

我们想要专注于大多数人都熟悉的最终应用,但想要更好地了解如何使用MCU来实现。我们选择了智能恒温器终端应用程序,因为它涉及不同级别的细节和复杂性,同时仍处理基本的MCU特性和功能。智能恒温器应用的基本构件包括传感、处理、用户界面和无线连接,并且设计这些组件需要1所示的多个MCU功能之间的交互。本系列的后续博文将引导您完成不同的实施步骤,帮助您更好地了解MCU功能及其功能如何创建一个智能恒温器。

为什么要让恒温器更智能?

恒温器是家庭或楼宇自动化应用,其自动调节温度,或当温度达到某一点时激活设备。随着物联网(IoT)和网络连接设备的出现,智能恒温器的全新市场开启。智能恒温器不仅通过移动应用或网络浏览器实现远程管理和编程,而且还了解并适应用户的日常生活,并向用户提供能耗数据,以查看使用模式并进行调整,以显著节省能源费用。 

 

  

图1:智能恒温器的构建模块

 

阅读本博客系列您可以获取的信息有:

 

为了实现智能恒温器,您需要一些MCU的功能和选项的背景知识。这一系列的博文涵盖重要的实施步骤,将帮您设计一个有用的智能恒温器。

  • 第一篇博文(即这一篇)介绍了这个主题,能给以一个概览的形式帮助您了解整个过程。
  • 智能恒温器的核心是传感和数据处理。您能想象一个不能感知温度的恒温器吗?第二篇博文将展示一些关于感测的基础知识,通过外部传感器、模数转换器(ADC)、运算放大器和定时器实现。
    • 第三篇博文将讨论数据处理,并帮您查看一些有用的MCU工具,如直接内存访问(DMA)控制器和硬件乘法器。
    • 第四篇博文关于人机界面(HMI)。如何插入用户命令来控制或编程恒温器?如何连接到显示器,以便您看到收集的数据?
    • 我们称之为“智能”恒温器。但到目前为止,我们只介绍了一个正常和旧式的恒温器。您需要另外两个步骤让您的恒温器变得更智能:首先添加有线或无线连接。另一个“智能因素”是智能恒温器的行为,工作并自适应变化。很酷,不是吗?您将在我们的第五篇博文中学到如何做到这一点。
    • 是时候进行总结了。您离目标很近了。但让我们来看看底层MCU系统、时钟和能耗。难道您不想让自己的智能恒温器成为超低功耗应用吗?现在可能是时候谈论环境监测方面的内容了。因此不要错过我们的第六篇博文。
    • 最后但并非最不重要的是您一直渴望读到的第七篇博文。您实现了目标。您收集了有关“如何在MCU上构建智能恒温器”的信息。我们将结束此博客系列,并为您进行总结。但如何选择正确的MCU呢?阅读最后一篇博文,可了解如何相互区分它们。

谁能从此博客系列中受益?

如前所述,本博客系列对MCU新手有用,可帮助他们着手MCU项目。因此,若您刚刚开始开发并想深入了解MCU主题,此博客系列对您极其有用。即使您已经是一个高级用户,但您想了解“我如何将智能添加到我的应用程序?”或“如何使我的应用程序具有更低功耗?”时,此博客系列也可对您有所帮助。我们将在本博客系列的课程中专注于连通性、低功耗和智能设备操作。

您可获得哪些帮助?

作为总结,以下为我们的第一个博客条目的关键点:

  • 本博客系列旨在让您对MCU特性和功能有个基本了解。
  • 此博客系列认为智能恒温器是最终选择。
  • 智能恒温器的基本构件包括传感、用户界面、电源、控制和连接模块。
  • 以下六篇博文将提供使用MCU实现智能恒温器的分步指南。

 

敬请期待本博客系列的第二篇内容。

原文链接:

http://e2e.ti.com/blogs_/b/msp430blog/archive/2016/11/15/how-to-build-a-smart-thermostat-using-an-mcu-7-steps-to-make-it-happen

  • 看到这篇博文,回想起几个月前课程设计制作的恒温箱,有MSP432 MCU、温度传感器、发热丝功率驱动、蓝牙(CC2540)和一个开源的飞控上位机进行曲线显示,方便参数的调试,使用的集成的单总线ds18b20温度传感器,没有将片上的14位 sar-ADC用起来。还有就是博文中提到的“智能”控制,这个博文抛了玉,我更想了解一些关于这部分控制的MCU选型上的学问和传感电路的搭建、低功耗设计等问题,期待博主的再一次分析