如何使用傳感器開發(fā)板加快您的設(shè)計速度

如果您的 IoT 應(yīng)用需要各類傳感器和強(qiáng)大的 IoT 連接處理器，以及通往工作原型的快速通道，那么 TE ConnecTIvity （TE） 的傳感器夾層板和 SD 600eval 是絕佳的解決方案。

簡介

傳感器是物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 的眼睛和耳朵。沒有傳感器，推動對于 IoT 應(yīng)用至關(guān)重要的大數(shù)據(jù)分析的信息從何而來？環(huán)境傳感器幫助推動智能建筑內(nèi)的節(jié)能加熱和散熱，而大型農(nóng)業(yè)應(yīng)用試驗中測試濕度和土壤條件使用的傳感器則推動有效的植保、害蟲檢測、收割乃至運(yùn)輸。將傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿有聵I(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)模型的機(jī)會不斷增長，因此，將您的全新理念率先投入市場可能是新 IoT 產(chǎn)品取得成功的最重要元素。

加快上市時間的最佳途徑之一是使用具有工作碼的現(xiàn)有開發(fā)硬件以及高級操作系統(tǒng)和應(yīng)用支持。對于 IoT 應(yīng)用，這通常意味著獲取已經(jīng)運(yùn)行 Android、Linux 或 Windows IoT Core 的標(biāo)準(zhǔn)處理器板。與主處理器板兼容的具有廣泛傳感器功能（環(huán)境和定位）的傳感器擴(kuò)展板，將提供您用于開發(fā)應(yīng)用的完整系統(tǒng)。使用Arrow SD 600eval 處理器板和 TE ConnecTIvity （TE） 傳感器夾層板可能就是您以打破紀(jì)錄的時間開發(fā) IoT 解決方案的那個解決方案。

使用傳感器開發(fā)板加快您的設(shè)計速度

啟動設(shè)計的最快途徑之一是開始使用承載您的設(shè)計所需的傳感器的開發(fā)板。這樣您可以在拿到目標(biāo)硬件的最終形狀大小之前盡早開始軟件開發(fā)。隨著開發(fā)套件標(biāo)準(zhǔn)形狀大?。ㄈ缙占暗?96board 標(biāo)準(zhǔn)）的增加，找到擁有復(fù)雜的 IoT 應(yīng)用所需的處理能力、板載存儲器和外圍組件集的主板（如 Arrow SD 600eval）要容易很多。TE 的傳感器屏蔽開發(fā)板（下方圖 1 所示）在兼容 96board 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)形狀大小下容納了三個流行的傳感器設(shè)備：

圖 1：TE 的傳感器屏蔽開發(fā)板（圖形來自夾層 PDF 文件）

可用于 TE 傳感器屏蔽的傳感器包括 MS8607 壓力、溫度及濕度傳感器、TSYS01 溫度傳感器和 KMA36 旋轉(zhuǎn)和線性位置傳感器。這些傳感器使用標(biāo)準(zhǔn)串行接口，這讓它們能夠輕松連接到微控制器，此外還擁有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所需的理想的高級功能。

緊湊型 MS8607 組合傳感器

在很多 IoT 應(yīng)用中，小尺寸和低功耗是重要要求。以小封裝提供壓力、濕度和溫度的組合傳感器可能是限制尺寸和功耗應(yīng)用的理想選擇。TE MS8607 使用超小的 5 x 3 x 1 mm QFN 封裝（下方圖 2 所示），不僅外形緊湊，而且提供廣泛的工作范圍：10 到 2000 mbar 壓力，0% RH 到 100% RH 濕度和 -40 到 85 oC 溫度。此外，TE MS8607 還為 0.016 mbar、0.04% RH 和 0.01 oC 的常見 IoT 應(yīng)用提供了出色的分辨率。電源電壓工作范圍廣泛，從 1.5V 到 3.6V，支持低功耗運(yùn)行。I2C 串行接口可以將 MS8607 輕松連接到標(biāo)準(zhǔn)微控制器。

圖 2：緊湊型 TE MS8607 組合傳感器（5 x 3 x 1 mm QFN 封裝）

高分辨率壓力功能與高壓力、濕度和溫度 （PHT） 線性結(jié)合，使 MS8607 成為環(huán)境監(jiān)測（如智能電話、平板電腦和 PC 的測高儀），以及 PHT 應(yīng)用（如供暖、通風(fēng)和空調(diào) （HVAC）、氣象站、精確 3D 打印機(jī)、家用電器和加濕器）的理想之選。MS8607 采用久經(jīng)考驗的廣泛應(yīng)用了十幾年的 MEMS 技術(shù)制造。

高精度 KMA36 旋轉(zhuǎn)和線性位置 IC

位置傳感可能是機(jī)械元件（如馬達(dá)、閥門或機(jī)械手臂）控制復(fù)雜流程的工業(yè) IoT 應(yīng)用的關(guān)鍵要素。在這些應(yīng)用中，非接觸式操作、高精度、耐磨性和環(huán)境變化容差通常也是重要要求。TE KMA36 是具有高可靠性、高精度、通用磁性的位置傳感器 IC。其提供精確的旋轉(zhuǎn)或線性測量，分辨率高達(dá) 0.04 度，使用 13 位。如下方圖 2 所示，它將磁阻元素與模數(shù)轉(zhuǎn)換器和信號處理功能相結(jié)合，完全集成到標(biāo)準(zhǔn)的小型 TSSOP 封裝中。

圖 3：TE KMA36 高精度 KMA36 旋轉(zhuǎn)和線性位置 IC 結(jié)構(gòu)圖

在精度至關(guān)重要的應(yīng)用中， TE KMA36 使用的各向異性磁阻 （AMR） 技術(shù)能夠在不進(jìn)行機(jī)械接觸的情況下，360° 全方位準(zhǔn)確確定外部磁鐵的磁偏轉(zhuǎn)，以及磁極長度為 5 mm 的磁極帶的增量位置。睡覺和低功耗模式以及 I2C 自動喚醒功能，讓 KMA36 成為基于電池的應(yīng)用的絕佳選擇。位置數(shù)據(jù)可以通過 PWM 或數(shù)字 I2C 通信總線為獨(dú)立操作或基于微控制器的應(yīng)用傳輸。可編程參數(shù)為用戶提供廣泛的配置選項來簡化進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。由于機(jī)械容差、溫度變化或熱應(yīng)力，KMA36 幾乎對磁力漂移沒有感覺。其免保養(yǎng)運(yùn)行和高帶寬有助于穩(wěn)定的實(shí)施，即使是在惡劣的工業(yè)環(huán)境下。

TSYS01 高分辨率溫度傳感器

在很多工作 IoT 處理應(yīng)用中，精確的溫度測量至關(guān)重要。在某些工業(yè)流程中，哪怕只是一個微小的溫度差異就有可能意味著成功和失敗的差別。在某些工業(yè)流程中，操作員的安全取決于這些精確的測量，這使精確度和穩(wěn)定運(yùn)行變得更加重要。TE TSYS01 是一款單芯片、高分辨率的溫度傳感器。它內(nèi)含溫度傳感芯片和 24 位 σ-δ 模數(shù)轉(zhuǎn)換器。24 位數(shù)字溫度值與內(nèi)部工廠設(shè)置精密校準(zhǔn)值相結(jié)合生成高度準(zhǔn)確的溫度讀數(shù)和高測量分辨率。TSYS01 可以使用 I2C 或 SPI 接口接入任何一個微控制器。微控制器通常用于基于仿真數(shù)字轉(zhuǎn)換器值和校準(zhǔn)參數(shù)計算溫度結(jié)果。

使用 SD 600eval 板連接到云

傳感器收集數(shù)據(jù)后，您可能需要進(jìn)一步處理數(shù)據(jù)，將結(jié)果與閾值目標(biāo)進(jìn)行比較，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)交谠频拇鎯M(jìn)行“大數(shù)據(jù)”分析處理。從運(yùn)行良好的工作工廠獲取的傳感器數(shù)據(jù)可以用于預(yù)測機(jī)械磨損以及預(yù)防發(fā)生回線故障（舉例）。如果可以向所有客戶工廠使用的每一臺馬達(dá)的馬達(dá)制造商提供數(shù)據(jù)，制造商則可以將所有數(shù)據(jù)整合，然后進(jìn)行更詳細(xì)地分析?；蛟S，馬達(dá)制造商還可以將分析結(jié)果作為一項服務(wù)出售給工廠廠主，來幫助指導(dǎo)保養(yǎng)和維修活動。對傳感器分析數(shù)據(jù)的使用為之前只銷售產(chǎn)品而不出售知識的公司開啟了全新的業(yè)務(wù)模型和收入來源。

若要將 TE 傳感器板收集的數(shù)據(jù)連接到云，需要使用處理器基板。為快速設(shè)計原型并證明設(shè)計效果，使用相同 96board 連接外形大小的基板是理想之選。Arrow SD 600eval 板（下方圖 4 所示）使用非常緊湊的 96board 標(biāo)準(zhǔn)，但同時還提供出色的處理能力、互連選項（包括 Wi-Fi）和出眾的板載存儲器，擁有使用云連接的穩(wěn)定傳感器處理平臺所需的一切。

圖 4：SD 600eval 以小巧外形支持 Android 和 Linux - 大概一副撲克牌的大?。▓D形由 Arrow 友情提供）《見用戶手冊第 6 頁》

SD 600eval 的處理能力基于用于各類手機(jī)和連接應(yīng)用的流行的 Snapdragon 處理器。使用 Snapdragon 四核處理器讓 SD 600eval 可以運(yùn)行 Android 和 Linux，支持最廣泛的連接可能性。板載 2GB LPDRAM 和 16GB eMMC 存儲使其能夠高效運(yùn)行這些操作系統(tǒng)。使用雙頻 2.4 GHz 和 5 Hz WLAN 802.11a/b/g/n/ac、藍(lán)牙 4.x + BR/EDR + BLE 和 GPS（通過外部或板載天線提供）的連接能力超群。此外還支持千兆以太網(wǎng)和 SATA 連接。

擁有 4 路 MIPI 攝像頭串行接口 （CSI）、2 路 MIPI CSI 和 1080p HD 視頻回放的多媒體功能令人印象深刻。音頻處理包括采用 ECNS 和 Audio+ 后處理的 PCM/AAC+/MP3/WMA。兩個 USB 2.0 A 類連接器（僅托管模式）和一個 OTG USB 2.0（經(jīng)由 Micro AB）提供額外的連接選項。 60 針高速連接器和 40 針低速連接器使其可輕松擴(kuò)展。

硬件功能出色，使用配備的軟件可直接從應(yīng)用程序輕松訪問所有硬件功能。使用 Android 或 Linux 以及可用驅(qū)動器、框架和應(yīng)用程序接口 （API），開發(fā)變得輕松簡單。大量用戶指南、板支持包（源代碼和二進(jìn)制代碼）、引導(dǎo)裝載程序和安裝程序讓您的開發(fā)在起跑線上就領(lǐng)先一大步。

總結(jié)

如果您的 IoT 應(yīng)用需要各類傳感器和強(qiáng)大的 IoT 連接處理器，以及通往工作原型的快速通道，那么 TE 的傳感器夾層板和 SD 600eval 是絕佳的解決方案。使用下方參考部分提供的鏈接從 Arrow 訂購您需要的 SD 600eval 和 TE 傳感器。別再猶豫，立即開始！