“超省电”设备的电源管理之三：智能化传感器设计

时间： 2019-09-05 来源：Silicon Labs

技术问答

导语：最近，针对电池供电的无线传感器节点如何实现能耗节约、如何进行电源管理，SILICON LABS微控制器和无线产品区域市场营销总监Matt Saunders先生特撰写了一篇题为“‘超省电’设备中的电源管理”的技术文章，从MCU的选择、无线协议选择、数据加密设计、传感器内置信号调节功能、简化系统本身供电，以及采用电源管理集成电路（PMIC）等多个方面，详细分析了如何为无线传感器节点应用实现能耗节约，从而为“超省电”设备的设计人员提供全方位的电源管理策略。今天世强要向大家分享的是““超省电”设备中的电源管理”系列文章四篇中的第三篇“智能化传感器设计”。

智能化传感器设计更省电

就可使用在我们节点示例中的传感器而言，许多传感器选择都是可行的，从光、环境，到运动传感器。传感器的选择最终是由你要测量什么而决定。在我们的例子中，我们将选择环境光强度测量。有几个选项用于测量环境光，以分立感测组件开始，它们可以被设计实现非常低的功耗，但是这种方法把信号的调节和处理负担放到了MCU上。其结果是MCU将需要在更长的时间周期内处于活动模式；更多外设将保持活动状态，例如模数转换器（ADC）等，从而整体系统功耗将会上升。可选的另一种选项是使用内建智能的环境光传感器，如图1所示。

图1：具有内建信号调节功能的环境光传感器

把信号调节内建到传感器中提供了一些显著优势。被发送到MCU的数据将是可被应用快速且容易解释的相关数据，这意味着MCU能够尽可能长地保持休眠状态。有预调节过的数据发送到数字接口，例如SPI或者I2C，也意味着MCU能够比使用自身ADC更有效地收集数据。虽然这个示例中指定了环境光感测，但是许多其他传感器有类似的实现方式，包括内建的智能且能提供数据给主机MCU，这些能够即时的实现降低整体系统功耗的目标。

超低功耗型设备应用中最后的设计考虑是简化系统本身供电。依赖于应用中使用的电池类型，如果需要比电池所提供更多的电压或电流，通常需要升压转换器或者升压开关调节器。例如，如果你正在使用1.5V单节纽扣电池，但是需要为MCU产生3.3V供电，那么当考虑整体设备电源管理时，你需要考虑支持这个功能。因此在这里的慎重选择可能再次对系统的整体功耗产生重要影响。大多数可用的升压转换器消耗大约5-7µA电流，但是如果设备大多数时间处于休眠模式，那么这将是一项沉重的负担。现在已经有具有1µA功耗甚至低至150nA的升压转换器（同时维持高升压效率）供选择。

想了解更多“超省电”设备的电源管理文章请点击下面链接。
“超省电”设备的电源管理之一：选对 MCU

“超省电”设备的电源管理之二：慎选无线连接组成

“超省电”设备的电源管理之四：降低整体系统功耗的PMIC

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 160
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（160）

aran Lv7 资深专家 2018-12-29

推荐一下智能化传感器设计器件优选方案？
- 螳螂猫回复：世强代理的智能电表器件优选器件方案：https://www.sekorm.com/doc/1062564.html
  查看全部1条回复
王韩 Lv3. 高级工程师 2019-11-27

学习
曾子 Lv5. 技术专家 2019-11-25

学习
31648803 Lv4. 资深工程师 2019-11-22

学习
艾玛电子 Lv7. 资深专家 2019-11-19

学习

ttsagy Lv6. 高级专家 2019-11-16

学习了
eric陈 Lv7. 资深专家 2019-11-14

学习了
Fiona Lv5. 技术专家 2019-11-13

学习了
小平 Lv6. 高级专家 2019-11-10

学习
落地生根 Lv7. 资深专家 2019-11-09

学习

展开更多评论

可与RTDs精度媲美的温度传感器，温度测量的不二选择

Silicon Labs的Si705X，已经可以提供与RTDs级别的精度，并且无需外部BOM。

器件选型发布时间 : 2016-10-07

华润微电子（CRM ICBG）功率IC/智能传感器/智能控制电路选型指南

目录- 产品简介和公司介绍功率IC 电源管理IC LED驱动IC BMS IC 无线充电IC 电机驱动IC 音频功放IC 显示驱动电路智能传感器 MEMS传感器消防传感器光电传感器计量、检测电路智能控制人机交互MCU 计量计算MCU 通用性MCU 其它电路

型号- PC817X,CS54133,CS54134,CS9603EA,CD4069,CS7124,CS9303,PT4123CB,CS7126,CS7128,CS5764M,CS9603EF,CW78DXX,CS0765LZ,HK814X,PT4515BEH,PT4211,PT4515BEK,CS5752A,HK212-A8L,PT4515BED,CS57D03,CS2109(G2),PT4515BEF,CS88M303,CS54123,HK816X,PT4519CD,PT4519CB,PT4126HD,CS6018,PT4126HC,HK211-A4L,CS7138,PT4209,PT6605S-BA,CS32ME102C4,CMP500A,HK218-D6L,CS42273,PT4519CT,PT4561,CS77P21,PT4568,PT4205,PT4567,CS7196C,PT4566,CS2109(G3),PT4565,CS810J,CS77P22,CS810L,HK817X,CS77P23,CS810M,CS77P25,CS810R,CS810S,CS810T,CS4563D,CS6126,CS6125,PT4119,PT6305-AB,PT6605S-AA,PT6305-AC,PT6605S-AB,HKP3532,CS6061S-001,HKP3531,CS5762M,HKP3530,PT6305-AA,HK211-S8L,PT4115,CS6051-001,CS8002,HKA5816XX,CS36J52,CS2171ALO,CS1629D,CS1629C,HKA5833,PT4556NH,CS1629B,PT4556NK,CS1629A,PT4556NJ,CS62083,HKP3556,PT4556NL,CD8227,CS6112S-009,CMPO2MA,CS6588,PT6303-AA,CD7266,CD7388,PT6303-AC,PT6303-AB,PT6303-AE,PT6303-AD,PT6303-AF,CS6080VA-003C,CF393,HK212-A4L,CS16620B,CS7138M-D51,PT4556MJ,CS32F602C4,PT6303-BA,CD7377,CD7378,CD7379,CS6080-002B,CD6283,PT4556NG,PT4556NF,CD6282,PT4125,CF258,CD1619,CS77P67,CS77P68,CS88M310,CS88M312,CD2822,CS4268,CS4269,CS4267,CS4265,CS93F550,CS6562,CS102MD60C4,HK211-S4L,PT6303-CA,CS88F310(G2),PT4271,CS53P89B,HK212-S8L,CS7197,CS1618A,CS77P25Y,CS5227,HK211-D8L,CMP700G,PT4558TG,PT6304-AD,PT6304-AC,CS2077,CS98E373,PT4121E,CS98E370,CD1517,DPM10C60DG,CF358,CS1659,CS2105-S10,HK214-A8L,CS1658,PT4556JS,CS2105-S12,CS3835,CD1875,CS3830,CS1650,CS2116H,CS2116B,PT6010-AB,CS2116A,PT6010-AA,CS77P66B,PT6605-AA,CS6088Y,PT6605-AB,CS2170ALO,CS3708,CS4916,CS3825,PT6010-BA,PT4515BH-BT,CS1640,CS3820,CS1642,PT6302-AA,CS6068-003B,PT6302-AB,CS45M93C,PT4606,DPMO3T60CM,PT4123C,PT4123E,PT4115B,CS2112(G2),CS3818,PT4556LS,CS1637,CS3817,CF339,CS3815,CS1638,PT4562X,CS57103,CS3810,CS1635,PT6303SADS-B,CS57106,CMPO10G,PT6302-BA,PT4514,PT4519,HKA5825-02,HK212-D8L,HKA5825-01,CS6083,PT4211B,CS3809,CS3808,CS3805,CS53P88,CS53P89,CS6102-002,CS1628,PT4556KS,PT6010-DB,PT6010-DA,HK211-D4L,CS88MB11EN,HK212-S4L,CS1620,CMP040,PT6605DW-AA,CMP150A,CS53P90,DPM10T60CG,HK214-A4L,CF4558,CS1618,H1LLX,PT6605M-AD,PT6605M-AB,PT6605M-AC,PT6605M-AA,HKA5813-02,CS5755S,HKA5813-03,HKA5813-04,CW1117,CS2107-M22,CS9502,HKA5813-01,PT4538,PT4515BEH-BT,PT4556FS,CS53P82,PT4558ENS,CF324,CS5755A,PT4126DF,CS5754S,CS2240GO,PT4115EB,CS32ME104C4,CS5755M,CS5755N,CW72M05,PT4115M,CS6052,HK063X,PT4115E,PT4555D,PT4119E,PT4119B,CS9880,CS5753S,DPM30C60DG,CS32ME104C6,CS7106,CS7107,CS7108,CS5754M,PT4554N,CS37AD2,HK212-D4L,PT4554D,PT4554C,CS2918,CS54147,PT6307E-AA,CW1121,PT6307E-AD,CD2030A,HK826X,HKA5812-01,DPM20C60DG,HKA5812-02,CD2030D,CS4532D,PT4553T,HK214-S8L,PT2332CU,PT4553N,CD1691,CS5765N,CS5240GO-S,CS6031,PT4556GS,PT4557ENS,CS2107-A72,PT4565E,CS7194D,CS7194C,PT2342E,PT2342F,HKA5817-01,PT2342C,PT4516NH,PT2342J,CS2109,PT2342G,PT6001-AD,CS2106,CS2108,PT2342L,CS7138Y,CS4524,HKA5817-02,CW78LXX,HKA5817-03,CS3793,CS4762,HK301X,CS4760,CD9088,PT4556L,PT4558FN,PT4556K,PT4556J,CS88M312(G2),PT4556H,PT4556G,PT4556F,CS37A21,PT4515KH,CS32F608C6,CS32F608C4,CS4995,CS4871,CS4993,CS62783,CS4991,HK302X,PT2332EU,HK217X,PT4558EN,CS6035W,CS74HC595,CMP350A,CS6038C-101,PT4558ET,PT6303S-CA,HK214-D4L,CW78MXX,PT4523C,PT2332E,CS3830A,HK214-D8L,PT2332J,PT4515NH,CD7388L,PT4557FN,PT6302S-AA,PT2332L,PT6302S-AB,PT6007B-BA,HK303X,PT2342EU,CS7193R-01A,CS16F5051,CS16F5053,PT4558F,PT4558E,CS88F331,CS45P83,CS88F330,EWM78F128,HK216-A8L,CS4979,CS4977,HK214-S4L,PT6007B-AA,CS16312,CS16311,HK304X,PT6007B-AC,CS0372,PT4557EN,CS7106K,CS6038C-001,PT2332C,CR2511,CS6038C-002,PT4557ET,PT4523AB,PT6605-FA,CS4967,CS2105-M12,CD2003,CD2004,PT2332JU,PT6007B-DA,CS1694,PT4523AD,CS2105-M10,CS7721,CS16620,DPM15C60DG,PT2512,HK216-S8L,CS104MD60C6,HK305X,PT6605-EA,PT6605-EB,PT6605E-AA,HK216-A4L,CS104MD60C4,PT2626CE,PT2626CF,PT4536C,CS3629,PT2333L,PT4536B,PT4559CF,CS4956,CD2111,HKA5831-01,HKA5831-02,CS36S52,CS6079N,PT2501,PT2622,HK306X,CS36B11ET,PT4559CJ,CMP100G,PT2621,PT4119EN,HK851X,CS6112W-009,CS88F361,PT6303S-AC,CS32F302,CS6112W-004,CS88F003,CD2025,CS3855,CS6067C,CS32ME108C6,CS32ME108C4,CS3850,CS88F360,PT2332LU,CS98P154Y,CS9803,PT6001-CB,PT6001-CA,PT6001-CC,CD2031,PT2533,CMP200G,PT2531,PT6010P-AB,PT6010P-AA,PT2603AE,PT2603AD,PT2603AC,PT6605-GA,DPM04T60AM,CS7752,PT6010-HA,CD5888,CD5890,PT6010E-AA,CS12P22,HK308X,CS9816,CD4440,PT6605D-AA,PT1311,CS6038C-201,CS6069B-001,HK216-S4L,PM1122,CS5214,CD2050,CS5213,CS5211,PT6117,CS98P370,PT4601J,CS88P419,PT6111,CS3805B,CS3817C,HK216-D8L,CMP700,CS32F604C6,CS32F604C4,CS3817B,CF2903,PT2342JU,CW78XX,CS49P60,CD1191,CS31F550,CS98E154,HK354X,CS32F465,CW431,CW432,CS4228,CS4226,CS4227,CS45M93,CS4588,CS7193-T16C,CS4585,CS2160,CS7193-T16G,CS1192,CS7193-T16F,CS16164,CS7193-T16E,CS7193-T16D,HK216-D4L,PT4603L,PT4603K,HK101X,PT4603J,PT2626EE,6N137,CS98P168,PT2626EF,6N136,CS98P169,6N139,CS98P166,6N138,CW34063,6N135,CS6582ELO,PT4515EK,PT4515EH,PT4515EF,CS4216,PT4515ED,CS6017R,PT4121EB,CS4572,CR2365C,CS4573,CR2365B,CR2365A,HK218-A6L,CS42651,CS6080K-001,HK3120,CS4205,PT6610-AA,HK357X,PT6007V-AB,PT6007V-AA,CS98P171,CS809J,CS809L,CS809M,CS1620B,HKA5818-02,CS809R,C

选型指南 - 华润微电子 - 2023/3/20 PDF 中文下载

【技术】红外手势传感器手势识别是如何实现的？

本文以SILICON LABS手势传感器系列产品SI114X为例详细讲解其手势识别的实现原理。以帮助广大硬件工程师更好的使用红外手势传感器完成产品设计。

技术探讨发布时间 : 2017-08-11

回顾灿瑞科技2024年慕尼黑上海电子展：全面展示7大产品线和汽车电子、工业控制、消费电子等领域解决方案

2024年7月8-10日，备受瞩目的慕尼黑上海电子展在上海新国际博览中心圆满落下帷，此次展会为灿瑞科技与同行业、全球各地客户提供了宝贵的交流机会与合作契机。本文就来一起回顾这场精彩纷呈的展会，深刻感受它的独特魅力。

原厂动态发布时间 : 2024-07-13

极海半导体（Geehy Semiconductor）汽车电子芯片选型指南

描述- 极海汽车电子芯片产品布局通用微控制器/微处理器、传感器、接口、驱动等多条产品线，战略聚焦车身控制、信息娱乐系统、BMS电池管理系统及域控等领域，提供符合ISO 26262功能安全标准、安全可靠、质量稳定的芯片产品与应用方案，并为客户提供丰富的开发生态与本地化技术支持。通过优质的服务和多元化的产品组合，满足汽车电子行业日益增长的应用需求，协助客户实现快速量产，助力国产汽车产业向上发展。

型号- G32A1445UAT0MLL,G32A1465UAT0MLL,G32A1445UAT0MLH,G32A1465UAT0MLH,APM32F103RCT7,APM32A407VGT7,APM32A407,APM32A103,APM32A103CBT7,APM32F003F6U7,GURC01,APM32A407ZGT7,APM32A103系列,APM32A091RCT7,APM32A091,APM32,APM32F072RBT7,APM32A091系列,APM32A407系列,G32A1445系列,APM32A103RET7,APM32A103VET7,APM32F072CBT7,G32A1445,G32A

选型指南 - 极海半导体 - Jan-2024 PDF 中文下载