【应用】独立烟感设计中主控MCU、RTC、温湿度传感器三大模块的优选器件推荐

时间： 2018-08-31 来源：世强

2015年，国家公安部等6个部门联合印发了《关于积极推动发挥独立式烟感火灾探测报警器火灾防控作用的指导意见》，明确指出居民活动场所、敬老院、福利院、居民住宅、幼儿园以及学生宿舍等小场所，必须安装独立式烟感联网。独立式联网烟感价格适中，安装简单可以实现联网报警，功能强大。维护难度低、施工成本小，可以提高资金的利用率，是日常生活中预防火灾的首选工具。

下面是独立烟感的原理框图：

在这个设计中主控MCU我们选用瑞萨的R5F117GA，内部集成高精度、低功耗的片上震荡器，±1%精度的片上高速振荡器（1-24M），无需外部晶体。片上中速振荡器（1-4M），可以实现3.4us快速唤醒。烟感报警器需要有放大电路对小信号进行放大，然后通过AD对放大的信号进行采集，R5F117GA集成4通道的运算放大器，高集成度省去外加运放；12位多通道AD转换器，检测传感器信号输入。 48 PIN引脚、 16K Flash存储空间、工作电压 1.6 V 到3.6 V，工作温度范围 -40 to +105°C，2 KB 的RAM和2 KB 的Data flash满足程序设计的需求。HALT、STOP 和 SNOOZE多种电源管理模式可以降低系统功耗。 1MHz运行时仅消耗124uA（典型值）的电流；待机时仅消耗0.2uA（典型值）电流；各种优化过的运行模式，可以使MCU大部分时间工作在低功耗模式。

新的烟感产品需要对发生的事件做时间戳记录，RTC选用EPSON的RX-8130CE。RX-8130CE对外接口的I2C总线速率可达400kbps，集成了年、月、日、星期、小时、分、秒的日历和时钟计数器。每个月时间误差不超过1分钟。同时RX-8130CE支持频率输出功能，Fout引脚可以输出32.768KHz、1024Hz、1Hz的频率。同时超宽的工作电压从1.1V-5.5V，对电源适应性高。最低电流消耗300nA，能延长备用电池的使用寿命。内部集成了32.768kHz的晶振，出厂时每片RTC已经校准完毕，极大程度的保持了产品的一致性，免返修。同时节省了BOM成本，本身价格与普通RTC芯片价格不相上下，可以省下电容和晶振的费用，降成本。

在设计中增加了TE的温湿度传感器 HTU21D(F)， HTU21D(F) 是一种具有温度输出的新型数字湿度传感器。小封装尺寸仅为 3mmx3mmx0.9mm，此传感器提供经过校正的，线性的 I²C 数字输出信号。温度±0.3℃，湿度±2%。低功耗，睡眠时的电流只需0.02uA。使用简单，价格便宜，集成湿度的测量增加了产品的卖点。

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