0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

基于RL78微控制器的无线连接的智能恒温器设计

电子设计 来源:瑞萨电子 作者:瑞萨电子 2021-04-13 12:09 次阅读

本白皮书介绍了RL78微控制器系列以及GainSpan Wi-Fi模块,作为设计提供无线连接的智能恒温器的一种方法。它简要描述了无线网络,智能Wi-Fi温控器的功能以及瑞萨提供的参考解决方案。

每天都有数十种有用的嵌入式系统产品围绕着我们。他们无处不在。但是,如果要求您快速命名一个不仅有用,而且是“生活质量”改进剂的名字,它可以提高生活舒适度,节约能源,易于使用,灵活且相对便宜,那么候选人的范围就会缩小相当。智能恒温器尤其值得一提。它们简化了我们的日常生活,使他们过得更加愉快。沃伦·约翰逊(Warren Johnson)于1883年发明了电恒温器,从那时起,这些环境控制设备已经从曾经无处不在的圆形,手动调节,基于汞的热敏开关类型发展到如今流行的带触摸屏的全电子编程版本。一些最新版本可以无线连接到PC,智能手机以及位于远程的控制器传感器

介绍

控制加热和冷却系统的智能恒温器具有多个优点。特别是,它们可通过根据一天中的时间以及家庭或企业的实际用户资料等来调节室温来节省能源。基于微控制器的可编程恒温器还应用了智能控制算法和压缩机保护功能,以降低加热和冷却系统的运行和维护成本。此外,它们消除了在环境状况变化时手动从加热模式切换到冷却模式的需求,反之亦然。

这样获得的功能被“物联网”所涵盖。这一重要的全球应用趋势表明,带有传感器的设备(恒温器,安全系统等)的使用范围将不断扩大,以进行数字化通信以改善操作流程,提高整体系统性能,节省能源并降低成本。反过来,这种技术转变正在为嵌入式系统产品打开新的市场,并能够创建令人兴奋的新业务模型。

无线网络

智能无线恒温器的设计者可以从几种不同的流行无线协议中进行选择,以实现与其他无线设备的通信。本白皮书涵盖了主要的蓝牙ZigBee和Wi-Fi协议,首先介绍了它们的技术,然后讨论了它们在HVAC(供暖,通风和空调)应用中的适用性。

在用于无线应用的这三种技术之间进行选择首先需要确定必须考虑的设计因素。工程分析必须确定这些因素有多重要,研究每个协议在所有关注领域中的优点和缺点,然后进行设计选择时要考虑到备选方案之间的折衷。

例如,以下是与智能无线恒温器设计相关的关键技术问题:

蓝牙设备的设计可能比应用ZigBee或Wi-Fi技术的设计更复杂。模块化无线解决方案可以降低复杂性。但是,某些协议的更高层可能必须在MCU中实现,这可能会损害应用程序的性能。当蓝牙用于直接连接附近的两个设备时,蓝牙最为有效,但在恒温器应用中并非如此。

当使用ZigBee技术提供无线连接时,通常在主机MCU中实现ZigBee PRO协议和ZigBee Smart Energy配置文件。同样,加载MCU可能会降低应用程序性能。

Wi-Fi技术需要更多的功率,但比蓝牙和ZigBee可获得更高的数据速率,同时还可以在更大的距离上提供可靠的通信。如果产品必须使用户能够通过Internet监视和控制系统操作,这是显而易见的选择。当然,无线智能恒温器就是这种情况。具有Wi-Fi功能的智能手机也可以用于远程控制,这是一个巨大的优势。相比之下,蓝牙和ZigBee实施需要以太网网关来提供这些功能,从而使产品更加复杂和昂贵。

智能Wi-Fi温控器的功能

为了成为国内市场上的畅销产品,智能Wi-Fi温控器必须具有非常简单的设置程序。当然,手动操作必须直观,并且远程控制和监视功能也必须易于使用,最好是通过Internet可以访问的Wen界面。此外,身份验证和安全功能对于使人相信在远程控制恒温器时可以正常运行是至关重要的。

考虑到这些事实,研究如何初步设置和使用智能Wi-Fi温控器具有启发性。首次打开恒温器电源时,设备可能会扮演有限的Wi-Fi接入点角色,以允许最终用户连接到该设备并使其正常运行。例如,设备可以使用其媒体访问控制(MAC)地址来标识自己。(例如,此过程基本上类似于通常用于设置较新的无线路由器的过程。)

瑞萨的参考解决方案

为了使系统工程师能够开始设计智能Wi-Fi温控器,瑞萨应用程序工程师已经为该应用程序提供了有价值的参考设计。该解决方案结合了RL78 MCU(微控制器)和GainSpan®Wi-Fi模块(参见框图,图1)。

pIYBAGB1GNaAcdeZAAFQUn3IBDU185.png

智能Wi-Fi温控器参考解决方案的框图。

该参考解决方案是功能强大的研发工具,可用于分析和测试经过验证的智能无线恒温器设计。它还可以缩短新产品的开发周期,成为进一步完善和增强功能的坚实起点。它带有完整的示意图;布局文件,一块装有电路板的电路板,并包括在RL78芯片上运行的基本应用软件。还提供了基于AndroidIOS的智能手机代码。有关这些开发辅助工具的更多信息,请联系您的瑞萨电子销售代表。

图2显示了驱动定制LCD的参考解决方案。显示屏的红色环境颜色表示HVAC系统正在其制热模式下运行。当系统处于冷却模式时,屏幕将变为蓝色环境色。在这张照片中,下午2:00时受控区域的温度为70⁰F,湿度为52%。

热模式显示,显示模式,时间,温度和湿度。

参考解决方案的填充印刷电路板如图3所示。左侧的五个继电器控制风扇,空调或火炉的电源。PCB左边缘上的四个按钮选择不同的菜单项,供用户在本地编程和运行恒温器。RL78 / L13 MCU具有许多GPIO端口,用于控制离散逻辑或机械设备。

智能无线恒温器参考解决方案的PCB。

右侧的GainSpan GS1011MEP Wi-Fi模块通过串行外围设备接口(SPI)连接到MCU(中心)。该模块支持IEEE 802.11b较低层协议以及高层网络堆栈,包括TCP / IP,HTTP,DHCP和SSL。它已经过Wi-Fi联盟的测试和认证,这是减少系统开发时间和成本的优势。

编辑:hfy

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • pcb
    pcb
    +关注

    关注

    4319

    文章

    23081

    浏览量

    397525
  • 印刷电路板
    +关注

    关注

    4

    文章

    793

    浏览量

    35157
  • ZigBee
    +关注

    关注

    158

    文章

    2270

    浏览量

    242738
  • 瑞萨
    +关注

    关注

    35

    文章

    22309

    浏览量

    86241
  • 无线连接
    +关注

    关注

    2

    文章

    423

    浏览量

    35876
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    瑞萨电子发布汽车控制系统用 RL78/F15族低功耗16位微控制器

    全球领先的半导体解决方案供应商瑞萨电子株式会社(TSE:6723)今日宣布推出 RL78/F15 族低功率 16 位微控制器供车身控制模块(BCM)、空调、电动座椅等汽车控制系统使用。
    发表于 11-13 15:13 1472次阅读

    瑞萨电子推出的RL78家族微控制器

    RL78 系列微控制器提供全面的引脚兼容性,可以轻松迁移到更多的引脚数量的其他型号微控制器,并添加额外的I / O和功能。从20~128引脚的微控制器,其封装引脚的PCB布局具有相同的
    的头像 发表于 06-13 09:34 1.1w次阅读

    RL78/F24 CANFD参考例程

    RL78/F24新一代超低功耗汽车微控制器,非常适用于实现未来高可靠性的智能执行和传感,是低端车身ECU的理想之选。作为对现有
    的头像 发表于 06-17 15:25 2089次阅读
    <b class='flag-5'>RL78</b>/F24 CANFD参考例程

    使用MCU构建智能恒温器的7个步骤概述

    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图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
    发表于 07-22 04:45

    瑞萨电子发表RL78/G14系列即时控制微控制器

    瑞萨电子发表RL78/G14系列产品,扩充了RL78微控制器(MCU)的产品线。 此新款16位元MCU结合了瑞萨R8C MCU系列先进的晶片内建周边功能
    发表于 07-06 09:43 1232次阅读

    瑞萨电子推出支持智能电表国际标准(DLMS)的RL78/I1C系列微控制器

    全球领先的半导体解决方案供应商瑞萨电子株式会社今日宣布向电表市场(特别是智能电表市场)推出新款微控制器(MCU)。该新型RL78/I1C系列MCU旨在满足国际标准DLMS(注1)的要求,增强了安全
    发表于 09-01 16:58 2577次阅读

    RL78微控制器的节能特性

    本文档内容介绍了RL78微控制器的节能特性的评估工具。
    发表于 09-15 10:20 8次下载
    <b class='flag-5'>RL78</b><b class='flag-5'>微控制器</b>的节能特性

    瑞萨电子推出的RL78/I1x系列微控制器RL78微控制器系列

    RL78/I1x和RL78 / H1x系列微控制器是基于瑞萨电子RL78 CPU内核为核心构建而成,其中RL78 / I1A系列是高分辨率P
    的头像 发表于 08-01 08:29 6151次阅读

    RL78 微控制器时实现低功耗的应用示例

    本白皮书介绍了在使用 RL78 微控制器时实现低功耗的应用示例。本文简要概述了微控制器的低功耗特性,并附有一些典型应用示例,这些示例将特别关注 RL78 的高能效运行模式、低功耗模式的
    的头像 发表于 06-21 18:05 2233次阅读
    <b class='flag-5'>RL78</b> <b class='flag-5'>微控制器</b>时实现低功耗的应用示例

    基于微控制器的IoT恒温器设备

    电子发烧友网站提供《基于微控制器的IoT恒温器设备.zip》资料免费下载
    发表于 01-04 10:12 0次下载
    基于<b class='flag-5'>微控制器</b>的IoT<b class='flag-5'>恒温器</b>设备

    一款全新通用多功能微控制器(MCU)—RL78/G15

    1月12日,瑞萨电子宣布,其低功耗RL78产品家族推出一款全新通用多功能微控制器(MCU)——RL78/G15。
    的头像 发表于 01-13 17:10 1846次阅读

    RL78微控制器时实现低功耗的应用示例

    本白皮书介绍了在使用 RL78 微控制器时实现低功耗的应用示例。本文简要概述了微控制器的低功耗特性,并附有一些典型应用示例,这些示例将特别关注 RL78 的高能效运行模式、低功耗模式的
    的头像 发表于 07-23 17:36 1267次阅读
    <b class='flag-5'>RL78</b><b class='flag-5'>微控制器</b>时实现低功耗的应用示例

    瑞萨RL78/G23微控制器在线升级功能的应用

    瑞萨RL78/G23微控制器在线升级功能的应用
    的头像 发表于 09-18 10:58 1404次阅读
    瑞萨<b class='flag-5'>RL78</b>/G23<b class='flag-5'>微控制器</b>在线升级功能的应用

    RL78/G22微控制器串口调试步骤

    除了具有低电流消耗(CPU工作时:37.5μA/MHz;STOP时:200nA)外,RL78/G22微控制器还配备了丰富的电容触摸通道。完备的16-48引脚封装和32KB-64KB闪存,扩充了新一代RL78通用
    的头像 发表于 07-16 16:36 752次阅读
    <b class='flag-5'>RL78</b>/G22<b class='flag-5'>微控制器</b>串口调试步骤

    如何在RL78微控制器上使用EZ-CUBE3

    本章描述了如何使用EZ-CUBE3在RL78微控制器上进行片上调试和Flash编程。
    的头像 发表于 08-01 16:01 816次阅读
    如何在<b class='flag-5'>RL78</b><b class='flag-5'>微控制器</b>上使用EZ-CUBE3