【方案分享】使用 4 節(jié) AA 電池實現(xiàn)壽命超過 5 年且配備擴展閃存的智能鎖方案

方案介紹:

隨著樓宇日益增多以及越來越多的住宅業(yè)主希望為其樓宇或住宅改裝智能鎖（或電子鎖），無線電池供電型 智能鎖在當(dāng)今市場中越來越受歡迎。在智能鎖應(yīng)用中，高電流電機和無線電通常耗電較快，因此會影響電池 的壽命。更換多節(jié)電池可能十分費時且成本高昂，因此降低平均電流消耗通常是一項關(guān)鍵的設(shè)計注意事項。 本方案由輕負載高效直流/直流轉(zhuǎn)換器、 SimpleLink?超低功耗無線 MCU 平臺、集成電機驅(qū)動器 和 RGB LED 驅(qū)動器提供支持。

本方案使用具有集成低功耗藍牙(BLE)無線電器件的CC2640R2F MCU來無線鎖定和解鎖門，同時還可通過監(jiān)控電池電壓指示壽命殆盡狀態(tài)、限制流過電機的電流（有助于延長電機壽命）以及利用LED照明和圖形將相關(guān)事件傳達給用戶。該設(shè)計通過選擇電源拓撲（在本例中為高效降壓轉(zhuǎn)換器TPS62745）和延長低功耗藍牙連接事件的占空比實現(xiàn)了極長的電池壽命。

各種智能鎖系統(tǒng)中通常包含四個主要器件：MCU、低功耗藍牙無線電、電機驅(qū)動器和電源管理。計算出每個器件的平均功耗后，便可以計算出電池的壽命（以毫瓦時為單位）。要計算電池壽命，需要研究兩種不同的電流方案：

①藍牙開啟并且每500ms（或者用戶選擇的任何其他值）發(fā)送一次連接事件

②鎖定或解鎖事件向電機驅(qū)動器發(fā)送信號，指示驅(qū)動器通過直流電機提供大約1A的電流。

我們將忽略藍牙配對的時間，因為這通常意味著有事件將要發(fā)生，并且通過電機提供的電流幾乎比流入藍牙器件的電流高兩個數(shù)量級。本指南提及的事件是指鎖定或解鎖情形。例如，如果用戶解鎖門，然后再將其鎖定，這被視為兩個事件（一個是鎖定事件，一個是解鎖事件）。

本方案在選擇電池時考慮了兩個主要因素：容量和電池平臺的普及度。AA電池的容量大于AAA電池。此外，當(dāng)今市場上更多類似于智能風(fēng)門的應(yīng)用都選擇使用AA電池。

應(yīng)用范圍:

? 電子智能鎖

? 門鍵盤和讀取器

? 樓宇自動化

? 樓宇安全系統(tǒng)

? HVAC 閥門和傳動器控制

特色:

• 4 節(jié) AA 串聯(lián)電池具有 5 年以上的電池壽命

  • 每天 24 次上鎖或解鎖活動

  • BLE 無線電連接周期

• 電機驅(qū)動器具有集成型 FET 和電流感應(yīng)比較器，可采用最少的分立式組件實現(xiàn)輕松的設(shè)計和較小的解決方案尺寸

• 基于電壓的電池電量監(jiān)測計，集成型直流/直流轉(zhuǎn)換器

• 采用第三方 BLE iOS 和 Android 應(yīng)用通過 BLE 測試

• 最多 4 秒的可配置廣告間隔

系統(tǒng)方塊圖: