专家解读智能超声波水表的技术创新趋势

上网时间: 2013年10月10日? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:超声波水表? 智能超声波水表? 数字转换器?

EFM32TG840Fxx助力超声波水表突破功耗瓶颈

通过上面的讲述,我们对于TDC-GP22适用于超声波水表的性能优势已经有了比较深入的认识,但是对于在电子智能水表应用中至关重要的功耗问题还没有提及。水表应用的标准要求水表的电池至少6年不能更换,这对整个系统的功耗提出了苛刻的要求,也一直制约着超声波水表的发展。

下图4为世强开发的低功耗超声波滴水表方案的系统框图,主要由3个部分组成:换能器、TDC-GP22以及以Silicon Labs EFM32TG840Fxx为核心的控制电路部分。世强的方案具有如下特点和优势:1、量程比:1:125;2、平均功耗:

专家解读智能超声波水表的技术创新趋势_《国际电子商情》_1
图4: 世强推出的低功耗超声波水表方案实物图

专家解读智能超声波水表的技术创新趋势_《国际电子商情》_2
图4: 世强推出的低功耗超声波水表方案系统框图。

其实,TDC-GP22已经具备了非常低的功耗特性,(静态电流:

由于系统中控制器通常是耗电大户,所以要降低整个系统的功耗,超低功耗的MCU是必需的。EFM32系列MCU是Silicon Labs公司推出的超低功耗ARM,该系列产品只有现有8位、16位、32位MCU的四分之一功耗,并且具有丰富的外设接口。EFM32TG840是属于EFM32系列MCU中的 Tiny Gecko系列产品。

专家解读智能超声波水表的技术创新趋势_《国际电子商情》_3
图5:Silicon Labs 公司EFM32TG840Fxx系列MCU的特点汇总。

EFM32系列MCU在活动模式下执行来自Flash的实际代码时耗电量为150μA,在深度睡眠模式下为900nA,在shutoff模式下为20nA。芯片的休眠模式唤醒时间低于2μs,供电电压范围可达1.8~3.8V。

外设方面EFM32除了提供基本的AD模块、DA模块、模拟比较器、UART/SPI/IIC接口、外部总线接口等,还提供了特色的低功耗的外设,包括低功耗的UART和定时器。EFM32的独特的“peripheral reflex system(周边反射系统)”(PRS)可与标准的32 位ARM 总线并行,PRS 可使EFM32外设自主运行和交流,无需CPU干预,可延长CPU睡眠时间并节省大量能源。此外EFM32系列产品还集成了LCD控制器、RTC、LESENCE接口、AES模块等。

基于Cortex-M3内核的EFM32系列MCU产品,内核强大的运算能力减少MCU工作状态时间,150μA/MHz的超低运行功耗,配合EMF32独特的低功耗外设,超声波水表的电池8年不用更换将成为可能。同时EFM32系列MCU的高集成度,进一步降低客户的系统成本。

本文小结

TDC-GP22超声芯片的高集成度使得外围电路的设计更加简单,低功耗高性能的MCU极大延长了电池续航时间。加上世强可提供超声波水表的一站式解决方案(包括完整可行的软件、原理图、PCB示例、技术支持),无疑为水表企业更快地抢占创新先机做好了铺垫开发和上市。

超声波智能表时代已来,您准备好了么?

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