全球疫情防控形勢(shì)依舊緊張，使用便攜式噴霧消毒設(shè)備，可以更好地對(duì)物品表面進(jìn)行消毒，依靠鋰電池工作可以讓其使用更為便捷，通過(guò)旋鈕可以進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，同時(shí)具備藍(lán)光功能，另外有狀態(tài)LED燈提示設(shè)備正常工作、電池電量低、充電中。

瑞薩解決方案

本文提供了一個(gè)高效的便攜式噴霧消毒解決方案示例。該解決方案使用了瑞薩的多個(gè)部件，包括16位MCU RL78/G1M，同步降壓穩(wěn)壓器ISL85415和升降壓穩(wěn)壓器ISL85403。將這些設(shè)備與其他部件（包括鋰電池，LED照明設(shè)備和其他組件）組合在一起，可以廉價(jià)而輕松地實(shí)現(xiàn)此解決方案。

RL78/G1M特性

RL78/G1M系列采用20引腳TSSOP封裝（4.4×6.5mm，0.65mm間距），同時(shí)具有用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)輸出端子，可以實(shí)現(xiàn)120度通電控制及BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)。適用于小家電、玩具、辦公設(shè)備等電機(jī)控制。

使用BLDC，具有驅(qū)動(dòng)能力高、噪聲低、抖動(dòng)小的優(yōu)點(diǎn)，而在瑞薩官網(wǎng)上也有豐富的BLDC固件應(yīng)用說(shuō)明。另外還可以使用RL78/G1M快速原型開(kāi)發(fā)板進(jìn)行快速導(dǎo)入。該解決方案也易于移植到更高規(guī)格的RL78 MCU，例如RL78/G14、RL78/G1F等。

RL78/G1M微控制器的概要如下所示：

圖1: 芯片功能圖

該解決方案使用了RL78/G1M的實(shí)時(shí)輸出控制器，實(shí)時(shí)輸出控制器可以通過(guò)使用TAU的PWM輸出功能來(lái)控制一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)或兩臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。實(shí)時(shí)輸出控制器可以通過(guò)使用中斷INTP0作為觸發(fā)器來(lái)切斷定時(shí)器輸出。

可以使用軟件設(shè)置以以下任意一種狀態(tài)輸出強(qiáng)制截止信號(hào)：高阻態(tài)、低電平、高電平或截止無(wú)效。實(shí)時(shí)輸出控制器的框圖如下。

圖2: 實(shí)時(shí)輸出控制器框圖

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)要求：

●   鋰電池電壓規(guī)格：3.7V

●   電池充電管理IC：給鋰電池充電

●   集成FET穩(wěn)壓器：ISL85415（實(shí)現(xiàn)電池電壓3.7V轉(zhuǎn)換到3.3V）；ISL85403（實(shí)現(xiàn)電池電壓3.7V轉(zhuǎn)換到12V）

●   旋鈕：控制水量

●   狀態(tài)LED燈：正常工作時(shí)，LED常亮；電池電量低時(shí)，LED快速閃爍；充電時(shí)，LED慢速閃爍（充滿電時(shí)，LED滅）

●   藍(lán)光：可以通過(guò)藍(lán)光開(kāi)關(guān)，打開(kāi)/關(guān)閉藍(lán)光

●   電池低電量檢測(cè)：當(dāng)電池電量低時(shí)，提醒操作者為設(shè)備充電

圖3: 系統(tǒng)框圖

注：雖然在此圖中使用了霍爾傳感器，但無(wú)需使用霍爾傳感器亦可實(shí)現(xiàn)該應(yīng)用。

RL78/G1M使用的外圍功能：

表1: 外圍功能

RL78/G1M使用到的引腳：

表2: 引腳功能

系統(tǒng)操作概要

●   首先，手持式噴霧消毒設(shè)備本身是依靠鋰電池工作的，所以在使用前先要確保鋰電池有電。

●   通過(guò)旋鈕選擇水量大小，按下開(kāi)關(guān)按鍵以開(kāi)啟設(shè)備。

●   可對(duì)收到物品的包裝盒等進(jìn)行消毒殺菌，將噴霧口靠近物品，來(lái)回左右慢慢移動(dòng)，即可殺滅物品上面看不見(jiàn)的致病細(xì)菌。

●   正常工作時(shí)，狀態(tài)LED燈常亮。

●   在進(jìn)行消毒的過(guò)程中，也可以通過(guò)旋鈕改變水量大小。

●   當(dāng)檢測(cè)到鋰電池電量低時(shí)，狀態(tài)LED燈快速閃爍（2秒閃爍一次），此時(shí)需要使用外部電源給鋰電池充電。充電時(shí)，狀態(tài)LED燈慢速閃爍（5秒閃爍一次），充滿時(shí)，狀態(tài)LED燈滅。

●   再次按下開(kāi)關(guān)鍵則關(guān)閉設(shè)備。

圖7: 固件流程圖

結(jié)論

由于RL78/G1M的低功耗，使得其更適合應(yīng)用于手持便攜設(shè)備。同時(shí)，又具備良好的性價(jià)比，在系統(tǒng)現(xiàn)有功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，充分利用RL78/G1M的片內(nèi)外資源，尤其是具有用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)輸出端子。此外，結(jié)合高性能、高輸入電壓充電器以及集成FET穩(wěn)壓器解決方案，使得產(chǎn)品的智能性與應(yīng)用性大大提高，且縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間，降低了開(kāi)發(fā)成本。

來(lái)源：瑞薩

作者：徐晶