如何使用傳感器開發板加快您的設計速度

如果您的 IoT 應用需要各類傳感器和強大的 IoT 連接處理器，以及通往工作原型的快速通道，那么 TE ConnecTIvity （TE） 的傳感器夾層板和 SD 600eval 是絕佳的解決方案。

簡介

傳感器是物聯網 （IoT） 的眼睛和耳朵。沒有傳感器，推動對于 IoT 應用至關重要的大數據分析的信息從何而來？環境傳感器幫助推動智能建筑內的節能加熱和散熱，而大型農業應用試驗中測試濕度和土壤條件使用的傳感器則推動有效的植保、害蟲檢測、收割乃至運輸。將傳感器數據轉變為推動新業務和業務模型的機會不斷增長，因此，將您的全新理念率先投入市場可能是新 IoT 產品取得成功的最重要元素。

加快上市時間的最佳途徑之一是使用具有工作碼的現有開發硬件以及高級操作系統和應用支持。對于 IoT 應用，這通常意味著獲取已經運行 Android、Linux 或 Windows IoT Core 的標準處理器板。與主處理器板兼容的具有廣泛傳感器功能（環境和定位）的傳感器擴展板，將提供您用于開發應用的完整系統。使用Arrow SD 600eval 處理器板和 TE ConnecTIvity （TE） 傳感器夾層板可能就是您以打破紀錄的時間開發 IoT 解決方案的那個解決方案。

使用傳感器開發板加快您的設計速度

啟動設計的最快途徑之一是開始使用承載您的設計所需的傳感器的開發板。這樣您可以在拿到目標硬件的最終形狀大小之前盡早開始軟件開發。隨著開發套件標準形狀大小（如普及的 96board 標準）的增加，找到擁有復雜的 IoT 應用所需的處理能力、板載存儲器和外圍組件集的主板（如 Arrow SD 600eval）要容易很多。TE 的傳感器屏蔽開發板（下方圖 1 所示）在兼容 96board 標準的標準形狀大小下容納了三個流行的傳感器設備：

圖 1：TE 的傳感器屏蔽開發板（圖形來自夾層 PDF 文件）

可用于 TE 傳感器屏蔽的傳感器包括 MS8607 壓力、溫度及濕度傳感器、TSYS01 溫度傳感器和 KMA36 旋轉和線性位置傳感器。這些傳感器使用標準串行接口，這讓它們能夠輕松連接到微控制器，此外還擁有物聯網應用所需的理想的高級功能。

緊湊型 MS8607 組合傳感器

在很多 IoT 應用中，小尺寸和低功耗是重要要求。以小封裝提供壓力、濕度和溫度的組合傳感器可能是限制尺寸和功耗應用的理想選擇。TE MS8607 使用超小的 5 x 3 x 1 mm QFN 封裝（下方圖 2 所示），不僅外形緊湊，而且提供廣泛的工作范圍：10 到 2000 mbar 壓力，0% RH 到 100% RH 濕度和 -40 到 85 oC 溫度。此外，TE MS8607 還為 0.016 mbar、0.04% RH 和 0.01 oC 的常見 IoT 應用提供了出色的分辨率。電源電壓工作范圍廣泛，從 1.5V 到 3.6V，支持低功耗運行。I2C 串行接口可以將 MS8607 輕松連接到標準微控制器。

圖 2：緊湊型 TE MS8607 組合傳感器（5 x 3 x 1 mm QFN 封裝）

高分辨率壓力功能與高壓力、濕度和溫度 （PHT） 線性結合，使 MS8607 成為環境監測（如智能電話、平板電腦和 PC 的測高儀），以及 PHT 應用（如供暖、通風和空調 （HVAC）、氣象站、精確 3D 打印機、家用電器和加濕器）的理想之選。MS8607 采用久經考驗的廣泛應用了十幾年的 MEMS 技術制造。

高精度 KMA36 旋轉和線性位置 IC

位置傳感可能是機械元件（如馬達、閥門或機械手臂）控制復雜流程的工業 IoT 應用的關鍵要素。在這些應用中，非接觸式操作、高精度、耐磨性和環境變化容差通常也是重要要求。TE KMA36 是具有高可靠性、高精度、通用磁性的位置傳感器 IC。其提供精確的旋轉或線性測量，分辨率高達 0.04 度，使用 13 位。如下方圖 2 所示，它將磁阻元素與模數轉換器和信號處理功能相結合，完全集成到標準的小型 TSSOP 封裝中。

圖 3：TE KMA36 高精度 KMA36 旋轉和線性位置 IC 結構圖

在精度至關重要的應用中， TE KMA36 使用的各向異性磁阻 （AMR） 技術能夠在不進行機械接觸的情況下，360° 全方位準確確定外部磁鐵的磁偏轉，以及磁極長度為 5 mm 的磁極帶的增量位置。睡覺和低功耗模式以及 I2C 自動喚醒功能，讓 KMA36 成為基于電池的應用的絕佳選擇。位置數據可以通過 PWM 或數字 I2C 通信總線為獨立操作或基于微控制器的應用傳輸。可編程參數為用戶提供廣泛的配置選項來簡化進一步的數據處理。由于機械容差、溫度變化或熱應力，KMA36 幾乎對磁力漂移沒有感覺。其免保養運行和高帶寬有助于穩定的實施，即使是在惡劣的工業環境下。

TSYS01 高分辨率溫度傳感器

在很多工作 IoT 處理應用中，精確的溫度測量至關重要。在某些工業流程中，哪怕只是一個微小的溫度差異就有可能意味著成功和失敗的差別。在某些工業流程中，操作員的安全取決于這些精確的測量，這使精確度和穩定運行變得更加重要。TE TSYS01 是一款單芯片、高分辨率的溫度傳感器。它內含溫度傳感芯片和 24 位 σ-δ 模數轉換器。24 位數字溫度值與內部工廠設置精密校準值相結合生成高度準確的溫度讀數和高測量分辨率。TSYS01 可以使用 I2C 或 SPI 接口接入任何一個微控制器。微控制器通常用于基于仿真數字轉換器值和校準參數計算溫度結果。

使用 SD 600eval 板連接到云

傳感器收集數據后，您可能需要進一步處理數據，將結果與閾值目標進行比較，并將數據傳輸到基于云的存儲進行“大數據”分析處理。從運行良好的工作工廠獲取的傳感器數據可以用于預測機械磨損以及預防發生回線故障（舉例）。如果可以向所有客戶工廠使用的每一臺馬達的馬達制造商提供數據，制造商則可以將所有數據整合，然后進行更詳細地分析。或許，馬達制造商還可以將分析結果作為一項服務出售給工廠廠主，來幫助指導保養和維修活動。對傳感器分析數據的使用為之前只銷售產品而不出售知識的公司開啟了全新的業務模型和收入來源。

若要將 TE 傳感器板收集的數據連接到云，需要使用處理器基板。為快速設計原型并證明設計效果，使用相同 96board 連接外形大小的基板是理想之選。Arrow SD 600eval 板（下方圖 4 所示）使用非常緊湊的 96board 標準，但同時還提供出色的處理能力、互連選項（包括 Wi-Fi）和出眾的板載存儲器，擁有使用云連接的穩定傳感器處理平臺所需的一切。

圖 4：SD 600eval 以小巧外形支持 Android 和 Linux - 大概一副撲克牌的大小（圖形由 Arrow 友情提供）《見用戶手冊第 6 頁》

SD 600eval 的處理能力基于用于各類手機和連接應用的流行的 Snapdragon 處理器。使用 Snapdragon 四核處理器讓 SD 600eval 可以運行 Android 和 Linux，支持最廣泛的連接可能性。板載 2GB LPDRAM 和 16GB eMMC 存儲使其能夠高效運行這些操作系統。使用雙頻 2.4 GHz 和 5 Hz WLAN 802.11a/b/g/n/ac、藍牙 4.x + BR/EDR + BLE 和 GPS（通過外部或板載天線提供）的連接能力超群。此外還支持千兆以太網和 SATA 連接。

擁有 4 路 MIPI 攝像頭串行接口 （CSI）、2 路 MIPI CSI 和 1080p HD 視頻回放的多媒體功能令人印象深刻。音頻處理包括采用 ECNS 和 Audio+ 后處理的 PCM/AAC+/MP3/WMA。兩個 USB 2.0 A 類連接器（僅托管模式）和一個 OTG USB 2.0（經由 Micro AB）提供額外的連接選項。 60 針高速連接器和 40 針低速連接器使其可輕松擴展。

硬件功能出色，使用配備的軟件可直接從應用程序輕松訪問所有硬件功能。使用 Android 或 Linux 以及可用驅動器、框架和應用程序接口 （API），開發變得輕松簡單。大量用戶指南、板支持包（源代碼和二進制代碼）、引導裝載程序和安裝程序讓您的開發在起跑線上就領先一大步。

總結

如果您的 IoT 應用需要各類傳感器和強大的 IoT 連接處理器，以及通往工作原型的快速通道，那么 TE 的傳感器夾層板和 SD 600eval 是絕佳的解決方案。使用下方參考部分提供的鏈接從 Arrow 訂購您需要的 SD 600eval 和 TE 傳感器。別再猶豫，立即開始！