RL78/G1M在便攜式噴霧消毒設備中的應用

全球疫情防控形勢依舊緊張，使用便攜式噴霧消毒設備，可以更好地對物品表面進行消毒，依靠鋰電池工作可以讓其使用更為便捷，通過旋鈕可以進行水量調節，同時具備藍光功能，另外有狀態LED燈提示設備正常工作、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部件，包括16位MCU RL78/G1M，同步降壓穩壓器ISL85415和升降壓穩壓器ISL85403。將這些設備與其他部件（包括鋰電池，LED照明設備和其他組件）組合在一起，可以廉價而輕松地實現此解決方案。

RL78/G1M特性

RL78/G1M系列采用20引腳TSSOP封裝（4.4×6.5mm，0.65mm間距），同時具有用于電機驅動的實時輸出端子，可以實現120度通電控制及BLDC電機驅動。適用于小家電、玩具、辦公設備等電機控制。

使用BLDC，具有驅動能力高、噪聲低、抖動小的優點，而在瑞薩官網上也有豐富的BLDC固件應用說明。另外還可以使用RL78/G1M快速原型開發板進行快速導入。該解決方案也易于移植到更高規格的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的實時輸出控制器，實時輸出控制器可以通過使用TAU的PWM輸出功能來控制一臺直流電動機或兩臺步進電動機。實時輸出控制器可以通過使用中斷INTP0作為觸發器來切斷定時器輸出。

可以使用軟件設置以以下任意一種狀態輸出強制截止信號：高阻態、低電平、高電平或截止無效。實時輸出控制器的框圖如下。

圖2: 實時輸出控制器框圖

系統設計

系統要求：

●   鋰電池電壓規格：3.7V

●   電池充電管理IC：給鋰電池充電

●   集成FET穩壓器：ISL85415（實現電池電壓3.7V轉換到3.3V）；ISL85403（實現電池電壓3.7V轉換到12V）

●   旋鈕：控制水量

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

●   藍光：可以通過藍光開關，打開/關閉藍光

●   電池低電量檢測：當電池電量低時，提醒操作者為設備充電

圖3: 系統框圖

注：雖然在此圖中使用了霍爾傳感器，但無需使用霍爾傳感器亦可實現該應用。

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

系統操作概要

●   首先，手持式噴霧消毒設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。

●   通過旋鈕選擇水量大小，按下開關按鍵以開啟設備。

●   可對收到物品的包裝盒等進行消毒殺菌，將噴霧口靠近物品，來回左右慢慢移動，即可殺滅物品上面看不見的致病細菌。

●   正常工作時，狀態LED燈常亮。

●   在進行消毒的過程中，也可以通過旋鈕改變水量大小。

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

●   再次按下開關鍵則關閉設備。

圖7: 固件流程圖

結論

由于RL78/G1M的低功耗，使得其更適合應用于手持便攜設備。同時，又具備良好的性價比，在系統現有功能實現的基礎上，充分利用RL78/G1M的片內外資源，尤其是具有用于電機驅動的實時輸出端子。此外，結合高性能、高輸入電壓充電器以及集成FET穩壓器解決方案，使得產品的智能性與應用性大大提高，且縮短了開發時間，降低了開發成本。

來源：瑞薩

作者：徐晶