PIR傳感器的輸出信號電平通常非常低
，不足1 mV。若要檢測到運動同時避免誤檢，需要先將模擬信號放大再由模數轉換器（ADC）進行采樣。在典型的PIR解決方案中，信號放大使用高增益多級運算放大器（Op Amp）實現，而這會提高設計的複雜性、增加元件數量、降低電源效率和增加成本等。請繼續閱讀下文，了解小巧又節能的MCU如何幫助降低這些不利影響。

 

設計複雜性

 

若PIR傳感器節點設計基於具有所需功能集（如12位差分ADC和可編程增益放大器（PGA））的小型MCU，則可降低對外部元件的需求，並可節省電路板空間和物料清單（BOM）成本。因此，可以考慮使用MickroE的PIR click傳感器。它是一塊印刷電路板（PCB)
，其中包含了形成正常工作的PIR傳感器節點所需的所有無源元件。該click板基於運放解決方案，ADC、電阻和電容均已包括在內
，因此可開箱即用，便於輕鬆進行原型設計和評估。為便於輕鬆進行原型設計，可以采用的典型設置為
，將PIR click板與Microchip適用於Click boards™的Curiosity Nano基板和Curiosity Nano評估工具包搭配使用。如果使用Microchip Technology具有12位差分ADC和PGA的ATtiny1627等MCU，PIR傳感器節點解決方案可以獲得優勢。由於無需使用外部運放放大信號
，可顯著減少外部元件的數量。再加上無需外部ADC，因此還可以省去電阻和電容等其他多種無源元件。

 

因此，使用此類MCU，可顯著減少PIR click的PCB布線工作。圖2展示了可以省去的元件（X）以及新的連接方式（藍色線條）。

 

注：圖中展示了在PIR click的基礎上進行修改的示例，因為這種修改比設計新的PCB並獲取所需元件更為方便。修改後的解決方案與click板的用途並不衝突。

 

圖2.PIR click修改示例和原理圖

 

經過上述修改後，即可利用內置的12位差分ADC和PGA。選擇適合的MCU後，可大大減少所需的外部元件，如圖3所示。

 

圖3.修改後的PIR click和原理圖

 

減少所用的外部元件後，如需替換外部元件
，要考慮的硬件注意事項也相應減少，因此硬件和PCB設計更為整潔、緊湊。此外
，由於更多任務都在MCU中處理
，軟件和固件也更加緊湊和高效。時序和同步的管理也更為方便簡潔。

 

若將傳感器節點設計的大部分複雜性從硬件轉移至MCU和中央處理單元（CPU）並bing在zai固gu件jian中zhong加jia以yi管guan理li，在zai開kai發fa過guo程cheng中zhong就jiu可ke以yi更geng為wei靈ling活huo地di更geng改gai和he添tian加jia功gong能neng

，而er無wu需xu花hua費fei時shi間jian重zhong新xin設she計ji電dian路lu板ban布bu局ju，從cong而er能neng夠gou節jie省sheng設she計ji時shi間jian和he成cheng本ben。同tong時shi
，針zhen對dui功gong耗hao等deng其qi他ta因yin素su的de代dai碼ma優you化hua也ye更geng為wei方fang便bian。隻zhi需xu更geng改gai參can數shu設she置zhi
，設she計ji人ren員yuan就jiu能neng更geng改gai應ying用yong程cheng序xu代dai碼ma來lai添tian加jia功gong能neng，或huo優you化hua代dai碼ma來lai降jiang低di功gong耗hao或huo與yu環huan境jing條tiao件jian相xiang關guan的de敏min感gan性xing。當dang環huan境jing溫wen度du超chao過guo30°C時shi，傳chuan感gan器qi在zai有you人ren進jin入ru檢jian測ce範fan圍wei時shi可ke能neng很hen難nan檢jian測ce到dao，而er優you化hua代dai碼ma可ke降jiang低di係xi統tong對dui環huan境jing溫wen度du變bian化hua的de敏min感gan性xing。在zai添tian加jia功gong能neng時shi
，可ke以yi添tian加jia機ji器qi學xue習xi功gong能neng，用yong於yu識shi別bie運yun動dong模mo式shi並bing幫bang助zhu係xi統tong學xue習xi如ru何he區qu分fen噪zao聲sheng或huo人ren與yu動dong物wu的de運yun動dong等deng。

 

對於使用PIR傳感器的運動檢測應用，ATtiny1627等MCU內置有所需的大部分功能，因此可將設計的複雜性從硬件轉移至固件和軟件。如此便可降低複雜性，同時提高靈活性。

 

電源效率

 

對dui無wu線xian傳chuan感gan器qi節jie點dian而er言yan
，功gong耗hao是shi一yi項xiang重zhong要yao考kao量liang因yin素su。這zhe是shi因yin為wei電dian池chi的de使shi用yong壽shou命ming越yue長chang，傳chuan感gan器qi節jie點dian的de使shi用yong壽shou命ming就jiu越yue長chang，因yin此ci整zheng個ge傳chuan感gan器qi網wang絡luo係xi統tong的de使shi用yong壽shou命ming也ye就jiu越yue長chang。這zhe一yi點dian對dui所suo有you無wu線xian傳chuan感gan器qi係xi統tong都dou適shi用yong。如ru果guo已yi安an裝zhuang數shu十shi、shubaishenzhishuqiangechuanganqilaishixianbutongdejiancegongneng，dangjiedianguanbishi
，zegaijiedianjiangbeishiweisiwanghuogongnengyichang。duiyujiaodaxingdechuanganqixitong，genghuandianchihuojiedianbenshenyiweizheweizuizhongyonghudailaiewaichengben，bingqiezaijiedianchuyuguanbizhuangtaishi，xitongjianghuishixiaohuowufachongfenfahuizuoyong，yincizaifashengyiwaishijianshikenengbuhuifachutongzhi。yinci，dianchideshiyongshoumingyuechangyuehao。

 

由於MCU具(ju)有(you)休(xiu)眠(mian)模(mo)式(shi)並(bing)且(qie)可(ke)快(kuai)速(su)喚(huan)醒(xing)

，每(mei)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)節(jie)點(dian)的(de)功(gong)耗(hao)都(dou)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)非(fei)常(chang)低(di)的(de)水(shui)平(ping)。節(jie)點(dian)可(ke)以(yi)休(xiu)眠(mian)
，當(dang)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)範(fan)圍(wei)內(nei)出(chu)現(xian)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)並(bing)由(you)此(ci)檢(jian)測(ce)到(dao)運(yun)動(dong)時(shi)，節(jie)點(dian)就(jiu)會(hui)快(kuai)速(su)喚(huan)醒(xing)，並(bing)在(zai)完(wan)成(cheng)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)後(hou)返(fan)回(hui)休(xiu)眠(mian)模(mo)式(shi)。因(yin)此(ci)

，能(neng)夠(gou)延(yan)長(chang)每(mei)個(ge)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)節(jie)點(dian)的(de)工(gong)作(zuo)時(shi)間(jian)，而(er)無(wu)需(xu)更(geng)換(huan)電(dian)池(chi)。請(qing)參(can)見(jian)圖(tu)4，了解使用休眠模式和快速喚醒時CPU的運行方式。功耗取決於具體應用，並且會根據PIR傳感器的配置
、采樣時間和濾波參數而有所不同，這些因素也會影響傳感器的檢測範圍和/或靈敏度。若應用需要達到更低的功耗，可以對這些參數進行調整，進一步降低功耗。

 

圖4.固件時序圖

 

 

ATtiny1627等MCU外形小巧且功能強大，並且內置有智能、複雜的特性和功能，可改進電流消耗和功耗效率，從而延長電池供電聯網應用的使用壽命，同時降低設計複雜性
、削減係統總成本和縮短上市時間。