討論一下延長物聯(lián)網(wǎng)耗電設(shè)計的電池壽命的方法，包括不同的軟件改進和設(shè)備選項。

根據(jù)終端設(shè)備的特性，軟件可以成就或打破我們對電池壽命的期望。無線連接的設(shè)備可以通過延長待機時間和減少報告數(shù)據(jù)的頻率來延長電池壽命。

以傳感器到云的 Sub-1GHz 設(shè)備為例。溫度、濕度和空氣純度水平等環(huán)境數(shù)據(jù)不會很快發(fā)生變化，因此每 30 或 60 分鐘的報告間隔就足夠了。在待機期間，傳感器可能處于休眠狀態(tài)；只有無線電可能必須以更快的間隔時間喚醒以檢查回網(wǎng)關(guān)并查看用戶是否請求了新數(shù)據(jù)。

一些終端設(shè)備有更嚴格的限制，無法入睡。例如，對于煙霧探測器或安全設(shè)備，檢測到的煙霧或玻璃破碎是必須立即報告的關(guān)鍵事件。有一些技巧可以通過這些應用程序中的軟件更改來延長電池壽命。為延長電池壽命，如果安裝位置距離網(wǎng)關(guān)較近，我們可以降低無線發(fā)射功率。另一個技巧是在無線微控制器 (MCU) 休眠時讓關(guān)鍵傳感器始終開啟，等待事件發(fā)生。傳感器喚醒 MCU 以發(fā)送關(guān)鍵事件消息。

為我們的應用選擇合適的低功耗設(shè)備是延長電池壽命的另一種方法，但由于設(shè)備眾多，很難找到合適的設(shè)備。我想重點介紹兩種在傳感器到云生態(tài)系統(tǒng)中很有用的設(shè)備。第一個是LPV802 納米功率雙運算放大器 (op amp)，它可以在我們的低功耗無線 PIR 運動檢測器參考設(shè)計中實現(xiàn)始終開啟的超低功耗運動感測，支持傳感器到云網(wǎng)絡。運算放大器有很多用途，但該設(shè)備也非常適合煙霧探測器和任何優(yōu)先考慮低功耗的應用。

LPV801（單通道）和 LPV802（雙通道）組成了超低功耗運算放大器系列，適用于由電池供電的無線和低功耗有線設(shè)備 中的 感測應用。LPV80x 放大器的帶寬為 8kHz，靜態(tài)電流為 320nA，可最大限度降低運行電池壽命至關(guān)重要的設(shè)備（如 CO 檢測器、煙霧檢測器和 PIR 運動檢測器）消耗的功率。

除超低功耗特性外，LPV80x 放大器還具有實現(xiàn)毫微微安偏置電流的 CMOS 輸入級。LPV80x 放大器還特有一個負軌感測輸入級和一個相對于電源軌的擺幅為毫伏級的軌到軌輸出級，從而盡可能保持最寬的動態(tài)范圍。LPV80x 設(shè)有電磁干擾 (EMI) 保護，可降低來自手機、WiFi、無線電發(fā)射器和標簽閱讀器的無用射頻信號對系統(tǒng)造成的影響。

圖 1：無線被動紅外 (PIR) 運動檢測器參考設(shè)計框圖

可能感興趣的第二個器件是 DRV8833 雙 H 橋電機驅(qū)動器，具有低功耗睡眠和驅(qū)動兩個直流電機或一個步進電機的能力。該器件具有兩個 H 橋驅(qū)動器，能夠驅(qū)動兩部直流刷式電機、一部雙極步進電機、多個螺線管或其他感性負載。

每個 H 橋的輸出驅(qū)動器模塊由配置為 H 橋的 N 溝道功率 MOSFET 組成，用于驅(qū)動電機繞組。每個 H 橋均具備調(diào)節(jié)或限制繞組電流的電路。

雙路 H 橋電流控制電機驅(qū)動器

可以驅(qū)動兩部直流電機或一部步進電機

低金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET) 導通電阻：高側(cè) (HS) + 低側(cè) (LS) 360mΩ

輸出電流（VM = 5V，25°C 時）

采用 PWP/RTY 封裝：每條 H 橋的 RMS 電流為 1.5A，峰值電流為 2A

采用 PW 封裝：每條 H 橋的 RMS 電流為 500mA，峰值電流為 2A

可以將輸出并聯(lián)，以實現(xiàn)

3A RMS 電流、4A 峰值電流（PWP 和 RTY 封裝）

1A RMS 電流、4A 峰值電流（PW 封裝）

寬電源電壓范圍：
2.7V 至 10.8V

PWM 繞組電流調(diào)節(jié)/電流限制

耐熱增強型表面貼裝封裝

該器件利用故障輸出引腳實現(xiàn)內(nèi)部關(guān)斷功能，提供過流保護、短路保護、欠壓鎖定和過熱保護。另外，還提供了一種低功耗休眠模式。

可調(diào)限流電路是該設(shè)備的另一個不錯的特點。我們可以通過避免因電機停轉(zhuǎn)或其他故障而產(chǎn)生的不必要的電機電流來延長電池壽命。智能電子鎖、阻尼器和執(zhí)行器系統(tǒng)以及任何小型電機應用都可以從低功率限流電機驅(qū)動器中受益。

圖 2：智能阻尼器參考設(shè)計板上的 DRV8833 (U3)

德州儀器 (TI) 有幾個使用 DRV8833 電機驅(qū)動器的參考設(shè)計。