導入32位MCU 照明燈具有望實現智能燈控應用
2012-12-12 22:11:23 本站原創傳統燈控系統的電源回路和控制回路是做在一起的，當開關一開啟，整個電源回路也隨之開啟，導致部分沒有使用需求的燈具也因此跟著被開啟，造成許多電力資源浪費，因此催生市場上亟需智能化照明產品的需求。
隨著節能減碳的時代來臨，新的智能燈控技術紛紛出爐，例如數位可定址照明介面(DALI)、DMX512、KNX等，這些智能燈控技術的出現，將控制回路自電源回路分離，使得每個燈具可獨立受到控制;且由于加入了微控制器(MCU)后，每個燈泡也可主動隨周圍環境的昏暗自動調光，還可即時將目前燈泡的各種狀態，如燈光亮度、耗電量、周圍溫度、情境模式狀態或損壞情形透過DALI總線傳遞至主控臺，如此一來主控臺前的管理員再也不用耗費時間至各個樓層或房間巡視哪個燈沒關或哪個燈泡損壞;透過MCU的控制與回報，就可以讓所有燈具狀態一覽無遺;此一方式不僅可大幅節省人力資源與成本，也能有效的運用每個電力資源，真正實現智能照明控制。
實現即時監控與回報 32位MCU大受市場青睞
講到智能燈控就不能不提到DALI技術，此一技術是從1-10伏特(V)模擬照明控制器系統開發而來，之后由國際電工協會(IEC60929、IEC62386)在2002年正式訂定開放式照明通訊規範。透過此規範讓每個燈具控制器都有專屬的地址，可自行判斷所收到的資料，也可以儲存資料，且有兩百五十四階的亮度調節，并具備雙向通訊功能。
以往要符合DALI規范可以透過8位微控制器完成，但使用8位微控制器時，一旦遇到有時間要求的資料(例如曼徹斯特碼)，處理速度往往不夠即時;同時，在一些復雜的運算上又須使用其他的方式完成，例如建表，但建表卻又會增加On-chip記憶體空間;On-chip記憶體增加意味著成本的增加。
有鑒于此，若要達成四個脈衝寬度調變(PWM)的主控制晶片的輸出，8位MCU的計時器只有8位，解析度只有0?255，無法實現DALI要求的0.1?100%的燈光亮階;加上若是四個PWM須同時能夠改變頻率和工作週期，對8位MCU而言可說是極大的挑戰，且還須外掛EEPROM以儲存資料，也沒有相對應的省電模式等，而上述的諸多缺陷，在32位MCU即可輕松解決還具備許多附加功能。
以恩智浦(NXP)的32位MCU LPC1114為例，工作頻率45DMIPS，在32位MCU中并非最快的，但在智能燈控中已足以處理復雜的運算。此一MCU工作電壓範圍僅1.8-3.6V，可讓MCU運作更久，以延長產品壽命。另外，該款32位MCU還內建四種省電模式，其中Deep Power Down模式讓MCU在維持運行下只消耗220奈安培(nA)，以目前市面上的32位MCU產品而言，該產品的確相當省電。
相較于過往8位MCU，這款32位MCU具備四個獨立計數器，兩個32位、兩個16位，相對于DALI系統的要求，雖然一個16位的計數器就可達成，然而四個獨立的計數器可以輸出四個獨立的PWM訊號去推動四組不同的燈具，進而創造出情境模式。
一般而言，PWM通常多達十二組，所以可靈活運用拿來當第二組DALI控制串口，如此一來即可再省一顆MCU的成本。
而內建的數位模擬轉換器(DAC)可提供鎮流器廠商在PWM驅動燈泡之外，多一項驅動燈泡的選擇;八個通道模擬數位轉換器(ADC)則可同時偵測溫度、電壓及電流;透過優化代碼除能夠提升運行效率外，也能降低代碼容量，多出來的Flash空間還可以透過On-chip的燒錄函式作為EEPROM使用。On-chip通用序列匯流排(USB)節點，還可結合現成無線通訊節點將訊息傳遞給主控臺。
