
引 言
全球疫情防控形势依旧紧张,使用便携式喷雾消毒设备,可以更好地对物品表面进行消毒,依靠锂电池工作可以让其使用更为便捷,通过旋钮可以进行水量调节,同时具备蓝光功能,另外有状态LED灯提示设备正常工作、电池电量低、充电中。
瑞萨解决方案
本文提供了一个高效的便携式喷雾消毒解决方案示例。该解决方案使用了瑞萨的多个部件,包括16位MCU RL78/G1M,同步降压稳压器ISL85415和升降压稳压器ISL85403。将这些设备与其他部件(包括锂电池,LED照明设备和其他组件)组合在一起,可以廉价而轻松地实现此解决方案。
RL78/G1M特性
RL78/G1M系列采用20引脚TSSOP封装(4.4×6.5mm,0.65mm间距),同时具有用于电机驱动的实时输出端子,可以实现120度通电控制及BLDC电机驱动。适用于小家电、玩具、办公设备等电机控制。
使用BLDC,具有驱动能力高、噪声低、抖动小的优点,而在瑞萨官网上也有丰富的BLDC固件应用说明。另外还可以使用RL78/G1M快速原型开发板进行快速导入。该解决方案也易于移植到更高规格的RL78 MCU,例如RL78/G14、RL78/G1F等。
RL78/G1M微控制器的概要如下所示:

该解决方案使用了RL78/G1M的实时输出控制器,实时输出控制器可以通过使用TAU的PWM输出功能来控制一台直流电动机或两台步进电动机。实时输出控制器可以通过使用中断INTP0作为触发器来切断定时器输出。
可以使用软件设置以以下任意一种状态输出强制截止信号:高阻态、低电平、高电平或截止无效。实时输出控制器的框图如下。

系统设计
系统要求:
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锂电池电压规格:3.7V
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电池充电管理IC:给锂电池充电
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集成FET稳压器:ISL85415(实现电池电压3.7V转换到3.3V);ISL85403(实现电池电压3.7V转换到12V)
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旋钮:控制水量
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状态LED灯:正常工作时,LED常亮;电池电量低时,LED快速闪烁;充电时,LED慢速闪烁(充满电时,LED灭)
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蓝光:可以通过蓝光开关,打开/关闭蓝光
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电池低电量检测:当电池电量低时,提醒操作者为设备充电

注:虽然在此图中使用了霍尔传感器,但无需使用霍尔传感器亦可实现该应用。
RL78/G1M使用的外围功能:

RL78/G1M使用到的引脚:

系统操作概要
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首先,手持式喷雾消毒设备本身是依靠锂电池工作的,所以在使用前先要确保锂电池有电。
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通过旋钮选择水量大小,按下开关按键以开启设备。
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可对收到物品的包装盒等进行消毒杀菌,将喷雾口靠近物品,来回左右慢慢移动,即可杀灭物品上面看不见的致病细菌。
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正常工作时,状态LED灯常亮。
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在进行消毒的过程中,也可以通过旋钮改变水量大小。
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当检测到锂电池电量低时,状态LED灯快速闪烁(2秒闪烁一次),此时需要使用外部电源给锂电池充电。充电时,状态LED灯慢速闪烁(5秒闪烁一次),充满时,状态LED灯灭。
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再次按下开关键则关闭设备。

结论
由于RL78/G1M的低功耗,使得其更适合应用于手持便携设备。同时,又具备良好的性价比,在系统现有功能实现的基础上,充分利用RL78/G1M的片内外资源,尤其是具有用于电机驱动的实时输出端子。此外,结合高性能、高输入电压充电器以及集成FET稳压器解决方案,使得产品的智能性与应用性大大提高,且缩短了开发时间,降低了开发成本。
来源:瑞萨MCU小百科(作者:徐晶)
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