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本篇闡述單火智能開關(guān)的技術(shù)難點及壁壘,在進(jìn)入文章之前,推薦閱讀——
《單火線設(shè)計系列文章1:場景由來、技術(shù)問題》
《單火線設(shè)計系列文章4:電源轉(zhuǎn)換電路和無線通信SOC電路》
《單火線設(shè)計系列文章5:單火線智能開關(guān)的技術(shù)難點 - 閉態(tài)”鬼火”問題》
《單火線設(shè)計系列文章6:技術(shù)難點 - 開態(tài)”宕機(jī)”問題》
作為一款帶聯(lián)網(wǎng)功能的強(qiáng)電低功耗產(chǎn)品,軟件與硬件的配合決定著各自的性能是否能發(fā)揮到極致,而這也體現(xiàn)在整機(jī)產(chǎn)品到客戶手上使用時能否更加穩(wěn)定地運行。本文列舉軟硬件聯(lián)調(diào)的6個典型問題,若碰到類似情況,可以讓你更快速地定位問題所在。
1. 頻繁按鍵操作導(dǎo)致宕機(jī)
原因:
a. 按鍵的上拉電阻阻值太小,在按鍵按下時會消耗較多的電流;如100K的上拉電阻在按鍵按下時,直接接地,3.3V供電時,其電流為30uA,而一個zigbee模塊在休眠狀態(tài)下所消耗的功率可以調(diào)到僅為10uA不到;
b. 按鍵操作讓繼電器同步響應(yīng),一個200mW繼電器,5V供電時,一個動作切換需要消耗40mA電流,若頻繁響應(yīng)按鍵操作,則相當(dāng)于不斷地進(jìn)行40mA的電流抽取。40mA對于開態(tài)、閉態(tài)的取電都是較大的電流損耗,容易造成電壓下跌而宕機(jī)。
解決方法:
a. 增大上拉或下拉電阻,由于弱上下拉,注意預(yù)留下拉電容、軟件做消抖處理;
b. 對按鍵做頻繁開關(guān)的操作限制,如一個按鍵動作之后,300ms內(nèi)不對按鍵做任何響應(yīng)
2. 開關(guān)自帶記憶功能,上電即宕機(jī)
原因:
有些開關(guān)產(chǎn)品,在上電時會直接操作繼電器,由于繼電器消耗的電流幾十mA,開關(guān)上電時由于電壓建立尚未穩(wěn)定,此時抽取幾十mA的電流會讓電壓出現(xiàn)瞬間的下跌,造成系統(tǒng)工作異常。
解決方法:
開關(guān)上電時,固件做延遲動作的邏輯,如上電后3s內(nèi)屏蔽任何大電流的操作(繼電器操作、搜網(wǎng)等)
3. 搜網(wǎng)情景下切換燈具狀態(tài)時出現(xiàn)宕機(jī)
原因:
搜網(wǎng)狀態(tài)下,以zigbee為例,通常聯(lián)網(wǎng)模塊所消耗的平均電流>5mA,WiFi則更大。若由開態(tài)切換至閉態(tài)時,如果閉態(tài)供電能力較弱則容易出現(xiàn)電壓跌落而導(dǎo)致宕機(jī);
解決方法:
a. 盡量在開態(tài)狀態(tài)時才進(jìn)行搜網(wǎng)動作;
b. 搜網(wǎng)動作時,延長相鄰信道搜索間隔時間、縮短單一信道搜索時間
4. OTA升級宕機(jī)
原因:
OTA狀態(tài)下,以zigbee為例,通常聯(lián)網(wǎng)模塊所消耗的平均電流>10mA,WiFi則更大。若由開態(tài)切換至閉態(tài)時,如果閉態(tài)供電能力較弱則容易出現(xiàn)電壓跌落而導(dǎo)致宕機(jī)
解決方法:
OTA狀態(tài)下,延長相鄰信道搜索間隔時間、縮短單一信道搜索時間
5. 兩路開關(guān),操作一路燈具時,另外一路燈具微亮或突閃
原因:
針對繼電器方案,繼電器切換過程中有10-20ms的切換時間,若起始狀態(tài)為開關(guān),在觸點切換為閉態(tài)時,在觸點尚未吸合到另外一個狀態(tài)時,此時電流會從另一路負(fù)載流過,導(dǎo)致該路負(fù)載出現(xiàn)突閃問題
解決方法:
盡量選用切換電流更小的磁保持繼電器,操作繼電器的IO口脈寬逼近繼電器的最小切換時長,且繼電器的驅(qū)動電流做一定限制,逼近繼電器的最小切換電流
6.更難兼容的燈具方案
原因:
LED方案中,高壓線性方案、阻容降壓方案是最難兼容的燈具方案。高壓線性中,LED相當(dāng)于串聯(lián)到線路中,通過開關(guān)管的放大區(qū)間進(jìn)行平衡電壓輸入,電流線性流過LED;而阻容降壓方案中,帶有大電容集聚電能。這兩種方案相比開關(guān)電源方案的LED,更小的電流也足以讓這些方案的燈具很容易出現(xiàn)微亮的問題;
解決方法:
a.外掛安規(guī)電容到燈具兩端,如0.33uf的安規(guī)電容(注意安裝時的安全保障);
b.若開關(guān)有指示燈,由于在難以兼容的燈具場景時,uA級別的電流都會有不同的兼容效果,因此盡量讓指示燈的亮度更低甚至只有在開態(tài)的時候才進(jìn)行亮燈指示。