世平安森美超低功耗藍牙 BLE5.0 RSL10-SiP 之能量採集低功耗藍牙開關應用

能量採集藍牙低功耗開關參考設計是基於 RSL10 SIP 的無電池藍牙開關,這是業界功率最低的藍牙 BLE5.0 ,集成到完整的系統在 RSL10 SiP 解決方案中。

使用 ZF AFIG −0007 發電機從開關的啟動中獲得的能量足以通過藍牙低功耗可靠地傳達開關啟動,而無需任何額外的電池。由於 RSL10 (1.1−3.3 V) 的輸入電壓範圍很廣,板上不需要外部直流/直流轉換器。

藍牙低功耗開關預裝了能量採集 sample code,可使用標準的 Beacon 應用程式來進行演示。此sample code 可以使用 RSL10 軟體開發套件 (SDK) 輕鬆自行定義,包括添加或刪除功能、修改 Beacon sample code 等功能。藍牙低功耗開關還可以透過充當發射器或 Beacon 訊息接收器與藍牙IoT開發套件 (B −IDK) 相容。在這種情況下,設計人員可以添加遮罩板,將額外的感測器和執行器功能融入應用設計中。

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  • 開關設備可直接開箱即用,按下能量採集開關如(圖1)。


    圖1。按下能量採集開關

  • 拆下板的翅膀並安裝到外殼中

    如果需要盡可能小的外形,則可以分離板的主要功能部分,包括 ZF 能量採集開關、儲能、voltage clamping 和 RSL10 SiP 包裝模組。所有這些基本功能都位於開發版的中心部分。板的左右兩翼僅包含安裝孔和程式設計電源連接器的程式設計介面以及安裝不同儲存電容器的位置。

    機翼可以沿著圖2 中顯示的軸很容易折斷。

    圖2。折斷軸

    根據所用的外殼,可能需要在斷裂後平滑邊緣。

    圖3。折斷翅膀後,平滑和未平滑的邊緣比較。

    顯示安裝在塑膠外殼中的能量採集開關示例。


    圖4。帶藍牙低功耗模組的搖動開關

  • Programming 能量採集開關能量採集開關的客製化韌體可以在 RSL10 SDK 進行。這可用於添加自定義識別和身份驗證等功能,以進一步優化安全性和便利性相關方面。此外,藍牙傳輸功率可進行調整,以進一步降低功耗或延長傳輸範圍。

  • 使用RSL10軟體開發套件

    在能量採集上採用的韌體藍牙低能耗開關 RSL10 SIP 可使用 JTAG Programmer(如 SEGGER J −Link Ultra+ 和 RSL10 軟體開發套件)進行更新。

    板子有 10 針 JTAG/SWD 介面,可連接到標準的 10 針 needle adapter 連接Tag-Connect TC2050 −IDC。此外,還需要 3.3 V 電源和一個跳線。

    圖5。電源連接和程式設計模式跳線

    圖6。連接needle adapter

    以上方式即可在 RSL10 SDK 中啟動 Flash Process。有關如何使用 RSL10 SDK 的詳細資訊,請參閱“Getting Started with RSL10” Guide (AND9697/D)。

  • 基於 RSL10 的能量收集藍牙低功耗開關與 LED 照明應用程式相結合。

    演示的接收部分("LED燈")基於藍牙物聯網開發套件 (BDK)。該系統由 BDK 基礎板 (包含 RSL10)、電源和 LED 驅動電路板所組成。(由於 BDK 開發套件過於複雜,本次以 BLE5.0 RSL10-SiP 開發板作為替代)。

    接收系統可與多達 10 個能量收集藍牙低功耗開關開發板配對。開關配對後可以控制連接到接收器電源的LED燈光的亮度。





任何配對後的能量收集開關都可用於控制LED燈的電源。如果LED關閉,則可以通過按下能量收集開關,LED燈就會亮起。當燈亮起時再次按下開關時,LED 會關閉。

 

請確保黃色發電機頂部的白色塑膠片可以自由移動,朝啟動方向移動(見圖 7)。如果擋住,開關將無法正常工作!

圖7:按下能量收集開關

  • 配對能量收集開關



    1. 進入配對模式

    當增加或刪除開關,接收系統需要處於配對模式。要進入配對模式,請按下DIO5按鈕約 3 秒,直到 LED "DIO6"快速閃爍。LED 的閃爍表示系統處於配對模式。

    如果要退出配對模式而不增加或刪除開關,請按"DIO5"按鈕短時間(<3s)。LED "DIO6"將關閉以指示正常操作模式。

    當系統處於配對模式時,無法控制LED電源!

    1. 配對開關

    一旦接收系統處於配對模式,需要按下欲增加的能量收集藍牙低耗能開關。

    如果配對成功,LED "DIO6"將連續亮兩秒鐘。之後,LED "DIO6"關閉,系統繼續正常運行。

    如果配對失敗,LED "DIO6"將以較低的頻率閃爍兩秒鐘。如果已經配對了 10 個能量收集開關,則通常也會出現這種情況。在這種情況下,需要在新開關增加之前清除清單。

    1. 取消配對開關

    要清除配對開關的清單,系統需要處於配對模式。當配對模式處於活動狀態時,按下"DIO5"按鈕約3秒,直到LED "DIO6"持續打開。兩秒鐘後,LED 將再次關閉,以指示配對開關清單已成功清除。

    現在,所有開關均未配對時,最多可配對 10 個新開關,如上所述。

     

    •  RSL10-SiP 之能量採集低功耗藍牙開關應用主要目的:

    當使用RSL10 SIP 評估開發板 (RSL10-SIP-001GEVB) 與 RSL10 的能量收集藍牙低功耗開關LED 照明應用程式相結合。驗證能量採集低功耗藍牙開關的應用,在智能家庭、智能大樓等 IOT之應用上,達到不需要電源、不需要配線、不需要維護及不需要修改現有架構的最佳方案。也希望藉此

    開發出以 RSL10 SIP 開發版更多的相關產品。


     

    進一步閱讀

    欲瞭解更多資訊,請參閱以下文件:

    • RSL10 Software Development Kit (SDK)

    https://www.onsemi.cn/support/design-resources/software?rpn=RSL10%20SIP

    • Energy Harvesting Bluetooth Low Energy

    https://www.onsemi.cn/support/evaluation-board/ble-switch001-gevb

    • JTAG Programmer (e.g., SEGGER® J−Link_ Ultra+)
    • RSL10 SIP Datasheet
    • Getting Started with RSL10 (AND9697/D)

    附件:

    RSL10 的能量收集藍牙低功耗開關與 LED 照明應用程式

    技術文檔

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