📘 低功耗暖通空调 · 实战

🎯 30章 从入门到专家 v2.0
01 课程导论与项目全景
低功耗HVAC控制器的行业背景、市场痛点、课程目标与学习路径。
02 硬件平台选型
主流MCU对比 (STM32U5 vs MSP430 vs ESP32-S3)、传感器、无线模块选型。
03 低功耗基础理论
CMOS功耗来源、电压与频率权衡、功耗估算公式。
04 电源管理架构
DCDC与LDO选择、电池供电方案 (锂电池/干电池/超级电容)、电源轨设计。
05 时钟与唤醒策略
外部晶振 vs 内部RC、LPTIM、RTC唤醒与外部中断唤醒。
06 GPIO与外围低功耗
GPIO电平配置、上拉/下拉功耗、未使用引脚处理、I2C/SPI低功耗。
07 ADC与传感器采样
低功耗ADC配置、间歇采样与平均滤波、传感器上电时序控制。
08 无线通信低功耗(上)
BLE广播/连接间隔优化、Zigbee休眠终端节点设计。
09 无线通信低功耗(下)
Wi-Fi DTIM周期、MQTT-SN/CoAP对比、数据包压缩。
10 RTOS与任务调度
FreeRTOS Tickless模式、任务优先级与唤醒源、消息队列。
11 状态机与工作模式
HVAC状态机 (待机/运行/休眠/故障)、模式切换功耗预算。
12 固件优化技巧
Flash/RAM优化、编译器选项、循环展开与查表法。
13 数据存储与日志
EEPROM vs Flash模拟、磨损均衡、低功耗日志策略。
14 安全与可靠性
看门狗 (IWDG/WWDG)、电源监测 (BOR/PVD)、OTA低功耗考量。
15 热管理与散热设计
PCB热仿真、热敏电阻布局、风扇PWM调速与功耗。
16 EMC与抗干扰设计
PCB布局布线、去耦电容、屏蔽与滤波。
17 传感器融合算法
卡尔曼滤波入门、温湿度补偿、CO2预测模型。
18 PID控制与节能
PID整定、变风量(VAV)控制、预测性控制(MPC)简介。
19 用户界面与交互
低功耗LCD/OLED驱动、触摸 vs 机械按键、LED指示。
20 协议栈与云平台对接
MQTT详解、阿里云/腾讯云IoT接入、数据上云功耗影响。
21 测试与验证
功耗测量工具 (源表/功率分析仪)、自动化测试、长时间稳定性。
22 电池寿命估算
电池容量与放电曲线、Peukert定律、实际工况寿命模型。
23 量产与DFM
BOM优化、测试点设计、烧录与校准流程。
24 案例实战(一) 温控器原型
基于STM32U5:从原理图到PCB。
25 案例实战(二) 固件开发
传感器驱动、状态机与低功耗模式切换。
26 案例实战(三) 无线联调
BLE Mesh组网与数据上报。
27 案例实战(四) 功耗调优
从10mW到0.5mW的优化历程。
28 行业标准与认证
CE/FCC认证、Energy Star、UL 60730安全标准。
29 前沿趋势
能量采集 (TEG/光伏)、AI边缘计算、数字孪生。
30 课程总结与职业发展
知识体系回顾、面试技巧、开源社区与资源推荐。
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