人機界面(HMI)是用戶與設備交互的電子設備，常常與接口終端一起集成到自動化系統。本方案是一個具有接近傳感和LED動畫效果的電容式觸控HMI，采用了MSP430FR2522 MCU和LP5569 LED驅動器，可通過LED引擎控制實現極低的待機功耗并減少MCU的負載資源，可應用于需要具有出色EMI性能和抗濕性能的低功耗HMI的任何應用中，例如掃地機器人、排油煙機、廚房排風罩、冰箱、冷凍柜和電梯等。

圖1. 方案原型及性能

在家電及工業系統中，終端設備制造商對產品的可靠性越來越重視，并日益關心產品的外表吸引力。本方案采用帶有CapTIvate和先進LED驅動器技術的MSP430 MCU，讓方案很容易實現獨具特色的個性。

方案原理

該解決方案可應用于需要具有出色EMI性能和抗濕性能的低功耗HMI應用中，可通過LP5569引擎控制實現更低的系統電流消耗，運行預設照明圖案時具有最低的MCU負載，待機模式期間具有超低靜態電流。

圖2. 方案電路圖

方案具有全面診斷和保護功能，以及出色的抗濕性，主要特點包括：

(1)利用MSP430FR2522實現玻璃/塑料面板觸摸按鍵，以及接近喚醒。

(2)利用LP5569實現RGB三色燈環的特殊效果(呼吸，閃爍，漸變等)。

(3)利用LP5569配合MSP430FR2522實現LED閃爍與手觸摸成隨動效果。

(1)MSP430FR2522接近感應MCU

MSP430FR2522采用CapTIvate技術，能為暴露于電磁干擾、油、水和油脂的成本敏感型應用帶來電容式感應功能，為工業系統、家庭自動化系統、家電、電動工具、家庭娛樂、個人音頻應用等增加多達16個按鈕以及接近感應功能。

MSP430FR2522 MCU支持接近感應和透過玻璃、塑料和金屬覆蓋層觸摸，CapTIvate技術將電容式觸摸和接近感應的優勢性能增加到門禁控制面板、灶具、無線揚聲器和電動工具等應用中。

(2)LP5569 9通道I2C LED驅動器

LP5569器件是2.5V–5.5V電源電壓的可編程、易于使用的9通道I2C LED驅動器，用于為各種LED應用制造燈光效果。該器件器配備了一個用于存儲用戶編程的序列的內部SRAM存儲器，以及三個允許在無處理器控制的情況下運行的可編程LED Engines。

LP5569器件將處理器置于睡眠模式時，自主運行可以降低系統功耗。高效電荷泵支持通過高VF(甚至通過2.5V輸入電壓)驅動LED。LP5569 LED驅動器可以根據LED正向電壓要求自主選擇最佳的電荷泵增益，從而在寬工作電壓范圍內保持高效率。

當LED未激活時LP5569器件進入省電模式，從而顯著降低空閑電流消耗。靈活的數字接口允許連接多達八個LP5569器件，每個器件在同一系統中具有唯一的I2C從器件地址，從而支持所有器件之間的燈光效果同步。

LP5569的可編程LED Engines可實現獨立照明控制(無有源MCU控制)，可在多個器件之間實現同步，SRAM存儲器中具有多達256條指令，用于存儲照明圖案序列。器件具有靈活的調光控制模式，包括I2C調光控制、PWM直接輸入調光，PWM輸入頻率為100Hz至20kHz。

(3)無電容器LDO

TLV733P是一款尺寸超小且靜態電流較低的無電容器低壓降線性穩壓器(LDO)，可提供300mA的拉電流和典型值為1%的精度，并且線路和負載瞬態性能出色。

TLV733P采用現代無電容架構設計，輸入電壓1.4V至5.5V，無需使用輸入或輸出電容即可確保運行穩定。移除輸出電容有助于減小解決方案的尺寸，并且可以消除啟動時的浪涌電流。不過，TLV733系列在使用陶瓷輸出電容時也可以穩定運行。使用輸出電容時，TLV733還可以在器件上電和使能期間提供折返電流控制。此功能對于電池供電類器件尤為重要。

TLV733還提供了有源下拉電路，當被禁用時可以使輸出負載快速放電。典型應用包括平板電腦、智能手機、筆記本和臺式計算機、便攜式工業和消費類產品。

芯齊齊BOM表分析

本方案BOM表共有52個元器件，包括15個MLCC電容器，15個電阻器，12個LED，1個插頭，1個插座，1個PCB板，4個9通道RGB LED驅動器(型號LP5569)，以及MCU(型號LP5569)、LDO線性穩壓器(型號LP5569)各1個。

圖3. 方案BOM表

圖4. PCB布線圖樣

該BOM表LED驅動器、LDO有替代方案。MLCC中，除了C4、C6為20%容差，其他都選擇10%的窄容差電容器。

審核編輯：湯梓紅