作者：德州儀器 Atul Patel
物聯網（IoT）與工業物聯網（IIoT）已成為將工廠連線、讓傳統工廠更聰明、透過提升效率來獲利的同義詞。現在，工廠設備監控或控制其搭配設備（例如化學藥品儲存槽、馬達設備、滲漏偵測設備、火警偵測設備），已經越來越常見。IIoT的下一階段，要將工廠連接到工廠牆外。
那些在傳統工廠隔間外的工廠資產，越來越需要使用無線、電池驅動的感測器與控制器，才能用經濟且有效率的方式，整合這些資產成為控制工廠的基礎設施。為何無線、電池驅動的感測器與控制器是工廠突破既有限制所必需的呢？簡單來說，因為工廠也會與時俱進，有時歷經幾十年的變化，工廠的最初設計已經無法滿足許多新的感測與控制需求，因此需要電池驅動的感測器與控制器節點，才可以不受位置的限制、按照實際需求擺放。電池驅動的感測器與控制器節點也不需要特別為電源或通訊佈線，為通過廠房既有隔間省下了很大的麻煩和一筆大開銷。
為了讓電池驅動的感測器與控制器可以有效整合在工廠環境中，這些節點必需能夠長期穩定運作、不必頻繁更換電池。導入電池驅動的感測器與控制器，需要感測元件、低電壓處理器、無線通訊模組，以上全部都要在極度高效的電源之下運作。
符合這些要求的核心元件常常相容性不太好，例如，低電壓裝置的輸入/輸出（I/O）的電壓常常因運作模式不同而有所差異，低功率感測器I/O可能在運作中的電壓是1.8V，但深度睡眠模式中，會降到1V以下來延長電池壽命；同樣的，處理器和通訊模組的I/O電壓可能在運作中是2.5V，但低功率模式中會降到非常低的值。
要怎麼把這些遠距感測和控制的核心元件整合在一起、又能善用它們低功率的優勢呢？簡言之，就是使用低功率電壓位準轉換器裝置，像德州儀器的AXC電壓位準轉換器系列，不只支援低功率運作，更支援I/O電壓位準調低至 0.65V（從3.3V到0.65V）。AXC 電壓位準轉換器裝置，讓您得以在核心元件之間導入低功率準位轉換，讓SPI（Serial Peripheral Interface）、UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）、GPIO（general-purpose I/O）、以及幾乎所有推拉式介面，包含這些裝置超低功率模式下的低電壓I/O。AXC系列可以支援最低0.65V的電壓，讓無線、電池驅動的感測器與控制器應用可以進入省電模式，將I/O準位壓到1V以下。
AXC裝置可以接受1到8位元的位元計數，內建低位元計數單通道（SN74AXC1T45）、雙通道裝置（SN74AXC2T45、SN74AXC2T245），全包含在一個小型四方扁平無引線（QFN）封裝，易於使用在電路板空間有限的設計（IIoT的遠距感測與控制常是如此）。圖1所示為微處理器分別在運作中和睡眠模式下與感測器連接的範例，以及其運作模式。
圖1：微處理器分別在運作中和睡眠模式下與感測器連接
圖1中所示的連接類型常見於許多工業感測應用，例如工廠自動化中的通訊模組系統。像SN74AXC2T245之類的裝置，可以讓一個感測器和微處理器，在運作模式中採用高效率，而在睡眠或低功率模式中則最佳化其電源效率。SN74AXC2T245自身的功率消耗在運作模式和休眠模式都非常低。
AXC電壓位準轉換器系列，可以讓低電壓、低功率的IIoT遠端感測器與控制器節點突破廠房隔間的限制。
欲瞭解 AXC 電壓位準轉換器系列的詳情，請參考德州儀器電壓位準轉換器頁面。
