一。 作品簡介
該類型藍牙電子體溫計是以一顆具有高精度ADC的MCU為核心搭配高精度NTC溫度傳感器及高性能藍牙4.0模塊組成的一款低功耗、高精度、高性能的人體電子體溫計。
藍牙電子體溫計需配合手機APP進行溫度數(shù)據(jù)接受并顯示報警。
適用于全年齡段人群,尤其是晚上老人與小孩發(fā)燒時的體溫監(jiān)測,小米手機是不是為發(fā)燒而生我不知道,不過本案例就的的確確是為發(fā)燒而生。
二。 作品特性
1. 1個LED燈工作狀態(tài)指示;
2. 單按鍵開/關(guān)機;
3. 測量溫度范圍:25.0℃~45.0℃;
4. 精度:≤±0.2℃;
5. 分辨率:0.1℃;
6. 工作電壓:2.2V MIN ~3.6V MAX,可由3V鈕扣電池供電;
7. 工作電流:正常工作狀態(tài)<1.5mA,睡眠狀態(tài)<18uA;
8. 支持藍牙4.0數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,波特率:9600bps、8位數(shù)據(jù)、無校驗位、1停止位;
9. 藍牙傳輸距離:空曠10M±2M MAX;
10. 藍牙數(shù)據(jù)更新間隔:5S±1S;
11. 儲存溫度: -15℃~55℃
12. 尺寸:Ф25mm
三。 作品實用性
作品還不是很完善,主要是手機APP還是用調(diào)試助手類的工具進行實驗性數(shù)據(jù)收發(fā),如果能有高手把APP完善一下,優(yōu)化UI、加上數(shù)據(jù)處理、溫度記錄、報警等功能就完美了,可以推向市場了,目前某寶上已有在賣的類似產(chǎn)品。
四。 原理圖及PCB圖
注:原理圖中在VDD與Q1的D板間加多一個R9電阻及DS1發(fā)光二極管
原理簡述:
1. 藍牙4.0模塊(下稱模塊)購買的是現(xiàn)成已開發(fā)好的,支持透傳模式,MCU把溫度數(shù)據(jù)通過RX端口傳給模塊,然后再由模塊發(fā)給手機端,模塊的設(shè)置主要通過手機APP端與模塊間進行;模塊的使能端EN由MCU控制,為的是控制關(guān)機后模塊的功耗,模塊的主體芯片用的是TI的CC2540。
2. 作品中的MCU用的是富晶的FS98o01,內(nèi)帶14位高精度差分輸入與差分基準ADC,內(nèi)部1MHZ時鐘,主要負載溫度采集、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)傳輸,休眠時電流約2uA。
3. NTC采用的是立創(chuàng)商城購買的MF52 104F3950,B值為3950K,25℃時電阻值為100K歐,由于NTC傳感器的阻值隨溫度的變化并非線性,所以在本案例中采用的方法是取其中25℃~45℃這段范圍,同時采取多點標定,每隔2℃取一個標定點,共11個標定點,每2℃間隔看成是線性,標定數(shù)據(jù)先保存于24C02中,每次開機時先把標完數(shù)據(jù)從24C02中讀出,每次測溫時采到ADC逐一與標定的數(shù)據(jù)比較,判定處于哪一個溫度段,然后再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度并輸出給藍牙模塊;作品設(shè)定當測得溫充小于25℃時輸出為0.0℃,當測得溫度大于45℃時精度不再受控。
4. 快速按兩次S1鍵開機,長按S1鍵關(guān)機,開機時按S2鍵進入校準標定模式。
PCB背面
PCB正面
五。 BOM表(物料清單)
六。 軟件
BLE4.0模塊是購買的現(xiàn)成產(chǎn)品,所以并未重新開發(fā),也沒有對應(yīng)的程序;
手機APP也是下載手機的藍牙調(diào)試工具進行測試的,本次作品測試采用IPHONE 4S安裝 LIGHTBLUE進行實驗;
該作品只是寫了MCU的程序,見附件,用的是匯編語言。
注:作者原帖中附有附件可下載,有需要的朋友可查閱原帖。
七。 測試效果
用校準器分別調(diào)節(jié)輸出NTC對應(yīng)于25℃、27℃、29℃、31℃、33℃、35℃、37℃、39℃、41℃、43℃、45℃時共11個點的阻值(100K、91.697K、84.157K、77.305K、71.072K、65.395K、60.222K、55.503K、51.195K、47.259K、43.659K)給MCU校準標定,標定完成后重新上電開機,然后用手機APP助手連接模塊,進行收發(fā)數(shù)據(jù)。
NTC溫試阻值表:
NTC在25℃~45℃間的溫度阻值線性圖:
X軸為溫度(℃),Y軸為阻值(Kohm)
把作品放入恒溫箱里進行實驗,手機APP接收的溫度數(shù)據(jù)與恒溫箱設(shè)定溫度對應(yīng)表如下:
八。 總結(jié)
由于平時比較忙,所以做起來會感覺時間有點趕,不過總體來說進展比較順利,精度能達到要求。
手機APP測試時比較有意思,特別是距離測試時,但由于自己沒那個水平所以APP不能搞個專用的,這是讓我覺得是很大的一個不足之處,另外就是所用的NTC用在人體測溫上可能會由于不能直接接觸到人體會導(dǎo)致測溫不準,改變NTC的樣式使其能接觸人體效果應(yīng)該會更好。
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