藍牙穿戴式甲醛檢查儀的製作方法

2023-10-06 22:21:14 3

專利名稱:藍牙穿戴式甲醛檢查儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種甲醛檢查儀，尤其是藍牙穿戴式甲醛檢查儀，其包括MCU單片機，其不同在於，所述MCU單片機的電源來自二路，一路來自電池，一路來自外部電源，外部電源通過電源管理模塊及硬體開關機控制電路接至MCU單片機的電源接口，所述電源管理模塊與所述電池設置有連接線，所述MCU單片機還連接有OLED顯示屏、藍牙模塊、ADC模數轉換模塊、溫溼度傳感器，所述ADC模數轉換模塊通過精密運放連接有甲醛傳感器，所述精密運放與MCU單片機之間連接有基準源。本實用新型方便實現對測量精度不同層次的需求，體積小、且穩定可靠。
【專利說明】藍牙穿戴式甲醛檢查儀

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種甲醛檢查儀，尤其是藍牙穿戴式甲醛檢查儀。

【背景技術】
[0002]環境質量檢測一直是世界關注的重大課題，而有毒氣體的檢測是其中重要的一部分，尤其是對室內甲醛氣體的檢測。目前，已經有了很多甲醛的檢測方法，但大多都採用化學方法，需要採樣檢測，無法實時檢測室內空氣中的甲醛濃度。


【發明內容】

[0003]本實用新型目的在於提供一種藍牙穿戴式甲醛檢查儀，方便實現對測量精度不同層次的需求，體積小、且穩定可靠。
[0004]本實用新型為實現以上發明目的，可通過以下的技術方案來實現:藍牙穿戴式甲醛檢查儀，其包括MCU單片機，其不同之處在於，所述MCU單片機的電源來自二路，一路來自電池，一路來自外部電源，外部電源通過電源管理模塊及硬體開關機控制電路接至MCU單片機的電源接口，所述電源管理模塊與所述電池設置有連接線，所述MCU單片機還連接有OLED顯示屏、藍牙模塊、ADC模數轉換模塊、溫溼度傳感器，所述ADC模數轉換模塊通過精密運放連接有甲醛傳感器，所述精密運放與MCU單片機之間連接有基準源；所述電源管理模塊包括按鍵SI，當工作時按鍵SI按下後，電池供電PWRIN通過按鍵S1、電阻Rl對電容Cl充電，當到達電阻R3，電阻R4，電阻R5設定的滯回門限值後，比較器輸出反轉，輸出由原來的高電平變為低電平，通過二極體D2強制將電容C2拉低，電容C2的MSP_RST端接在低電平復位有效的單片機復位管腳，即可實現單片機系統的復位；當按鍵SI彈起時，電阻R2重新對電容C2充電，系統還不能立刻脫離復位狀態，但此次LDO電路U3的高電平使能端SYS_EN處於低電平無效狀態，整個系統供電無輸出，實現系統長按關機；只有當再次按下按鍵SI時，電池供電PWRIN才能通過按鍵SI，電阻R6，二極體D3使能LDO電路U3。
[0005]本實用新型首先放大甲醛傳感器PA級別的信號，選擇了低溫漂，低失調電流的運放，保證了輸出的精度和穩定度。而參考基準源的選取只要保證在一定溫度下有穩定輸出即可，通過合理電路設計，兩路ADC分別對基準和運放輸出進行採樣，MCU單片機應用其常用功能對數據做差值就可以抵消溫度對基準電壓的影響，達到溫補的效果。同樣也可以事先對基準源電壓輸出隨溫度變化實現數據對應，通過系統溫度傳感器採集的溫度，補償電壓偏移值也可。顯示部分可採用1.3寸自發光的OLED顯示屏，視角寬，不限外界光的影響，對比度高，功耗低，顯示效果好。硬體接口採用簡潔的IIC總線，可以和系統IIC總線的ADC公用，簡化硬體電路。ADC模數轉換模塊為了保證足夠精度和解析度，採用TI 16bit的低功耗ADC模數轉換模塊。差分輸入可以有效降低共模信號的幹擾，提高採樣精度。藍牙採用CSR8811兼容4.0和3.0,穩定成熟，適用現在蘋果10S，安卓和windows所有作業系統的藍牙設備，藍牙和單片機採用串口接口，方便設計和升級。溫溼度傳感器採用一體化模塊，單總線接口，便於系統模塊化設計。硬體開關機控制電路通過復位和1控制保證系統異常時能恢復正常。電源管理模塊採用成熟的鋰電子充電管理晶片，具有恆流，恆壓，涓流充電模式，同時系統集成的傳感器可以監控電池的溫度，通過顯示器提醒用戶保證電池安全充放電使用溫度。通過合理的PCB設計和物料選型，將所有功能都集成在36*41mm的空間，實現穿戴式設備的要求。

【附圖說明】

[0006]圖1為本實用新型的原理框圖；
[0007]圖2為本實用新型實施例的數據流圖；
[0008]圖3為本實用新型實施例的硬體開關機控制電路原理圖。

【具體實施方式】
[0009]如圖1所示，本實用新型實施例藍牙穿戴式甲醛檢查儀，其包括MCU單片機，所述MCU單片機的電源來自二路，一路來自電池，一路來自外部電源，外部電源通過電源管理模塊及硬體開關機控制電路接至MCU單片機的電源接口，所述電源管理模塊與所述電池設置有連接線，所述MCU單片機還連接有OLED、藍牙模塊、ADC模數轉換模塊、溫溼度傳感器，所述ADC模數轉換模塊通過精密運放連接有傳感器，所述精密運放與MCU單片機之間連接有基準源。
[0010]圖2為本實用新型實施例的數據流圖；圖3為本實用新型實施例的硬體開關機控制電路原理圖，單片機小系統一般採用RC復位，成本低廉且可靠。本電路在RC(R2C2)復位基礎之上增加了 RC(RlCl)和滯回比較器，實現當單片機小系統出現死機情況時可通過長按按鍵SI對系統進行恢復，長按的時間通過RC (R1*C1)時間常數設定。大部分類似系統硬體開關機電路採用的是控制系統供電的方案，本方案也能實現，只要將二極體D2接上相應電源控制即可，但因此會多出電源控制的功率器件和電平轉換電路，增加了電路的成本和PCBlayout的面積，不便小型化，為了實現穿戴式對尺寸的要求，儘可能節約空間，所以採用了此復位的方式，節省了元器件的數量和PCB layout的面積，便於小型化。工作時，一旦按鍵SI按下後，電池供電PWRIN通過按鍵S1、電阻Rl對電容Cl充電，當到達電阻R3，電阻R4，電阻R5設定的滯回門限值後，比較器輸出反轉，輸出由原來的高電平變為低電平，通過二極體D2強制將電容C2拉低，電容C2的MSP_RST端接在低電平復位有效的單片機復位管腳，即可實現單片機系統的復位。當按鍵SI彈起時，電阻R2重新對電容C2充電，系統還不能立刻脫離復位狀態，但此時LDO U3的高電平使能端SYS_EN處於低電平無效狀態，整個系統供電VCC3V3無輸出，實現系統長按關機。只有當再次按下按鍵SI時，電池供電PWRIN才能通過按鍵SI，電阻R6，二極體D3使能LDO電路U3。只要按下鍵的時長不超過R1*C1的充電時長，單片機系統開始運行，在這段時間內單片機系統通過1 口 SYS_EN輸出高電平，之後即使按鍵彈起，系統供電使能也有效，以實現短按開機。同時按鍵的狀態可通過KEY_DET接在單片機的輸入1 口上，以實現按鍵輸入功能的復用。
[0011]優選的，藍牙模塊採用濟南華茂，型號HM-12。
[0012]藍牙版本:BluetoothSpecificat1n V4.0 EDR and BLE ;其中支持的SPP服務部分兼容藍牙版本V1.2至V4.0，可同時連接SPP和BLE兩種藍牙設備，同時建立數據連接並收發數據，比如有兩部手機，一個是安卓系統支持藍牙SPP服務；一個是蘋果1S系統，支持BLE低功耗協議，可以同時連接此藍牙模塊，交互信息。
【權利要求】
1.藍牙穿戴式甲醛檢查儀，其包括MCU單片機，其特徵在於，所述MCU單片機的電源來自二路，一路來自電池，一路來自外部電源，外部電源通過電源管理模塊及硬體開關機控制電路接至MCU單片機的電源接口，所述電源管理模塊與所述電池設置有連接線，所述MCU單片機還連接有OLED顯示屏、藍牙模塊、ADC模數轉換模塊、溫溼度傳感器，所述ADC模數轉換模塊通過精密運放連接有甲醛傳感器，所述精密運放與MCU單片機之間連接有基準源；所述電源管理模塊包括按鍵SI,當工作時按鍵SI按下後，電池供電PWRIN通過開關S1、電阻Rl對電容⑶I充電，當到達電阻R3，電阻R4，電阻R5設定的滯回門限值後，比較器輸出反轉，輸出由原來的高電平變為低電平，通過二極體D2強制將電容C2拉低，電容C2的MSP_RST端接在低電平復位有效的單片機復位管腳，即可實現單片機系統的復位；當按鍵SI彈起時，電阻R2重新對電容C2充電，系統還不能立刻脫離復位狀態，但此時LDO電路U3的高電平使能端SYS_EN處於低電平無效狀態，整個系統供電無輸出，從而實現系統長按關機。
【文檔編號】G08C17-02GK204302257SQ201420709806
【發明者】鄒飛勇 [申請人]武漢谷盟科技有限公司