一。 作品简介
该类型蓝牙电子体温计是以一颗具有高精度ADC的MCU为核心搭配高精度NTC温度传感器及高性能蓝牙4.0模块组成的一款低功耗、高精度、高性能的人体电子体温计。
蓝牙电子体温计需配合手机APP进行温度数据接受并显示报警。
适用于全年龄段人群,尤其是晚上老人与小孩发烧时的体温监测,小米手机是不是为发烧而生我不知道,不过本案例就的的确确是为发烧而生。
二。 作品特性
1. 1个LED灯工作状态指示;
2. 单按键开/关机;
3. 测量温度范围:25.0℃~45.0℃;
4. 精度:≤±0.2℃;
5. 分辨率:0.1℃;
6. 工作电压:2.2V MIN ~3.6V MAX,可由3V钮扣电池供电;
7. 工作电流:正常工作状态<1.5mA,睡眠状态<18uA;
8. 支持蓝牙4.0数据传输协议,波特率:9600bps、8位数据、无校验位、1停止位;
9. 蓝牙传输距离:空旷10M±2M MAX;
10. 蓝牙数据更新间隔:5S±1S;
11. 储存温度: -15℃~55℃
12. 尺寸:Ф25mm
三。 作品实用性
作品还不是很完善,主要是手机APP还是用调试助手类的工具进行实验性数据收发,如果能有高手把APP完善一下,优化UI、加上数据处理、温度记录、报警等功能就完美了,可以推向市场了,目前某宝上已有在卖的类似产品。
四。 原理图及PCB图
注:原理图中在VDD与Q1的D板间加多一个R9电阻及DS1发光二极管
原理简述:
1. 蓝牙4.0模块(下称模块)购买的是现成已开发好的,支持透传模式,MCU把温度数据通过RX端口传给模块,然后再由模块发给手机端,模块的设置主要通过手机APP端与模块间进行;模块的使能端EN由MCU控制,为的是控制关机后模块的功耗,模块的主体芯片用的是TI的CC2540。
2. 作品中的MCU用的是富晶的FS98o01,内带14位高精度差分输入与差分基准ADC,内部1MHZ时钟,主要负载温度采集、数据处理及数据传输,休眠时电流约2uA。
3. NTC采用的是立创商城购买的MF52 104F3950,B值为3950K,25℃时电阻值为100K欧,由于NTC传感器的阻值随温度的变化并非线性,所以在本案例中采用的方法是取其中25℃~45℃这段范围,同时采取多点标定,每隔2℃取一个标定点,共11个标定点,每2℃间隔看成是线性,标定数据先保存于24C02中,每次开机时先把标完数据从24C02中读出,每次测温时采到ADC逐一与标定的数据比较,判定处于哪一个温度段,然后再转换成对应的温度并输出给蓝牙模块;作品设定当测得温充小于25℃时输出为0.0℃,当测得温度大于45℃时精度不再受控。
4. 快速按两次S1键开机,长按S1键关机,开机时按S2键进入校准标定模式。
PCB背面
PCB正面
五。 BOM表(物料清单)
六。 软件
BLE4.0模块是购买的现成产品,所以并未重新开发,也没有对应的程序;
手机APP也是下载手机的蓝牙调试工具进行测试的,本次作品测试采用IPHONE 4S安装 LIGHTBLUE进行实验;
该作品只是写了MCU的程序,见附件,用的是汇编语言。
注:作者原帖中附有附件可下载,有需要的朋友可查阅原帖。
七。 测试效果
用校准器分别调节输出NTC对应于25℃、27℃、29℃、31℃、33℃、35℃、37℃、39℃、41℃、43℃、45℃时共11个点的阻值(100K、91.697K、84.157K、77.305K、71.072K、65.395K、60.222K、55.503K、51.195K、47.259K、43.659K)给MCU校准标定,标定完成后重新上电开机,然后用手机APP助手连接模块,进行收发数据。
NTC温试阻值表:
NTC在25℃~45℃间的温度阻值线性图:
X轴为温度(℃),Y轴为阻值(Kohm)
把作品放入恒温箱里进行实验,手机APP接收的温度数据与恒温箱设定温度对应表如下:
八。 总结
由于平时比较忙,所以做起来会感觉时间有点赶,不过总体来说进展比较顺利,精度能达到要求。
手机APP测试时比较有意思,特别是距离测试时,但由于自己没那个水平所以APP不能搞个专用的,这是让我觉得是很大的一个不足之处,另外就是所用的NTC用在人体测温上可能会由于不能直接接触到人体会导致测温不准,改变NTC的样式使其能接触人体效果应该会更好。
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