電子製作:帶藍牙功能的電子體溫計

第二屆立創商城電子製作節火熱進行中!本作品為首屆立創商城電子製作節優秀作品之一,經作者comi(立創社區昵稱)授權發布並標註原創,轉載請註明出處,未經允許不得用作商業用途。原文鏈接:

http://club.szlcsc.com/article/details_769_1.html

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溫度感測器及高性能藍牙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進行溫度數據接受並顯示報警。

適用於全年齡段人群,尤其是晚上老人與小孩發燒時的體溫監測,小米手機是不是為發燒而生我不知道,不過本案例就的的確確是為發燒而生。

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二. 作品特性

1. 1個LED燈工作狀態指示;

2. 單按鍵開/關機;

3. 測量溫度範圍:25.0℃~45.0℃;

4. 精度:≤±0.2℃;

5. 解析度: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<1.5mA,睡眠狀態<18uA;

8. 支持藍牙4.0數據傳輸協議,波特率:9600bps、8位數據、無校驗位、1停止位;

9. 藍牙傳輸距離:空曠10M±2M MAX;

10. 藍牙數據更新間隔: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還是用調試助手類的工具進行實驗性數據收發,如果能有高手把APP完善一下,優化UI、加上數據處理、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品。

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四. 原理圖及PCB圖

註:原理圖中在VDD與Q1的D板間加多一個R9電阻及DS1發光二極體

原理簡述:

1. 藍牙4.0模塊(下稱模塊)購買的是現成已開發好的,支持透傳模式,MCU把溫度數據通過RX埠傳給模塊,然後再由模塊發給手機端,模塊的設置主要通過手機APP端與模塊間進行;模塊的使能端EN由MCU控制,為的是控制關機后模塊的功耗,模塊的主體晶元用的是TI的CC2540。

2. 作品中的MCU用的是富晶的FS98o01,內帶14位高精度差分輸入與差分基準ADC,內部1MHZ時鐘,主要負載溫度採集、數據處理及數據傳輸,休眠時電流約2uA。

3. NTC採用的是立創商城購買的MF52 104F3950,B值為3950K,25℃時電阻值為100K歐,由於NTC感測器的阻值隨溫度的變化並非線性,所以在本案例中採用的方法是取其中25℃~45℃這段範圍,同時採取多點標定,每隔2℃取一個標定點,共11個標定點,每2℃間隔看成是線性,標定數據先保存於24C02中,每次開機時先把標完數據從24C02中讀出,每次測溫時採到ADC逐一與標定的數據比較,判定處於哪一個溫度段,然後再轉換成對應的溫度並輸出給藍牙模塊;作品設定當測得溫充小於25℃時輸出為0.0℃,當測得溫度大於45℃時精度不再受控。

4. 快速按兩次S1鍵開機,長按S1鍵關機,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. 軟體

BLE4.0模塊是購買的現成產品,所以並未重新開發,也沒有對應的程序;

手機APP也是下載手機的藍牙調試工具進行測試的,本次作品測試採用IPHONE 4S安裝 LIGHTBLUE進行實驗;

該作品只是寫了MCU的程序,見附件,用的是彙編語言。

註: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

用校準器分別調節輸出NTC對應於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,標定完成後重新上電開機,然後用手機APP助手連接模塊,進行收發數據。

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)

把作品放入恆溫箱里進行實驗,手機APP接收的溫度數據與恆溫箱設定溫度對應表如下:

八. 總結

由於平時比較忙,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,但由於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於不能直接接觸到人體會導致測溫不準,改變NTC的樣式使其能接觸人體效果應該會更好。

【關於】立創商城(WWW.SZLCSC.COM)成立於2011年,致力於為客戶提供一站式電子元器件線上採購服務,成交量全國領先。自建6000多平米現代化元器件倉庫,現貨庫存超50000種。本文由經作者授權發布並標註原創,轉載請註明出處。

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