帶藍(lán)牙功能的電子體溫計(jì)

ID:206590 · 發(fā)表于 2017-7-18 11:55

一. 作品簡(jiǎn)介

該類型藍(lán)牙電子體溫計(jì)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(lán)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(jì)。

藍(lán)牙電子體溫計(jì)需配合手機(jī)APP進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)接受并顯示報(bào)警。

適用于全年齡段人群，尤其是晚上老人與小孩發(fā)燒時(shí)的體溫監(jiān)測(cè)，小米手機(jī)是不是為發(fā)燒而生我不知道，不過(guò)本案例就的的確確是為發(fā)燒而生。

二. 作品特性

1. 1個(gè)LED燈工作狀態(tài)指示；

2. 單按鍵開(kāi)/關(guān)機(jī)；

3. 測(cè)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(lán)牙4.0數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，波特率：9600bps、8位數(shù)據(jù)、無(wú)校驗(yàn)位、1停止位；

9. 藍(lán)牙傳輸距離：空曠10M±2M MAX；

10. 藍(lán)牙數(shù)據(jù)更新間隔：5S±1S；

11. 儲(chǔ)存溫度： -15℃～55℃

12. 尺寸：Ф25mm

三. 作品實(shí)用性

作品還不是很完善，主要是手機(jī)APP還是用調(diào)試助手類的工具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(bào)警等功能就完美了，可以推向市場(chǎng)了，目前某寶上已有在賣(mài)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(gè)R9電阻及DS1發(fā)光二極管

原理簡(jiǎn)述：

1. 藍(lán)牙4.0模塊（下稱模塊）購(gòu)買(mǎi)的是現(xiàn)成已開(kāi)發(fā)好的，支持透?jìng)髂Ｊ剑琈CU把溫度數(shù)據(jù)通過(guò)RX端口傳給模塊，然后再由模塊發(fā)給手機(jī)端，模塊的設(shè)置主要通過(guò)手機(jī)APP端與模塊間進(jìn)行；模塊的使能端EN由MCU控制，為的是控制關(guān)機(jī)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(zhǔn)ADC，內(nèi)部1MHZ時(shí)鐘，主要負(fù)載溫度采集、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)傳輸，休眠時(shí)電流約2uA。

3. NTC采用的是立創(chuàng)商城購(gòu)買(mǎi)的MF52 104F3950，B值為3950K，25℃時(shí)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(shí)采取多點(diǎn)標(biāo)定，每隔2℃取一個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，共11個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，每2℃間隔看成是線性，標(biāo)定數(shù)據(jù)先保存于24C02中，每次開(kāi)機(jī)時(shí)先把標(biāo)完數(shù)據(jù)從24C02中讀出，每次測(cè)溫時(shí)采到ADC逐一與標(biāo)定的數(shù)據(jù)比較，判定處于哪一個(gè)溫度段，然后再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度并輸出給藍(lán)牙模塊；作品設(shè)定當(dāng)測(cè)得溫充小于25℃時(shí)輸出為0.0℃，當(dāng)測(cè)得溫度大于45℃時(shí)精度不再受控。

4. 快速按兩次S1鍵開(kāi)機(jī)，長(zhǎng)按S1鍵關(guān)機(jī)，開(kāi)機(jī)時(shí)按S2鍵進(jìn)入校準(zhǔn)標(biāo)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(gòu)買(mǎi)的現(xiàn)成產(chǎn)品，所以并未重新開(kāi)發(fā)，也沒(méi)有對(duì)應(yīng)的程序；

手機(jī)APP也是下載手機(jī)的藍(lán)牙調(diào)試工具進(jìn)行測(cè)試的，本次作品測(cè)試采用IPHONE 4S安裝 LIGHTBLUE進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

該作品只是寫(xiě)了MCU的程序，見(jiàn)附件，用的是匯編語(yǔ)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(cè)試效果

用校準(zhǔn)器分別調(diào)節(jié)輸出NTC對(duì)應(yīng)于25℃、27℃、29℃、31℃、33℃、35℃、37℃、39℃、41℃、43℃、45℃時(shí)共11個(gè)點(diǎn)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(zhǔn)標(biāo)定，標(biāo)定完成后重新上電開(kāi)機(jī)，然后用手機(jī)APP助手連接模塊，進(jìn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，手機(jī)APP接收的溫度數(shù)據(jù)與恒溫箱設(shè)定溫度對(duì)應(yīng)表如下：

八. 總結(jié)

由于平時(shí)比較忙，所以做起來(lái)會(huì)感覺(jué)時(shí)間有點(diǎn)趕，不過(guò)總體來(lái)說(shuō)進(jìn)展比較順利，精度能達(dá)到要求。

手機(jī)APP測(cè)試時(shí)比較有意思，特別是距離測(cè)試時(shí)，但由于自己沒(méi)那個(gè)水平所以APP不能搞個(gè)專用的，這是讓我覺(jué)得是很大的一個(gè)不足之處，另外就是所用的NTC用在人體測(cè)溫上可能會(huì)由于不能直接接觸到人體會(huì)導(dǎo)致測(cè)溫不準(zhǔn)，改變NTC的樣式使其能接觸人體效果應(yīng)該會(huì)更好。