可穿戴設(shè)備即直接穿在身上,或是整合到用戶的衣服或配件的一種便攜式設(shè)備,可穿戴設(shè)備不僅僅是一種硬件設(shè)備,更是通過軟件支持以及數(shù)據(jù)交互,云端交互來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能,可穿戴設(shè)備將會對我們的生活,感知帶來很大的轉(zhuǎn)變。
目前市場上的可穿戴設(shè)備還存在許多問題,例如:。
1,價(jià)格昂貴,GoogleGlass售價(jià)高達(dá)1500美元,Nike+FuelBandSE售價(jià)為149美元,阿迪達(dá)斯即將推出的安卓系統(tǒng)智能手表售價(jià)399美元。
2,電池續(xù)航時(shí)間短,普通的智能手表電池使用時(shí)間在24小時(shí)左右,如果開啟更多功能耗電量會增加,這樣使用者不得不每天充兩次電才能正常使用。
3,不能獨(dú)立使用或功能不全,很多智能手表的功能需要搭載手機(jī)才能夠使用,消費(fèi)者不禁要問:那還用它做什么。
但我們不能忽略的是科技一直都在進(jìn)步的,所以可穿戴設(shè)備的市場會越來越龐大,受眾人群也會越來越多,那時(shí)候的可穿戴設(shè)備市場將呈現(xiàn)"百花齊放"的景象。
本文所介紹的是可穿戴設(shè)備氧傳感器的電路以及電路原理設(shè)計(jì)。
該電路由氧傳感器OS-12,直流放大器IC1,電流傳感器A/D變換器IC4,液晶顯示器F2100-34PI,電壓比較器IC2,正負(fù)電源變換器IC等組成,OS-12為伽伐尼電池式氧傳感器,檢測空氣中的氧氣可輸出約50mV的信號,且其在0~100%的氧濃度范圍內(nèi)有線性輸出,它的輸出-輸入A/D變換器能很精確地用數(shù)字顯示出氧濃度,IC1是直流放大器,可將傳感器的輸出信號放大8倍,放大后的信號經(jīng)IC4(ICL7107型)A/D變換后直接驅(qū)動液晶顯示器,用數(shù)字顯示氧濃度。
ICL7107是3.5位單片A/D變換器,當(dāng)和LED顯示器組合使用時(shí),消耗電流可降到1mA左右,D1是恒流二極管,以作A/D變換器的基準(zhǔn)電壓,CR033是利用場效應(yīng)管恒電流特性的元件,若提供330μA電流,其溫度系數(shù)接近于零,電壓比較器IC2的基準(zhǔn)電壓從D1獲得,用于檢測18%以下氧的濃度,氧濃度低則報(bào)警,IC3是從正電源到負(fù)電源的變換器,自身漏電流很小,電源使用4只450mA的NiCd電池,可連續(xù)使用l00h.。
工作原理。
霍爾原理電流傳感器是基于霍爾磁平衡原理(閉環(huán))和霍爾直測式(開環(huán))兩種基本原理,[2]。
開環(huán)電流傳霍爾電流傳感器感器的原理:原邊電流IP產(chǎn)生的磁通被高品質(zhì)磁芯聚集在磁路中,霍爾元件固定在很小的氣隙中,對磁通進(jìn)行線性檢測,霍爾器件輸出的霍爾電壓經(jīng)過特殊電路處理后,副邊輸出與原邊波形一致的跟隨輸出電壓,此電壓能夠**反映原邊電流的變化。
電流傳感器。
霍爾電流傳感器可以測量各種類型的電流,從直流電到幾十千赫茲的交流電,其所依據(jù)的工作原理主要是霍爾效應(yīng),如圖1所示。
當(dāng)原邊導(dǎo)線經(jīng)過電流傳感器時(shí),①原邊電流IP會產(chǎn)生磁力線,②原邊磁力線集中在磁芯周圍,③內(nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電極可產(chǎn)生和原邊磁力線成正比的大小僅幾毫伏的電壓,④電子電路可把這個微小的信號轉(zhuǎn)變成副邊電流IS,⑤并存在以下關(guān)系式:。
�。�1)。
其中,IS-副邊電流。
IP-原邊電流。
NP-原邊線圈匝數(shù)。
NS-副邊線圈匝數(shù)。
NP/NS-匝數(shù)比,一般取NP=1.。
電流傳感器的輸出信號是副邊電流IS,它與輸入信號(原邊電流IP)成正比,IS一般很小,只有100~400mA.如果。
輸出電流經(jīng)過測量電阻RM,則可以得到一個與原邊電流成正比的大小為幾伏的輸出電壓信號。
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