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哇,这夸张的硬件设计——神奇的智能颈部按摩仪!
智能物联研习社 | 2021-08-16 14:53:55    阅读:45   发布文章
一、智能颈部按摩仪简介


现代人的生活忙忙碌碌,不少人下班之后还在地铁上用电脑做着未完成的工作,用手机回着各种消息,久而久之,我们的颈椎就会出现疲劳、酸痛的问题,有些甚至会发生眩晕、恶心的症状。

为此,我们研究设计了一款智能颈部按摩仪 。 智能颈部按摩仪利用传统中医原理,形成一个高效复合能量场,由电极片接触肌肤,利用低电压的脉冲电流作用于神经或肌肉等,从而促进局部血液循环,改善肌肉状态,缓解急慢性疼痛。加上手机APP控制,更加灵活方便。


1、功能


(1)灵活切换5种模式唤醒肌肤能量:智能模式,舒缓模式,活力模式,锤击拍打,刮痧模式。

(2)按摩力度调节范围广,0-15档,可以随意选择适合你的舒适度。

(3)可以对颈部进行恒温热敷,随意切换加热档位选择。


2、硬件框图


二、硬件方案介绍


基于涂鸦智能的一款低功耗嵌入式BLE协议的[BTU ](BTU 模组规格书-文档中心-涂鸦开发者 (tuya.com))模组开发的一款主控板。电路分为 BTU主控,充电管理电路,语音播放部分,按键检测部分,低频脉冲电流输出部分,加热部分,温度检测等。

 

1、主控方案


(1)原理图


(2)PCB

 
2、功能模块


(1)NTC温度传感器(MF52B)
MF52B系列产品为同向漆包线引线环氧树脂涂装型NTC热敏电阻,具有阻值范围宽,阻值及B值精确度高,测试精度高,体积小,反应速度快,能长时间工作。( B=3950, R=10K)

 

热敏电阻实物图
温度与阻值对应关系


 

 

温度检测电路

通过模组的ADC口进行电压的采集,换算出此时的温度值。从而对加热丝的温度进行调控。


(2)加热丝
白色的线条为加热丝。

 

加热丝实物图

 

加热控制电路
通过单片机P7输出PWM波调节加热丝的温度。输出低电平,加热关。输出一定频率的方波,加热弱。输出高电平,加热强。


(3)喇叭

喇叭 实物图


 
语音控制电路
蓝牙模组在一线串口模式下通过DATA线给WTN6系列语音芯片发送数据以达到控制的目的。可以实现控制语音播放、停止、循环等。


(4)电极片


样机中的电极片是两个横向的椭圆形,不锈钢材质的。

电极片实物图

 

 

低频脉冲电流输出

(1)模组的IO口P24和P9输出的脉冲对称,且不能同时为高电平。


a. 当P24为高电平时,P9为低电平时,Q2导通,Q5截止,则Q4截止,Q6截止,Q8截止,由于人体存在阻抗K欧姆级别,所以Q3饱和导通。
P17为高电平。低频输出口,是两个完全对称的脉冲波。

b. 当P24为低电平,P9为高电平,Q2截止,Q5导通,则Q4导通,Q6导通,Q8导通,Q3截止。
P17为低电平。低频输出口,是两个完全对称的脉冲波。


(2)模组的IO口P24和P9的脉冲不对称,存在PB5和PCO都为高电平。


此时Q5导通,Q2导通,Q6导通,则Q4导通,Q3导通,容易导致烧坏管子。

S8050的开关状态跟二极管D4正端电压有关系,D4正端电压跟流过的电流有关系,可以做一个过流保护。一旦流过D4的电流超过10mA,D4的压降就会超过0.7V,三极管Q2会导通。

通过模组的IO口P24和P9输出不同频率的脉冲信号(P24和P9输出脉冲对称),组合成不同的波形输出,从而形成不同的模式。


D4参数:

(5)电池


样机所用电池是网上买的一款锂电池,电池容量700mAH,带电池保护板(防止过充/过放/短路/过流等保护),标称电压3.7V,充满电电压为4.2V的一款聚合物锂电池。


电池尺寸:10*23*30mm 厚*宽*长

 
充电管理电路以及升压电路

充电管理电路:XT2051是一款用于单芯锂离子电池的恒流/恒压充电电路。该器件包括一个内部功率晶体管,在应用中不需要外部电流检测电阻和阻塞二极管。XT2051需要最少的外部组件,并满足USB总线规范,非常适合便携式应用领域。

升压电路原理:当晶体管MMBT5551接通时,肖特基二极管D1反向偏置,电源经过电感L1至晶体管Q1形成回路,输入电压加在升压电感中转化为磁能贮存;当晶体管Q1关断时,肖特基二极管D1正向偏置,电感中的磁能因不能突变而转化为电能,此电压与输入电源一起为负载提供能量,并给输出电容C6充电,需要数个脉冲来提供足够的能量以加大输出电压。

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涂鸦帮助中心:http://support.tuya.com/cn/help
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