脂肪秤原理講解091012

1、脂肪秤原理講解一原理講解：脂肪秤的原理有電源、復(fù)位、內(nèi)部升壓、顯示驅(qū)動(dòng)、A/D轉(zhuǎn)換、背光、低壓檢測(cè)、測(cè)脂等部分電路組成。下面講解一下電路的各個(gè)功能組成部分：1、電源部分：脂肪秤的供電電壓一般為39V，是否要穩(wěn)壓主要是由供電電壓來決定，當(dāng)供電電壓大于3V時(shí)就要做穩(wěn)壓，當(dāng)產(chǎn)品要帶背光時(shí)，因?yàn)楣ぷ麟娏鬏^大，必須要4.5V以上供電，所以必須要穩(wěn)壓電路。C9、C24為電源濾波電容，若損壞時(shí)會(huì)出現(xiàn)內(nèi)碼不穩(wěn)的故障。2、復(fù)位電路：復(fù)位電路由R6、C8組成。電路在上電或開機(jī)時(shí)，因電容的端電壓不能突變，芯片的RST復(fù)位端在低電平的作用下復(fù)位，使芯片內(nèi)部從程序的開始部分開始正常運(yùn)行，電路正常工作。當(dāng)R6和C8有損壞

2、或焊接不良時(shí)，會(huì)導(dǎo)致不能正常開機(jī)。3、內(nèi)部升壓：如果系統(tǒng)用3V供電必須用升壓，內(nèi)部升壓電路是集成在芯片內(nèi)的，C5、C6、C7電容是升壓電路的外接元件，若選擇內(nèi)部升壓，就必須接這三個(gè)電容，若沒有連接或焊接不良會(huì)導(dǎo)致電路工作不穩(wěn)定。升壓時(shí)，C5、C6、C7用105電容，不用接R42、R43,必須接R41，如果系統(tǒng)用3.3V或者3.6V供電不需要升壓，C5用104電容，不接C6、C7和R41，但必須接R42、R43。升壓時(shí)R41為L(zhǎng)CD顯示的限流電阻，不升壓時(shí)R42為L(zhǎng)CD的限流電阻，限流電阻一般取5.110K之間。4、顯示驅(qū)動(dòng)： 顯示驅(qū)動(dòng)電路是集成在芯片內(nèi)的，C1、C2、C3電容是顯示驅(qū)動(dòng)電路的外

3、接元件，當(dāng)這三個(gè)電容有損壞或焊接不良時(shí)，會(huì)導(dǎo)致暗畫、畫面晃動(dòng)等現(xiàn)象。5、稱重信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換：A/D轉(zhuǎn)換電路是實(shí)現(xiàn)把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的一個(gè)轉(zhuǎn)換器，電路工作是否穩(wěn)定會(huì)直接影響稱重的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度。組成這個(gè)部分的元器件也比較多，下面講一下各個(gè)元器件損壞后會(huì)對(duì)電路有何影響。5.1 C11電容：是一個(gè)低通濾波電容，虛焊或損壞會(huì)導(dǎo)致稱重不穩(wěn)定。5.2 C12電容：是偏壓電路的外接電容，虛焊或損壞會(huì)導(dǎo)致稱重不穩(wěn)定。5.3 C13電容：是模擬地AGND的濾波電容，虛焊或損壞會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定或內(nèi)碼封頂。5.4 R1、R2、R3、R4電阻：是模擬信號(hào)放大器的放大電阻，改變這些電阻的阻值可以改變電路的放大倍數(shù)。這

4、些電阻虛焊或損壞會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定或內(nèi)碼封頂。5.5 R7、R8、R9、R10電阻：是調(diào)零電阻，可以改變R8、R9的阻值來調(diào)整零點(diǎn)，按照經(jīng)驗(yàn)值，R7、R10取100KR, R8、R9取10KR。5.6 C14電容：這個(gè)電容是功能IC的電源濾波，作用是為了防止高頻信號(hào)損壞功能IC，虛焊或損壞有可能會(huì)導(dǎo)致功能IC不能正常工作，甚至損壞。6、背光電路：Q5為背光控制三極管，R45、R46為限流電阻，一般采用VDD供電給背光板，這樣背光的亮度不會(huì)隨著電源電壓的降低而變暗，采用VBAT供電則背光的亮度會(huì)隨著電源電壓的降低而明顯變暗，一般不采用此供電方式，另外背光的限流電阻最好采用0805裝的電阻，這樣通過的電

5、流可以大些，不至于損壞限流電阻。7、低壓檢測(cè)電路：低壓檢測(cè)電路分兩種，低壓檢測(cè)1和低壓檢測(cè)2，低壓檢測(cè)1適用于3V供電，低壓檢測(cè)2適用于4.59V供電。低壓檢測(cè)1、有三個(gè)電阻，R12、R12*、R13，平時(shí)用R12、R13分壓檢測(cè)低壓就可以了，R12*備用，當(dāng)用R12、R13不能分壓到理想值時(shí)采用R12*和R12并聯(lián)后再與R13分壓，當(dāng)AD4檢測(cè)到電壓值低于1.2V時(shí)，程序處理顯示低壓符號(hào)。對(duì)于低壓檢測(cè)2, Q3為低電壓檢測(cè)控制三極管，PT22高電平時(shí)，低壓檢測(cè)開通，Q2集電極電壓約等于Vbat ，R36、R36*、R37為分壓電阻，當(dāng)用R36和R37不能得到理想的分壓值時(shí)，可以用R36*、R

6、36、R37三個(gè)電阻得出較理想的分壓值。8、測(cè)脂電路：采用我司自主開發(fā)的測(cè)脂芯片，目前在用的有裸片（型號(hào):CY0106）和貼片(BIA01)兩種封裝形式,裸片比貼片便宜些，主要用于公司內(nèi)部成品。脂肪測(cè)試電路大部分在內(nèi)部集成，以下介紹一下相關(guān)的外圍電路:8.1 C15、C16：分別是VS和SAGND的濾波電容，損壞會(huì)影響測(cè)脂精度；8.2 R15、R16、C17、C18 RC串并選頻網(wǎng)絡(luò)，和芯片里面的放大器組成頻率振蕩器，產(chǎn)生50KHz的頻率，R15、R16采用1%誤差精阻，C17、C18采用2%誤差電容。8.3 R17具有對(duì)測(cè)脂信號(hào)限流作用，調(diào)整其值可以調(diào)整通過人體的電流大小，也可以微調(diào)脂肪的大

7、小，當(dāng)BIA芯片測(cè)脂功率偏低時(shí)，可以調(diào)整R17來調(diào)整脂肪的大小，減少R17可以使脂肪值變大。8.4 R18、R19為測(cè)脂參考電阻，程序通過檢測(cè)R18 (300R)兩端壓降及R18和R19串聯(lián)后800R的壓降，可以求出每歐電阻對(duì)應(yīng)的壓降，同時(shí)經(jīng)過檢測(cè)人體生理電阻產(chǎn)生的壓降差，可以求得人體的生理電阻。R18、R19參考電阻的精度對(duì)測(cè)量精度起重要作用，因此它們都用1%的精阻。8.5 R24、R25 兩個(gè)電阻分壓后信號(hào)FAT_REF的電壓值為測(cè)脂信號(hào)AD轉(zhuǎn)換的電壓參考。 圖（1）測(cè)脂電路9、 人體脂肪秤測(cè)量原理：9.1 BIA脂肪測(cè)量原理：高頻電流對(duì)人體脂肪的穿透性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)其他人體組織（例如肌肉、血

8、液等）的穿透性。也就是脂肪的電阻抗比其他組織的電阻抗大得多。當(dāng)我們用高頻的電流去測(cè)量人體的阻抗時(shí)，人體內(nèi)脂肪的含量越高則阻抗值越高，所以我們可以通過用高頻電流測(cè)量人體的阻抗，結(jié)合人體的身高、體重、年齡、性別等參數(shù)來判斷體內(nèi)脂肪含量的高低。9.2 測(cè)量方法： 如下圖,脂肪秤通過左右腳的兩個(gè)電極（E0、E3）向人體施加微弱的、高頻的、電流恒定的正弦波（50kHz, 0.3mA）；再?gòu)牧硗鈨蓚€(gè)電極（E1、E2）檢測(cè)到電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過放大、整流、A/D轉(zhuǎn)換以及經(jīng)CPU處理后計(jì)算出人體的阻抗，然后再結(jié)合人體的身高體重等參數(shù)計(jì)算出人體脂肪、水分、肌肉、骨頭等的含量。 圖（2） 9.3 脂肪測(cè)量部分框圖

9、 圖（3）9.4 模擬測(cè)脂肪的原理：既然測(cè)量人體脂肪主要是測(cè)量人體在高頻電流下的電阻,在測(cè)試我司線路板時(shí),我們可以在測(cè)量電路上接入一定的電阻,那只要電路測(cè)量電阻正確,結(jié)合一定的運(yùn)算,則所顯示的脂肪,水分率就會(huì)正確(功能IC正確的前提下),所以模擬電阻測(cè)量是可以驗(yàn)證我司線路板測(cè)脂肪電路的好壞,也避免了用人體驗(yàn)證的麻煩及重復(fù)性差的不足,以下是圖解：測(cè)脂前設(shè)置(一般功能IC已寫入)， 預(yù)置: 性別:男,年齡30,身高165CM（有時(shí)需要根據(jù)客戶的需求設(shè)置默認(rèn)參數(shù)）接線方法如下圖（4）說明:R1R4為250模擬接觸歐電阻,R5為550歐模擬人體電阻。模擬電阻測(cè)試點(diǎn)不能打膠，否則脂肪出錯(cuò)！測(cè)試點(diǎn)圖（5）

10、9.5 BIA芯片的兩種封裝：原貼片封裝BIA01邦定CY0106，性能不變 圖（5）二、功能設(shè)置：1.0 目的為保證我司研發(fā)部電子工程師所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的合理性、一致性、可靠性，以滿足公司和客戶的品質(zhì)要求，性能要求。特制定本在規(guī)范。2.0 適用范圍本公司所有研發(fā)部電子工程師,軟件工程師等。3.0規(guī)范內(nèi)容人體秤/脂肪秤通用設(shè)定序號(hào)功能名稱規(guī)定值說明1.起磅重量5.0kg±0.1kg起磅重量,設(shè)定為1/4D,若設(shè)50d起磅,則設(shè)49.5*4=198(C6h)2.超載值超載值=滿量程*（1+1.5%） KG單位取整數(shù)定出KG的超載值后，根據(jù):1KG=2.2046LB, 1ST=14LB定出LB

11、，ST值。KGLBST：LB滿量程超載值滿量程超載值滿量程超載值12012226526918：1319：313613830030521:621:1115015233033523：823：13160162353357.225：325：7180183397403.428：528：12200203441447.631：732：003.上電默認(rèn)單位kg4.單位轉(zhuǎn)換順序KgàST:LBàLB專指按鍵選單位5.單位轉(zhuǎn)換順序ST:LBß Kg àLB拔動(dòng)開關(guān)選單位(中間為KG)6.記憶范圍0.3kg±0.1kg7.記憶時(shí)間30秒±5秒8.校磅點(diǎn)（三

12、點(diǎn)）第一點(diǎn)50kg,第二點(diǎn)100kg,第三點(diǎn)150kg9.低壓顯示Lo 10超載顯示上四劃“-” 11顯示0.0的時(shí)間10秒12不穩(wěn)定關(guān)機(jī)時(shí)間10秒13鎖定關(guān)機(jī)時(shí)間10秒14鎖定顯示鎖定時(shí)閃動(dòng)兩下15重量穩(wěn)定范圍判穩(wěn)定條件1.5d/1.5s,以4個(gè)碼1個(gè)d,AD速度5Hz為例,應(yīng)設(shè)定6個(gè)碼8次前4bit為穩(wěn)定范圍(1/4)，后4bit為判斷次數(shù)，建議值43h，表示連續(xù)3次內(nèi)碼變化在16個(gè)碼以內(nèi)， 則認(rèn)為內(nèi)碼穩(wěn)定16脂肪穩(wěn)定范圍16個(gè)碼,3次(10個(gè)碼/歐姆)前4bit為穩(wěn)定范圍，后4bit為判斷次數(shù)，建議值86h，表示連續(xù)6次內(nèi)碼變化在8個(gè)碼以內(nèi)， 則認(rèn)為內(nèi)碼穩(wěn)定17脂肪上限值80%18脂肪下限值5%19自動(dòng)識(shí)別范圍2kg 2、AUTO-ON人體秤/脂肪專用設(shè)定序號(hào)功能名稱規(guī)定值說明1開機(jī)靈敏度相關(guān)參數(shù)A、 遇到干擾開機(jī)時(shí)，降低1級(jí)靈敏度B、 上電開機(jī)時(shí)，初始化為3個(gè)級(jí)別的開機(jī)靈敏度C、 定期調(diào)整開機(jī)靈敏度時(shí)，需保持3個(gè)級(jí)別的開機(jī)靈敏度2檢測(cè)重量時(shí)延遲時(shí)間500us3通信之前打開傳感器通信之前打開傳感器（E+）硬件要用E+供電給CY02084CY0208通信端口工作時(shí)置SCL,SDA為高電平5調(diào)級(jí)時(shí)刷新零點(diǎn)的范圍20 kg