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HDMI点屏很简单?嵌入式老鸟笑而不语
3星期前
样板打回来了,一上电就打火,差点把电源适配器给干废了,仔细一看原理图都没画对
3星期前
刷到一个分离元器件搭建的电路,据说这个电路已经量产,成本低,电路简单,且同时实现了三种功能
03-30 14:24
自从接触了物联网,才发现串口屏只是冰山一角,I2C、SPI、UART、RGB、LVDS,MIPI,EDP...谁才是未来的主流?
03-21 11:34
为什么在开关电源的输入端,很多时候都有压敏电阻和气体放电管?
03-18 15:38

拆解智能手环

给老婆买的情人节礼物到了,既不是花,也不是项链和戒指什么的,早就过了十多二十岁的年龄了,更喜欢买些实用的东西,也更关注身心健康,于是买了一个智能手环。

手环正面

手环背面参数如下:

  • 屏幕‌:1.47英寸AMOLED彩屏,分辨率为194 x 368像素,282 ppi
  • ‌颜色‌:拂晓粉
  • ‌防水等级‌:5ATM,相当于50米静止水深的压力,基本防水是没问题的,特别注意洗澡最好取下来,它不防水蒸气,热水淋浴也可能弄坏。
  • 充电接口:磁吸顶针充电。
  • 数据连接:支持蓝牙5.0,支持NFC可刷门禁,公交卡。
  • 续航时间:标准续航时间9天(很多型号是3天,毕竟电池很小)
  • 心率监测:实时监测
  • 血氧监测:实时监测

我比较在意的是它的健康监测,还有NFC功能,给我们的生活带来了方便,感觉还比较实用。

虽然智能手环上市很多年了,但可能还是有人跟我一样没仔细了解过它,它的心率和血氧是怎么来检测的,准不准呢?还有它里面的构造是什么样子的呢,用了哪些芯片和电路呢,下面咱们一起来看一看吧。

01监测心率和血氧的原理

我们先来看个视频,可以明显看到靠近手臂一侧有灯光在不停的闪烁,它就是靠这个闪烁的LED灯光来监测我们的心率和血氧,这个灯光大概每秒会闪动数百次。

网上查到心率和血氧都是通过一个叫PPG技术监测的,PPG技术也被称为“光体积变化描记法”,是以光学的方式来测量脉搏的一种技术。

先来说说“心率”动脉中的血流量会随着心脏的收缩、舒张呈现周期性的规律变化,收缩时,血红素的密度高,会吸收较多的绿光,舒张时,血红素的密度低,反射较多的绿光。

再说说“血氧”,血氧用的不是绿光,而是红光和红外光。两种光源以不同的时间间隔交替照射到皮肤上,血液中的血红蛋白对这两种光的吸收能力不同。含血氧红蛋白对红光的吸收率高于红外光,因此反射的红光强度会更高,而脱氧血红蛋白对红外光的吸收率更高,反射的红外光强度较低。最后,通过手环的算法,分析出这些反射光强度,就可以计算出心率和血氧饱和度。所以算法这一块很重要,它也决定了我们监测的准确性。

智能手环最大的缺陷就是电池续航能力不足,普通的基本3-5天都要充一次电,毕竟这么小的体积,要装下容量较大的电池确实不太容易。

02内部电路结构

刚买的这个智能手环是新的,我不打算拆,在B站上找到一个博主的拆解视频,带大家一起来看看。

先用热风枪,温度调到200度的样子,从后盖加热,然后用拆机片拆开。

拆开后是这样子,芯片较多,整个电路板的集成度非常高。

主控芯片是‌Apollo3 Blue Plus,是美国品牌Ambiq公司的产品‌。它集成了Arm Cortex-M4F内核的微控制器(MCU),具有高性能和超低功耗的特点。

右侧是一颗存储器,表面打了胶,没见过这种工艺,不知道是干什么用的。还有九轴传感器(运动监测芯片),NFC控制芯片。

健康监测芯片用的是汇顶科技的GH3020,它是一款集成了多通道PPG的健康监测芯片,具备心率(HR)、心率变异性(HRV)和血氧饱和度(SpO2)等监测功能,以及超低功耗、超高精度的特性。

总体来看,硬件电路芯片较多,电路应该不复杂,对layout和结构有较大的考验。主要还是靠软件的算法,网评:相比前几个版本,算法有了提升,健康监测更加准确。

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