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[资料共享] 可穿戴设备氧传感器电路解析

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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2017-4-19 10:26:02 |显示全部楼层
    可穿戴设备即直接穿在身上,或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备,更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能,可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。

    目前市场上的可穿戴设备还存在许多问题,例如:

    1、价格昂贵。Google Glass售价高达1500美元;Nike+ FuelBand SE售价为149美元;阿迪达斯即将推出的安卓系统智能手表售价399美元。

    2、电池续航时间短。普通的智能手表电池使用时间在24小时左右,如果开启更多功能耗电量会增加,这样使用者不得不每天充两次电才能正常使用。

    3、不能独立使用或功能不全。很多智能手表的功能需要搭载手机才能够使用,消费者不禁要问:那还用它做什么?
    但我们不能忽略的是科技一直都在进步的,所以可穿戴设备的市场会越来越庞大,受众人群也会越来越多,那时候的可穿戴设备市场将呈现“百花齐放”的景象。

    本文所介绍的是可穿戴设备氧传感器的电路以及电路原理设计。

    电路原理

    1.png


    该电路由氧传感器OS-12、直流放大器IC1、A/D变换器IC4、液晶显示器F2100-34PI、电压比较器IC2、正负电源变换器IC等组成。OS-12为伽伐尼电池式氧传感器,检测空气中的氧气可输出约50mV的信号,且其在0~100%的氧浓度范围内有线性输出,它的输出-输入A/D变换器能很精确地用数字显示出氧浓度。

    IC1是直流放大器,可将传感器的输出信号放大8倍。放大后的信号经IC4(ICL7107型)A/D变换后直接驱动液晶显示器,用数字显示氧浓度。ICL7107是3.5位单片A/D变换器,当和LED显示器组合使用时,消耗电流可降到1mA左右。D1是恒流二极管,以作A/D变换器的基准电压。CR033是利用场效应管恒电流特性的元件,若提供330μA电流,其温度系数接近于零。电压比较器IC2的基准电压从D1获得,用于检测18%以下氧的浓度,氧浓度低则报警。 IC3是从正电源到负电源的变换器,自身漏电流很小。电源使用4只450mA的NiCd电池,可连续使用l00h。

    2.png



    小结

    该氧传感器具有单独液晶显示器,方便使用者直接读数,使用的电源只需使用4只450mA的NiCd电池,便可连续使用l00h,具有省电的特点。编者认为该电路还可以监控地下坑道和洞穴底部等工作场合的氧浓度,可防止缺氧以致发生事故。

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