首頁(yè) ? 產(chǎn)品方案 ? 消費(fèi)電子
在廚房秤、人體秤、工業(yè)臺(tái)秤等海量應(yīng)用中,一臺(tái)秤的靈魂往往不是傳感器,而是那顆“會(huì)算賬”的MCU。輝芒微(FMD)8位系列MCU以“剛好夠用”的資源和μA級(jí)功耗,正在成為稱(chēng)重行業(yè)“隱形冠軍”。下面給出一份可快速落地的數(shù)字稱(chēng)重傳感器完整方案,從硬件框圖到核心功能一次說(shuō)清。
目標(biāo)市場(chǎng):對(duì)成本極度敏感、精度要求0.1 g–10 g的消費(fèi)級(jí)或輕工業(yè)級(jí)電子秤。
設(shè)計(jì)思想:用一顆8位MCU把“傳感器→ADC→算法→顯示/通信”全部包辦,BOM 3 USD以?xún)?nèi)即可量產(chǎn)。
模塊 | 關(guān)鍵器件 | 作用 |
---|---|---|
傳感 | 1 × 應(yīng)變片全橋(1 mV/V靈敏度) | 輸出0–20 mV差分信號(hào) |
模擬前端 | 1 × 低噪聲運(yùn)放 + RC二階低通 | 放大100×,帶寬10 Hz,抑制工頻 |
主控 | 1 × FMD FT62F2xx 8位MCU | 內(nèi)置12-bit ADC、2.048 V參考、LCD/LED驅(qū)動(dòng)、UART/I2C |
資源 | 分配 |
---|---|
Flash 4 KB | 1 KB稱(chēng)重算法庫(kù) + 1 KB通信/校準(zhǔn) + 2 KB應(yīng)用代碼 |
RAM 256 B | 64 B濾波緩沖 + 32 B校準(zhǔn)系數(shù) + 剩余用戶(hù)變量 |
ADC 12-bit | 64×過(guò)采樣+滑動(dòng)平均,有效分辨率≈15 bit |
Timer2 | 10 Hz周期喚醒,低功耗分時(shí)復(fù)用 |
GPIO | 4×按鍵掃描 + 3線(xiàn)LCD COM/SEG + 1路蜂鳴器 |
深圳三佛科技推出的數(shù)字稱(chēng)重傳感器方案,主控芯片使用輝芒微MCU單片機(jī),MCU實(shí)現(xiàn)的功能如下:
開(kāi)機(jī)自動(dòng)空載校零,EEPROM保存零點(diǎn)。
利用MCU內(nèi)部溫度傳感器,建立溫度-漂移曲線(xiàn),軟件實(shí)時(shí)補(bǔ)償。
動(dòng)態(tài)濾波算法
10 Hz采樣下,自適應(yīng)IIR+中值混合濾波,0.2 s穩(wěn)定讀數(shù),抖動(dòng)<±1 digit。
手機(jī)或PC端工具通過(guò)UART發(fā)送“標(biāo)定質(zhì)量”,MCU自動(dòng)計(jì)算并寫(xiě)入增益系數(shù)。
g/kg/oz/lb四單位在線(xiàn)切換,系數(shù)采用Q15定點(diǎn)運(yùn)算,省去浮點(diǎn)庫(kù)。
低功耗策略
稱(chēng)重間隙MCU進(jìn)入Sleep-ADC模式,平均電流<60 μA;
按鍵或重量突變(>3 g)外部中斷喚醒,100 ms內(nèi)恢復(fù)測(cè)量。
I2C可接EEPROM記錄500組數(shù)據(jù);
預(yù)留BLE模塊插座,5 min廣播一次重量,用于物聯(lián)網(wǎng)健康秤。
第1天:用官方FMDTouchTool配置ADC、GPIO,跑通“空載→加載”ADC值讀取。
第2–3天:移植官方LibWeight,內(nèi)含滑動(dòng)平均、溫度補(bǔ)償、線(xiàn)性校準(zhǔn)API。
第4天:連接LCD/按鍵,完成按鍵“去皮→單位→關(guān)機(jī)”三鍵邏輯。
第5天:整機(jī)計(jì)量測(cè)試——常溫、-10 ℃、60 ℃三點(diǎn)驗(yàn)證,全量程誤差<0.05 %FS。
用一顆小小的8位MCU,讓“毫伏級(jí)”模擬信號(hào)變成“克級(jí)”數(shù)字結(jié)果,省空間、省功耗、省BOM,卻仍保持消費(fèi)級(jí)精度~以上就是深圳三佛科技分享的數(shù)字稱(chēng)重傳感器方案。深圳市三佛科技專(zhuān)注單片機(jī)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),提供8位單片機(jī)、32位單片機(jī)。