一、明确开发方向与功能规划
在开发人体秤PCBA方案前,首要任务是确定产品定位与功能需求。这需要深入考量目标市场与用户群体的特性。若面向健身爱好者,产品除具备基本的体重测量功能外,还需添加体脂率、肌肉量、水分含量等身体指标的测量功能,并支持与健身APP的连接,以便用户记录和分析数据;若针对家庭日常使用,操作便捷性和测量准确性则是关键,同时还可设置多用户模式,满足家庭成员的不同需求。以下列举一些常见功能:
基础称重功能:能快速、准确地测量体重,具备高精度的传感器与运算处理能力,确保测量数据的可靠性。例如,常见的人体秤分度值可达0.1kg,满足用户对精度的基本要求。
单位切换功能:支持千克(kg)、磅(lb)、盎司(oz)等多种单位显示,方便不同用户的使用习惯。
数据记录与存储:可存储多个用户的历史测量数据,便于用户跟踪体重变化趋势。部分高端产品甚至能存储数年的测量数据。
无线连接功能:借助蓝牙、Wi-Fi等无线通信技术,将测量数据同步至手机APP或云平台,实现数据的远程管理与分析。
二、工作原理剖析
人体秤主要基于重力测量原理来工作,不同类型的人体秤在具体实现方式上略有差异。
应变电测法原理:以常见的电子人体秤为例,将应变计贴在称重传感器的弹性体上,构成惠斯登电桥。在无负载时,电桥处于平衡状态,输出为零。当弹性体承受载荷时,各应变仪会产生与载荷成正比的应变,并在芯片内释放出一定的应变电压。接着,经模数变换模块将放大后的电压信号转变为数字信号,最后送入微控制器进行处理、显示,从而实现体重测量。称重传感器通常将应变片粘在铝棒上,由桥式电阻构成应变片,当铝棒受力变形时,应变片上的4个电阻会产生应变系数。
生物电阻抗分析法原理:智能体脂秤在测量体脂时,采用生物电阻抗分析法(BIA)。其原理是通过向身体发送一个低而安全的电流来实现计量。由于电流可自由通过肌肉组织中的液体,但在通过脂肪组织时会遇到阻力,即生物电阻抗。体脂量表一般采用4个电极的BIA方法,通过2个电极在足部周围发送50kHz的激励信号,然后检测来自其他2个电极的电压信号。对电压信号进行放大、整流、A/D转换和MCU处理后,得到人体阻抗,再结合人体模型,就能得出人体脂肪等计量数据。
三、硬件设计
核心元器
在开发人体秤PCBA方案前,首要任务是确定产品定位与功能需求。这需要深入考量目标市场与用户群体的特性。若面向健身爱好者,产品除具备基本的体重测量功能外,还需添加体脂率、肌肉量、水分含量等身体指标的测量功能,并支持与健身APP的连接,以便用户记录和分析数据;若针对家庭日常使用,操作便捷性和测量准确性则是关键,同时还可设置多用户模式,满足家庭成员的不同需求。以下列举一些常见功能:
基础称重功能:能快速、准确地测量体重,具备高精度的传感器与运算处理能力,确保测量数据的可靠性。例如,常见的人体秤分度值可达0.1kg,满足用户对精度的基本要求。
单位切换功能:支持千克(kg)、磅(lb)、盎司(oz)等多种单位显示,方便不同用户的使用习惯。
数据记录与存储:可存储多个用户的历史测量数据,便于用户跟踪体重变化趋势。部分高端产品甚至能存储数年的测量数据。
无线连接功能:借助蓝牙、Wi-Fi等无线通信技术,将测量数据同步至手机APP或云平台,实现数据的远程管理与分析。
二、工作原理剖析
人体秤主要基于重力测量原理来工作,不同类型的人体秤在具体实现方式上略有差异。
应变电测法原理:以常见的电子人体秤为例,将应变计贴在称重传感器的弹性体上,构成惠斯登电桥。在无负载时,电桥处于平衡状态,输出为零。当弹性体承受载荷时,各应变仪会产生与载荷成正比的应变,并在芯片内释放出一定的应变电压。接着,经模数变换模块将放大后的电压信号转变为数字信号,最后送入微控制器进行处理、显示,从而实现体重测量。称重传感器通常将应变片粘在铝棒上,由桥式电阻构成应变片,当铝棒受力变形时,应变片上的4个电阻会产生应变系数。
生物电阻抗分析法原理:智能体脂秤在测量体脂时,采用生物电阻抗分析法(BIA)。其原理是通过向身体发送一个低而安全的电流来实现计量。由于电流可自由通过肌肉组织中的液体,但在通过脂肪组织时会遇到阻力,即生物电阻抗。体脂量表一般采用4个电极的BIA方法,通过2个电极在足部周围发送50kHz的激励信号,然后检测来自其他2个电极的电压信号。对电压信号进行放大、整流、A/D转换和MCU处理后,得到人体阻抗,再结合人体模型,就能得出人体脂肪等计量数据。
三、硬件设计
核心元器
