是否“高大上”?智能手环传感器模块大pk

2014-11-25 10:10 来源:电子信息网 作者:兔子

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近年来,我们接触到的各种智能设备越来越便携化。其中最为流行的就是身披时尚智能光环的智能手环。其实这些智能设备并没有想象中的“高大上”,抛开外形、大同小异的APP,在核心硬件原理上,它们非常相似。一个公式就能基本囊括,微控制器或者MCU+低功耗蓝牙通信方案+惯性传感器+电源方案。基本原理很简单,一个MCU或者处理器(内置或者另外配合小容量RAM,ROM)控制蓝牙、传感器、LED和振动器。纽扣电池或锂电池提供电源。本文中给大家介绍几款主流的智能手环内部电路结构。

这里第一款亮相的就是小米手环。其采取的分体式设计,腕带与主体可以分离。主体内部构造也很简单,前后两片式外壳,中间嵌入电池、主板与振动器,充电触点设计在外壳上。电路板、主要IC、Dialog DA14580 蓝牙片上系统,内置一个32-bit ARM Cortex M0内核,拥有一个功率管理模块;ADI ADXL362 3轴数字输出MEMS加速度计,TI TPS62736 降压转换器。

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小米手环内部电路结构

我们下面要说的第二款手环是Fitbit Flex的智能手环,在拆解中它的整体结构分为腕带及电路主体。主体部分外壳焊接非常紧密,使用到大量的胶水,充电触点和蓝牙天线设计在了塑料外壳上。壳内的硬件是振动器、电路板和可充电锂电池。主板上还贴了一块NFC,不过由于手环并没有NFC相关的功能,因此并不了解这块NFC线圈的实际作用。主板上主要IC是意法半导体STM32L 32位微处理器,意法半导体LIS3DH 三轴加速度传感器,Nordic NRF8001 蓝牙4.0芯片以及一枚TI BQ24050的锂电池充电芯片。 

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Fitbit Flex

第三款智能手环我们拆解的是UP手环。由于两代UP都是典型的一体化设计,代表了比较高的工艺水准。电路板采用的柔性板,所有的电子器件全部贴装于软板之上,电池密封在一个金属小盒子里,外面是一圈柔软的TPU橡胶,既能保证手环的柔韧性,也防止电池受到挤压损伤,而且主板上的IC使用了高强度的点胶,且覆盖面积大,进一步确保了主板的稳定性。主要使用的IC有TI MSP430F5528的微控制器,Nordic nRF8001 蓝牙芯片,Bosch BMA222EF三轴加速度传感器。  

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UP手环

第四款外表小巧的Misfit Shine智能手环,也是采取的主体和腕带分离的设计形式。两片式金属外壳,内置纽扣电池和一块电路板。拆解下来,这只手环的亮点在于其核心电路之外的工业设计,小巧的金属外壳、12颗LED灯可以简洁的显示时间,整个主体上贴有磁铁和夹扣相吸实现多样化的佩戴模式。Misfit Shine圆形黑色主板,周边是12颗LED。通过主板标注,它的解决方案也是MCU+蓝牙以及一枚加速度传感器。型号分别是Silicon Labs EFM32,32位ARM内核MCU,TI CC2541 蓝牙4.0芯片,内置128KB ROM 以及8KB RAM。

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Misfit Shine智能手环

要介绍的最后一款是Bong一代智能手环,拆解后它的整体结构包括腕带+铝合金装饰外壳+芯片塑料外壳+壳内的主板+电池+振动器这几个组成部分,其采取的也是一体化设计。在电路板上,Nordic nRF51822 的蓝牙SoC,意法半导体LIS3DH 加速度传感器,这颗传感器出现的频率很高。Liner LTC4065充电芯片和TI LM3673 降压转换器,强化电源。

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Bong一代智能手环

本文中列举出的是较为受欢迎或者主流的智能手环,其实还有很多我们没有介绍的,因为其结构固定简单所以开发智能手环的门槛并不高,因此粗制滥造的产品也比比可见。目前智能手环技术进入成熟还有很大的距离,工业设计、传感器、显示、功耗和交互这五大方面都需要提升。我们认为作为下一代的便携电子,体验应该是傻瓜式的,工业设计应该是时尚、无感佩戴式的,才能够真正收集到有效数据并且管理提供增值服务。

传感器 智能手环

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