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体脂秤方案:pcba运行原理

体脂秤方案:pcba运行原理
📅 发布时间:2026/6/19 20:40:45

  体脂秤PCBA的运转是“硬件模块+软件逻辑”的协同闭环,从用户上秤到数据输出,全程流程如下:

  1.待机唤醒:低功耗待命,触发后启动

  PCBA默认处于深度休眠状态(MCU关闭大部分外设,仅保留“人体接触检测”“按键”中断源,待机电流≤10μA,延长续航);

  触发唤醒:当用户双脚踩上秤面,电极片检测到人体接触(电极间阻抗突变),或用户按下按键,MCU立即被唤醒,同时给称重传感器、阻抗测量芯片、显示屏等模块供电。

  2.数据采集:同步获取体重+阻抗数据

  体重采集:称重传感器受压力产生形变,输出mV级电压信号→PCBA的信号调理电路(仪表放大器+滤波器)放大滤波→ADC转换为数字信号→MCU读取并缓存数据(连续采样5~10次,用于后续滤波降噪);

  阻抗采集:MCU控制阻抗测量芯片,通过电极片向人体发送预设频率的交流信号→信号穿过人体后被接收电极捕获→芯片测量信号的电阻(R)和电抗(Xc),计算总阻抗(Z)→将阻抗数字信号传输给MCU。

  3.数据处理:算法优化+多指标推算

  数据降噪:MCU对采集到的体重、阻抗原始数据进行滤波处理(如滑动平均、卡尔曼滤波),剔除异常值(如体重超出0.5kg~150kg合理范围则丢弃);

  校准补偿:调用Flash中存储的校准系数(生产时通过标准砝码、电阻箱校准),修正传感器误差(如温度导致的体重偏差、电极接触电阻导致的阻抗偏差);

  体成分推算:代入BIA算法模型,结合用户预设的身高、年龄、性别(可通过APP写入PCBA),计算出体脂率、肌肉量、水分率、BMR等指标。

  4.输出交互:数据显示+传输

  本地显示:MCU控制显示屏(LED/OLED),循环显示体重、体脂率等核心指标(如先显示体重3秒,再显示体脂率3秒);

  数据传输:通过蓝牙BLE(或Wi-Fi)模块,将测量数据(体重、体脂率、测量时间等)发送给手机APP(二进制格式,高效无冗余),支持数据存储和趋势分析;

  状态反馈:若测量正常,蜂鸣器短鸣1次;若电极接触不良、低电量等异常,显示屏显示故障码(如“--”“Lo”),蜂鸣器报警。

  5.休眠待机:无操作自动低功耗

  测量完成后,若30秒内无用户操作,MCU关闭传感器、通信模块、显示屏的供电,自身进入深度休眠状态,等待下一次唤醒,确保电池续航(干电池供电≥6个月)。

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