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??運動手表的內(nèi)部有何玄機?拆拆看!

貿(mào)澤電子 ? 來源:未知 ? 2023-05-17 11:00 ? 次閱讀
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運動手表

運動手表在人們的日常生活中越來越常見,除了監(jiān)測我們的生命體征,這些設(shè)備還可以檢測行走步數(shù)、跑步距離以及睡眠狀態(tài)。在本文中,我們將帶大家一起探討運動手表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及如何使用ADI的MAXREFDES103健康傳感器平臺。

01

項目材料與資源

700-MAXREFDES103#

- MAXREFDES103健康傳感器平臺

軟件和工具:

- MAXREFDES103 Complete Eval Pckg, 4.2.0

- PC

- 安卓手機

02

項目技術(shù)概述

ADI MAXREFDES103(圖1)是腕戴式健康傳感器,集成了心率(HR)和血氧飽和度(SpO2光學(xué)傳感器(MAX86141)。傳感器數(shù)據(jù)可以通過低功耗藍(lán)牙傳輸?shù)桨沧渴謾C或PC GUI進(jìn)行演示和評估。

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圖1:MAXREFDES103健康傳感器平臺

(圖源:貿(mào)澤電子

與其他可穿戴設(shè)備一樣,MAXREFDES103也有三個主要系統(tǒng)組件:微控制器、傳感器板和射頻模塊。

其內(nèi)置的MAX32664C傳感器集線器搭載了用于HR和SpO2測量的MAX32664微控制器和MAX86141光學(xué)傳感器(圖2)。

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圖2:MAXREFDES103系統(tǒng)框圖

(圖源:ADI)

下面就讓我們一起仔細(xì)觀察一下傳感器的操作:

在健康傳感器腕帶的底部(圖3),有兩個LED和兩個光電二極管。一個LED發(fā)射紅光用于測量SpO2,另一個LED發(fā)射綠光用于測量HR。LED光射向人體皮膚,反射光由光電二極管捕獲并發(fā)送給MCU,然后通過算法將其轉(zhuǎn)換為有意義的數(shù)據(jù)。血液會吸收光,所以我們可以利用反射光檢測血液流動的變化,這個過程被稱為光體積描記術(shù)(PPG)。來自PPG的電壓信號與流經(jīng)血管的血液流量成比例關(guān)系。

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圖3:MAXREFDES103健康傳感器平臺底視圖

(圖源:貿(mào)澤電子)

最后,數(shù)據(jù)通過I2C發(fā)送到主機MCU MAX32630,并通過BLE發(fā)送到移動設(shè)備。

硬件安裝

硬件組裝過程其實很簡單。MAXREFDES103包含從傳感器到AFE和MCU在內(nèi)的所有硬件。但要對其進(jìn)行編程,我們需要通過USB-C連接MAXDAP-TYPE-C適配器板,如下圖所示(圖4)。

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圖4:MAXDAP-TYPE-C適配器

(圖源:ADI)

按鈕旁邊的底部連接器用于更新微型板的.bin固件。Device標(biāo)簽右側(cè)的連接器用于MAXREFDES103#和PC之間的串行連接。兩個連接器都用于為MAXREFDES103#供電,且該板有兩個按鈕。

軟件安裝

MAXREFDES103#附帶有預(yù)裝固件,但需要升級以確保加載的是新版本。請執(zhí)行以下安裝步驟以更新Windows 10固件。

安裝Maxim DeviceStudio PC GUI:1. 在ADI官網(wǎng)的“軟件開發(fā)”下找到并下載新版的軟件包。然后,解壓縮文件夾。

2. 在下載的文件夾中找到子文件夾

“Maxim Device Studio Windows 10

& Windows 7 PC GUI Installers”。

3. 單擊并運行安裝程序

“SetupHSP_EvKit_5.8.4.5_Win10.msi”。

4. 接受條款,然后依次單擊“Install”和“Finish”。

更新電路板固件:1. 如圖4所示連接電路板。

2. 等待Windows安裝驅(qū)動程序。然后,將在電腦上看到此設(shè)備(圖5)。

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圖5:DAPLINK windows 10驅(qū)動

(圖源:ADI)

3. 將“mbed-os_HSP2SPO2_4_2_1.bin”文件(位于已下載軟件包的“MAX32630 Microcontroller Host Firmware”文件夾下)拖放到PC的DAPLINK驅(qū)動中。這會將主機固件快速存儲到MAX32630中。 4. 最后,按下并釋放MAXDAP-TYPE-C適配器板上的重置按鈕以重新啟動健康腕帶。按鈕位置如圖6所示。

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圖6:MAXDAP-TYPE-C適配器復(fù)位按鈕

(圖源:ADI)

更新MAX32664傳感器集線器算法固件:

1. 將Micro-USB切換到Device端口,如下圖(圖7)所示:

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圖7:MAXDAP-TYPE-C適配器 - 器件連接

(圖源:ADI)

2. 打開Maxim Device Studio PC GUI windows app。 3. 在Scan Mode下選擇“Serial over USB/Bluetooth”,然后單擊“Scan”。 4. 連接成功后,GUI應(yīng)如下圖所示(圖8):

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圖8:Maxim DeviceStudio PC GUI

(圖源:貿(mào)澤電子)

5. 依次單擊“Device” → “Update SmartSensor_MAX32664 Software” → “Update Firmware”(圖9)。

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圖9:Maxim DeviceStudio PC GUI – 更新固件

(圖源:貿(mào)澤電子)

找到已下載的軟件包,打開文件夾

“Encrypted MAX32664C Biosensor Algorithm Firmware for Wearable Applications Outputs Heart Rate & Blood Oxygen (SpO2)”。

選擇.msbl文件

“MAX32664C_HSP2_WHRM_AEC_SCD_WSPO2_Z_30.13.30”,

然后單擊“Open”。 6. 將彈出一條警告消息,單擊“OK”。

7. 現(xiàn)在,用于HR和SpO2測量的嵌入式算法已上傳到設(shè)備。

藍(lán)牙連接設(shè)置 連接到Windows 10上的Maxim DeviceStudio GUI: 1. 斷開串行連接,以便通過BLE進(jìn)行連接。 2. 選擇“Windows BLE”,單擊“Scan”。

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圖10:Maxim DeviceStudio PC GUI – BLE連接

(圖源:貿(mào)澤電子)

3. 選擇名為HSP2SPO2_X_X.X的器件,單擊“Connect”。

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圖11:Maxim DeviceStudio PC GUI - BLE連接

(圖源:貿(mào)澤電子)

在Windows上啟動PPG測量: 1. 連接成功,單擊“Launch Tool”開始測量。 2. 打開HRM圖和SpO2圖,然后單擊“Start Monitoring”。 3. 數(shù)秒后,數(shù)據(jù)開始出現(xiàn)。

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圖12:SpO2和HR測量圖

(圖源:貿(mào)澤電子)

安裝安卓GUI app:

1. 通過USB將安卓手機連接到電腦。

2. 在手機上,啟用通過USB傳輸文件的選項。啟用后,可在Windows文件資源管理器中看到該設(shè)備。

3. 打開文件資源管理器并找到“Download”文件夾。

4. 在電腦上打開另一個文件資源管理器,找到之前下載的Maxim軟件包,然后導(dǎo)航到文件夾“Maxim Wellness Android Application”。

5. 解壓并打開文件夾
"Maxim_Wellness_Suite_v4.3.0.zip"。

6. 將“wellness_suite_v4.3.0.apk”文件拖放到手機的下載文件夾中。

7. 使用文件資源管理器找到.apk文件在手機上的位置。

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圖13:Maxim Wellness Suite – 安卓app安裝

(圖源:貿(mào)澤電子)

8. 運行.apk文件前,請確保可以選擇在手機上安裝來自未知來源的應(yīng)用。

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圖14:Android設(shè)置 – 允許未知來源

(圖源:貿(mào)澤電子)

9. 最后,單擊并運行.apk文件以安裝Maxim Wellness app。

在安卓手機上啟動PPG測量: 1. 運行Maxim Wellness app。 2. 授予app位置訪問權(quán)限。 3. 單擊Scan并連接到設(shè)備。

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圖15:Maxim Wellness Suite安卓app – BLE連接(圖源:貿(mào)澤電子)

4. 下面我們將通過測量SpO2來測試其功能。在主菜單中,單擊Pulse Oximetry。

5. 在右上角,單擊播放圖標(biāo)開始測量SpO2和HR。

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圖16:Maxim Wellness Suite Android app – 測量SpO2和HR(圖源:貿(mào)澤電子)

03

結(jié) 語

MAXREFDES103健康傳感器平臺是開發(fā)健康監(jiān)測應(yīng)用的理想套件。該套件集成了所有硬件,開箱即用。此外,ADI還提供了包括測量心率和血氧飽和度等在內(nèi)的一系列算法,以幫助設(shè)計人員快速輕松地開發(fā)健康監(jiān)測應(yīng)用。

Rafik Mitry于2019年取得慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)電氣工程碩士學(xué)位后加入貿(mào)澤電子,他在該所大學(xué)中還從事過三年能源收集領(lǐng)域的研究工作。

作為貿(mào)澤的技術(shù)營銷工程師,Rafik撰寫的內(nèi)容獨特而富含技術(shù)性,反映電子行業(yè)當(dāng)前和未來技術(shù)趨勢。除了緊跟最新技術(shù)趨勢外,Rafik還是航空和網(wǎng)球的狂熱愛好者。

作者

簡介

該發(fā)布文章為獨家原創(chuàng)文章,轉(zhuǎn)載請注明來源。對于未經(jīng)許可的復(fù)制和不符合要求的轉(zhuǎn)載我們將保留依法追究法律責(zé)任的權(quán)利。


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原文標(biāo)題:??運動手表的內(nèi)部有何玄機?拆拆看!

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