CN217767231U - 一种低功耗无线传输传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低功耗无线传输传感器，包括：主控电路、电源输出管理电路、电源、电源充电保护电路、运动采集电路，主控电路与电源输出管理电路、运动采集电路连接，电源输出管理电路与电源、运动采集电路连接，电源与电源充电保护电路。本实用新型提供的传感器为微小型的无线传输运动传感器，体积小，重量轻，扩大了传感器的使用场景。无线传输方式使得传感器在数据传输中更加便捷。无线传输运动传感器具有低功耗睡眠模式和工作模式，能够保证在运动中持续稳定的传输运动信息数据，同时在不工作时能够自动进入低功耗模式，节省电源能量，增加续航。无线传输运动传感器将信号变化投射到信号灯中，展示传感器在各个条件下的状态。

Description

一种低功耗无线传输传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种低功耗无线传输传感器备。

背景技术

传统的运动数据类传感器采用有线的通信方式，在使用过程中存在很大限制。而目前一些新型的蓝牙运动传感器虽然能够实现传感器数据的无线传输，但基本上所有的该类传感器整体的体积都比较大，整体重量也偏重，使用场景受限。如市面上售卖的某款“蓝牙5.0加速度计角度传感器姿态倾角陀螺仪模块磁场MPU9250芯片”，借助MPU9250芯片采集运动数据，同时使用内嵌蓝牙芯片进行运动数据的传输。虽然整体功能得到简化，但该传感器的整体体积过大，重量较重，使用传统的Type-C充电接口，限制了该类传感器的使用场景。

实用新型内容

为了实现根据本实用新型的上述目的和其他优点，本实用新型的目的是提供一种低功耗无线传输传感器，包括：主控电路、电源输出管理电路、电源、电源充电保护电路、运动采集电路，所述主控电路与所述电源输出管理电路、所述运动采集电路连接，所述电源输出管理电路与所述电源、所述运动采集电路连接，所述电源与所述电源充电保护电路。

进一步地，还包括信号灯电路，所述电源充电保护电路、所述电源输出管理电路、所述主控电路连接。

进一步地，所述信号灯电路包括信号灯控制芯片，所述信号灯控制芯片的红灯引脚、绿灯引脚与所述电源充电保护电路连接，所述信号灯控制芯片的蓝灯引脚与所述主控电路连接。

进一步地，所述电源充电保护电路包括电池管理芯片、保险丝，所述保险丝与所述电池管理芯片的信号输入引脚连接，所述电池管理芯片的开漏输出引脚与所述信号灯控制芯片的绿灯引脚连接，所述电池管理芯片的充满指示引脚与所述信号灯控制芯片的红灯引脚连接，所述电池管理芯片的输出引脚与所述电源连接。

进一步地，所述电源输出管理电路包括稳压器，所述稳压器的使能引脚、信号输入引脚与所述电源连接，所述稳压器的输出引脚与所述主控电路、所述运动采集电路连接。

进一步地，所述主控电路包括低功耗蓝牙芯片，所述低功耗蓝牙芯片的输出引脚与所述信号灯控制芯片的蓝灯引脚连接，所述低功耗蓝牙芯片的电源输入引脚与所述稳压器的输出引脚连接，所述低功耗蓝牙芯片的ADC采样引脚与所述运动采集电路连接。

进一步地，所述运动采集电路采用MPU9250芯片，所述MPU9250芯片的外部中断引脚与所述主控电路的ADC采样引脚连接，所述MPU9250芯片的电源输入引脚与所述稳压器的输出引脚连接。

进一步地，所述电源充电保护电路还预留有用于充电的探针孔。

进一步地，所述低功耗蓝牙芯片采用NRF52832芯片。

进一步地，所述稳压器采用TLV70028DDCR芯片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型为微小型的无线传输运动传感器，体积小，重量轻，其整体尺寸面积与一元硬币大小相近，整体的带壳重量仅为2.9克，与0.6张A4纸的重量相等，扩大了传感器的使用场景。

无线传输运动传感器具有低功耗睡眠模式和工作模式，能够保证在运动中持续稳定的传输运动信息数据，同时在不工作时能够自动进入低功耗模式，节省电源能量，增加续航。

无线传输运动传感器将信号变化投射到信号灯中，展示传感器在各个条件下的状态。

无线传输方式使得传感器在数据传输中更加便捷。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为实施例1的一种低功耗无线传输传感器原理图；

图2为实施例1的信号灯电路原理图；

图3为实施例1的主控电路图；

图4为实施例1的电源输出管理电路图；

图5为实施例1的运动采集电路图；

图6为实施例1的电源充电保护电路图；

图7为实施例1的信号灯电路图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

实施例1

一种低功耗无线传输传感器，如图1所示，包括：主控电路1、电源输出管理电路2、电源3、电源充电保护电路4、运动采集电路5、信号灯电路7，主控电路与电源输出管理电路、运动采集电路连接，电源输出管理电路与电源、运动采集电路连接，电源与电源充电保护电路，电源充电保护电路、电源输出管理电路、主控电路连接。本实施例中，电源3采用锂电池。通过主控电路1的设置，降低功耗，保证传感器可以持续工作四小时以上。

如图7所示，信号灯电路包括信号灯控制芯片D1，信号灯控制芯片D1的红灯引脚RED、绿灯引脚GREEN与电源充电保护电路连接，信号灯控制芯片的蓝灯引脚BLUE与主控电路连接。如图2所示，信号灯电路7包括红灯模式7-1、绿灯模式7-2、蓝灯模式7-3，充电检测4-1对应绿灯模式，充满信号跳变4-2对应红灯模式，主控电路对应蓝灯模式，灯光通过显示孔7-4显示出来。

如图6所示，电源充电保护电路包括电池管理芯片U3、保险丝F1，充电电压5V通过保险丝F1与电池管理芯片U3的信号输入引脚IN连接，同时引脚1通过电容C22接地，电池管理芯片U3的开漏输出引脚

与信号灯控制芯片D1的绿灯引脚GREEN连接，电池管理芯片U3的充满指示引脚

与信号灯控制芯片D1的红灯引脚RED连接，电池管理芯片U3的输出引脚OUT直接接入电源(被充电电池的正极)VBAT。电池管理芯片U3的引脚3和引脚7直接接地，引脚2通过电阻R7接地，引脚4通过电阻R9接地，引脚9通过电阻R8接地。

电源充电保护电路4能够保证充电电流的稳定输送，同时产生充满电信号，将该信号传输到信号灯电路7，使得信号灯电路7显示红色。

充电部分为保证该传感器整体尺寸和体积，采用探针充电法，电源充电保护电路还预留有用于充电的探针孔。

如图4所示，电源输出管理电路包括稳压器U4，稳压器的使能引脚EN、信号输入引脚IN与电源VBAT(电池的正极)连接，稳压器U4的输出引脚OUT与主控电路、运动采集电路连接，直接输出2.8V电压，给其他电路输出稳定电压。电源输出管理电路2能够给整个传感器提供稳定的电压电流。本实施例中，稳压器采用TLV70028DDCR芯片。稳压器U4的引脚2接地，引脚1和引脚2之间接入电容C25来保护稳压器U4。

如图3所示，主控电路包括低功耗蓝牙芯片U1，低功耗蓝牙芯片U1的输出引脚(引脚20)与信号灯控制芯片D1的蓝灯引脚(3号引脚)连接，低功耗蓝牙芯片U1的电源输入引脚VDD与稳压器U4的输出引脚OUT(5号引脚)连接，并分别通过电容C17、电容C4接地，低功耗蓝牙芯片U1的ADC采样引脚(40号引脚)与运动采集电路中MPU9250芯片U5的外部中断引脚(12号引脚)连接。本实施例中，低功耗蓝牙芯片采用NRF52832芯片。低功耗蓝牙芯片U1的引脚1通过电容C2接地，引脚2通过电容C6接地，引脚3通过电容C10接地，同时引脚2和引脚3之间接入晶振Y2，引脚30串联接入电感L3和电感L4，电感L4的另一端接入天线，在电感L3和L4之间接入电容C14然后接地，电感L3与引脚30之间接入电容C12然后接地，引脚31直接接地，引脚32通过电容C11接地，引脚33通过电容C9接地，引脚34通过电容C7接地，引脚35通过电容C3直接接地，在引脚34和引脚35之间接入晶振Y1。

主控电路的主要功能包括：蓝牙数据发送速率设置以及蓝牙数据发送的协议设置等；通过串口通信接接收来自运动采集电路5的数据，并将其重新设置成符合所设计的协议的蓝牙数据组；通过间歇发送数据控制自身功耗，以及设置检测窗口，当传感器不在使用阶段时及时进入睡眠模式，同时直接控制运动采集电路5进入睡眠模式。

运动采集电路2对被测物体进行长时间的运动采集。如图5所示，运动采集电路采用MPU9250芯片U5，MPU9250芯片的外部中断引脚I NT与主控电路中低功耗蓝牙芯片U1的ADC采样引脚(40号引脚)连接，MPU9250芯片的电源输入引脚VDDS与稳压器U4的输出引脚OUT连接，同时接电容C16，然后接地。MPU9250芯片U5的引脚1通过电容C8接地，引脚18、引脚20直接接地，2.8V电压通过电阻R1、R2、R3分别接入引脚24、引脚23、引脚22，引脚8直接接入2.8V电压，然后接入电容C19并接地，引脚10通过电容C18接地，引脚11通过电阻R4接地。

当电源充电保护电路4中的充电检测4-1检测到传感器处于充电状态时，将信号发送到信号灯电路7，触发绿灯模式7-2，此时信号灯电路7中的绿灯模式7-2开启，若充电正在进行，则充满信号跳变4-2不发生跳变，此时的红灯模式不发生改变，默认开启，信号灯电路7中的红灯同时亮起，由于绿灯与红灯同时亮起，相互综合，此时显示孔7-4显示黄灯状态。当传感器充电充满时，充满跳变信号4-2产生信号发送至红灯模式7-1，此时红灯模式关闭，信号灯电路7中的显示孔7-4显示绿灯。当传感器处于工作状态时，主控电路1与信号灯电路7进行信号传递，开启蓝灯模式7-3；当传感器的从机蓝牙未被数据接收端6中的主机蓝牙连接时，蓝灯模式7-3属于闪烁状态，此时对应的显示孔7-4为蓝灯连续闪烁，当传感器的从机蓝牙被数据接收端6中的主机蓝牙连接时，此时蓝灯模式7-3处于长亮状态，此时对应到显示孔7-4为蓝灯长亮状态。

本实用新型不仅补充了国内蓝牙运动类传感器的样式和种类，同时将该类型的传感器的体积、重量降低到了新的值(整体带壳重量2.9克)，这扩展了该类型的传感器的使用范围，更轻的重量、更小的体积，使得该类型传感器可以用于人体的运动捕捉、医疗领域中更加特殊人群的姿态分析等。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本说明书实施例而已，并不用于限制本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的权利要求范围之内。本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例。

Claims (10)

1.一种低功耗无线传输传感器，其特征在于，包括：主控电路、电源输出管理电路、电源、电源充电保护电路、运动采集电路，所述主控电路与所述电源输出管理电路、所述运动采集电路连接，所述电源输出管理电路与所述电源、所述运动采集电路连接，所述电源与所述电源充电保护电路。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗无线传输传感器，其特征在于：还包括信号灯电路，所述电源充电保护电路、所述电源输出管理电路、所述主控电路连接。

3.根据权利要求2所述的一种低功耗无线传输传感器，其特征在于：所述信号灯电路包括信号灯控制芯片，所述信号灯控制芯片的红灯引脚、绿灯引脚与所述电源充电保护电路连接，所述信号灯控制芯片的蓝灯引脚与所述主控电路连接。

4.根据权利要求3所述的一种低功耗无线传输传感器，其特征在于：所述电源充电保护电路包括电池管理芯片、保险丝，所述保险丝与所述电池管理芯片的信号输入引脚连接，所述电池管理芯片的开漏输出引脚与所述信号灯控制芯片的绿灯引脚连接，所述电池管理芯片的充满指示引脚与所述信号灯控制芯片的红灯引脚连接，所述电池管理芯片的输出引脚与所述电源连接。

5.根据权利要求2所述的一种低功耗无线传输传感器，其特征在于：所述电源输出管理电路包括稳压器，所述稳压器的使能引脚、信号输入引脚与所述电源连接，所述稳压器的输出引脚与所述主控电路、所述运动采集电路连接。

6.根据权利要求5所述的一种低功耗无线传输传感器，其特征在于：所述主控电路包括低功耗蓝牙芯片，所述低功耗蓝牙芯片的输出引脚与所述信号灯控制芯片的蓝灯引脚连接，所述低功耗蓝牙芯片的电源输入引脚与所述稳压器的输出引脚连接，所述低功耗蓝牙芯片的ADC采样引脚与所述运动采集电路连接。

7.根据权利要求6所述的一种低功耗无线传输传感器，其特征在于：所述运动采集电路采用MPU9250芯片，所述MPU9250芯片的外部中断引脚与所述主控电路的ADC采样引脚连接，所述MPU9250芯片的电源输入引脚与所述稳压器的输出引脚连接。

8.根据权利要求1所述的一种低功耗无线传输传感器，其特征在于：所述电源充电保护电路还预留有用于充电的探针孔。

9.根据权利要求6所述的一种低功耗无线传输传感器，其特征在于：所述低功耗蓝牙芯片采用NRF52832芯片。

10.根据权利要求5所述的一种低功耗无线传输传感器，其特征在于：所述稳压器采用TLV70028DDCR芯片。

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