CN220691507U - 一种陀螺仪报警提示电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种陀螺仪报警提示电路，属于仪器监测领域。该陀螺仪报警提示电路包括：陀螺仪、主控单元和报警单元；其中，陀螺仪的信号输出引脚与主控单元的信号输入引脚通信连接，主控单元的控制输出引脚控制连接报警单元。在利用本实用新型进行心脏复苏培训时，只要将其放置在模型人心脏处，就能利用陀螺仪检测操作者的按压角度是否倾斜，由于陀螺仪能够在开机自检时记录初始角度，并且能实时检测操作者的当前按压角度，因此主控单元能够通过将操作者的当前按压角度与陀螺仪开机自检时的初始角度进行对比，来判断操作者的按压角度是否倾斜，与地面水平度无关，因此本实用新型对模型人放置地面的水平度要求不高，能够适用于各种地面。

Description

一种陀螺仪报警提示电路

技术领域

本实用新型涉及仪器监测领域，特别涉及一种陀螺仪报警提示电路。

背景技术

目前，心肺复苏是对心脏骤停患者进行救助的首选救治方法。在医院等场所，为了提高操作者的心脏复苏技术，会配备一些模型人用于急救培训。其中，在对心脏骤停患者实施心脏复苏时，必须掌握一定的按压力度和角度，如果操作者的按压力度和角度不正确，不仅会引起对身体额外的按压损失，还将错过急救良机。

但是，传统的模型人不具备按压角度是否倾斜的检测功能，无法对操作者按压模型人时发生的左右按压倾斜发出报警提示，操作者在培训过程中无法获知自己的按压角度是否准确，也就很难掌握准确的按压姿势，导致心脏复苏急救培训的质量较差。若采用普通的倾斜开关检测按压角度，则需要事先将模型人放置在水平地面上才能取得足够的精度，也就是说，采用普通倾斜开实现按压倾斜程度检测对地面水平度的要求较高，而实际训练过程中，由于各种各样的原因，模型人放置的地面水平度可能不达标，那么就会导致检测不准确，进而导致预警有误。因此，寻求一种可以适用于各种地面的按压倾斜报警提示电路具有重要意义。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种陀螺仪报警提示电路，以解决利用普通倾斜开关实现按压倾斜程度检测对地面水平度的要求较高，应用局限性较大、无法适用于各种地面的问题。

基于上述目的，本实用新型提供一种陀螺仪报警提示电路，该陀螺仪报警提示电路包括：陀螺仪、主控单元和报警单元；其中，所述陀螺仪的信号输出引脚与所述主控单元的信号输入引脚通信连接，所述主控单元的控制输出引脚控制连接所述报警单元。

在一个实施例中，所述陀螺仪的信号输出引脚与所述主控单元的信号输入引脚之间进行I2C通信连接。

在一个实施例中，该陀螺仪报警提示电路还包括电阻分压电路，所述陀螺仪的信号输出引脚还通过所述电阻分压电路连接供电电源。

在一个实施例中，所述报警单元包括上拉电阻、下拉电阻、蜂鸣器和可控开关管，所述主控单元的控制输出引脚控制连接所述可控开关管的控制端，所述可控开关管的输入端依次与所述蜂鸣器和所述上拉电阻串联连接后接供电电源，所述可控开关管的输出端经所述下拉电阻接地。

在一个实施例中，所述报警单元还包括第一电阻支路和第二电阻支路，所述主控单元的控制输出引脚连接所述第一电阻支路的第一端，所述第一电阻支路的第二端连接所述可控开关管的控制端，所述第一电阻支路的第二端还经所述第二电阻支路接地。

在一个实施例中，所述报警单元还包括第一电容，所述第一电容的一端连接所述可控开关管的控制端，另一端接地。

在一个实施例中，所述可控开关管为三极管。

在一个实施例中，所述陀螺仪的型号为ICM-42670-P。

在一个实施例中，所述主控单元的型号为STM32F103RET6或APM32F103RET6。

上述方案具有以下有益效果：在利用本实用新型进行心脏复苏培训时，只要将本实用新型放置在模型人心脏处，就能在操作者对模型人进行心脏复苏按压时，利用陀螺仪检测其按压角度是否倾斜，由于陀螺仪能够在开机自检时记录初始角度，并且能实时检测操作者的当前按压角度，因此主控单元能够通过计算当前按压角度相对于初始角度的倾斜度，来判断出操作者的当前按压角度是否向左或向右倾斜超过允许值，当主控单元判断出当前按压角度向左倾斜或向右倾斜超过允许值时，就会控制报警单元发出报警提示，用来提醒操作者当前按压角度不准确，需要调整按压姿势的垂直度，从而有效提高操作者按压姿势的准确度，提高心肺复苏急救培训质量。并且，由于本实用新型是通过将操作者的当前按压角度与陀螺仪开机自检时的初始角度进行对比，来判断操作者的按压角度是否倾斜，与地面水平度无关，因此本实用新型对模型人放置地面的水平度要求不高，能够适用于各种地面。

附图说明

图1是本实用新型实施例中提供的陀螺仪报警提示电路的原理图；

图2是本实用新型实施例中提供的陀螺仪电路连接图；

图3是本实用新型实施例中提供的主控单元电路连接图；

图4是本实用新型实施例中提供的报警单元电路连接图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。

应当理解，下面阐述的实施例代表了使本领域技术人员能够实施实施例并说明实施实施例的最佳模式的必要信息。在根据附图阅读以下描述后，本领域技术人员将理解本公开的概念并且将认识到这些概念在本文中未特别提及的应用。应当理解，这些概念和应用落入本公开和所附权利要求的范围内。

还应当理解，尽管本文中可以使用术语第一、第二等来描述各种元素，但是这些元素不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元素与另一个元素。例如，可以将第一元件称为第二元件，并且类似地，可以将第二元件称为第一元件，而不脱离本公开的范围。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

还应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元素被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元素时，不存在中间元素。

还应当理解，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“底部”、“中间”、“中间”、“顶部”等可以在本文中用于描述各种元素，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此这些元素不应受这些条款的限制。

这些术语仅用于区分一个元素与另一个元素。例如，第一元件可以被称为“上”元件，并且类似地，第二元件可以根据这些元件的相对取向被称为“上”元件，而不脱离本公开的范围。

进一步理解，术语“包括”、“包含”、“包括”和/或“包含”在本文中使用时指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或它们的组。

除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解，本文使用的术语应被解释为具有与其在本说明书和相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且除非本文明确如此定义，否则不会以理想化或过于正式的意义进行解释。

本实施例提供一种如图1所示的陀螺仪报警提示电路，该陀螺仪报警提示电路可以应用于适用的任何场景。例如，用于对模型人进行心脏复苏按压时是否发生左右倾斜进行检测和预警等；只要是涉及到对按压姿势或按压角度进行检测预警的应用场景中，均可以采用本实施例所介绍的报警提示电路。

如图1所示，本实施例的陀螺仪报警提示电路包括：陀螺仪、主控单元和报警单元；其中，陀螺仪的信号输出引脚与主控单元的信号输入引脚通信连接，主控单元的控制输出引脚控制连接报警单元。

具体地，本实施例中陀螺仪的型号为ICM-42670-P，陀螺仪的具体电路连接如图2所示，图中，VCC-3V3为陀螺仪、主控单元和报警单元提供3.3V供电电压。

由图2可以看出，本实施例中，陀螺仪U1的引脚12接电源VCC-3V3，说明此时陀螺仪U1工作在I2C通信模式，此时其引脚13为I2C通信模式下的时钟信号引脚，引脚14为I2C通信模式下的数据信号引脚。本实施例中，引脚13和引脚14即为陀螺仪U1的信号输出引脚。由图2可以看出，引脚13经过一个由电阻R7和电阻R1组成的电阻分压电路连接供电电源VCC-3V3，引脚14经过一个由电阻R8和电阻R2组成的电阻分压电路连接供电电源VCC-3V3。

本实施例的主控单元的电路连接图如图3所示，本实施例选择单片机MCU作为主控单元U2，型号为STM32F103RET6。其中，引脚PB9和引脚PB12作为主控单元U2的信号输入引脚，引脚PC2作为主控单元U2的控制输出引脚。

具体地，主控单元U2的引脚PB9用来模拟软件I2C的时钟引脚，引脚PB12用来模拟软件I2C的数据引脚，从而实现陀螺仪U1的引脚13、引脚14与主控单元U2的引脚PB9、引脚PB12之间进行I2C通讯连接。主控单元U2的引脚PC2用于输出报警控制信号Buzzer，该信号用于控制报警单元发出报警提示。

本实施例的报警单元的电路连接图如图4所示，该报警单元包括上拉电阻R121、下拉电阻R124、蜂鸣器Bz1、可控开关管Q41、第一电阻支路(由电阻R122构成)、第二电阻支路(由电阻R123构成)和第一电容C61。

具体地，主控单元U2的控制输出引脚(即引脚PC2)连接第一电阻支路(即电阻R122)的第一端，第一电阻支路的第二端连接可控开关管Q41的控制端，可控开关管Q41的输入端依次与蜂鸣器Bz1和上拉电阻R121串联连接后接供电电源3.3V，可控开关管Q41的输出端经下拉电阻R124接地；第一电阻支路的第二端还经第二电阻支路(即电阻R123)接地；第一电容C61的一端连接可控开关管Q41的控制端，另一端接地。

本实施例中，第一、第二电阻支路均由单个电阻构成；作为其他实施方式，可以根据实际情况，调整每个电阻支路中的电阻个数及阻值大小。

本实施例中，可控开关管为三极管，作为其他实施方式，还可以选用MOS管等开关器件作为可控开关管。

本实施例中，陀螺仪工作在I2C通信模式，作为其他实施方式，还可以通过更改陀螺仪U1的引脚12的连接方式，使陀螺仪工作在SPI通信模式，该技术为现有技术，此处不再赘述。需要说明的是，当陀螺仪工作在SPI通信模式时，需要适应性更改陀螺仪与主控单元之间的信号连接引脚，使陀螺仪可以用SPI通信方式将监测到的角度信息发送给主控单元。

本实施例中，陀螺仪的型号为ICM-42670-P，作为其他实施方式，还可以根据实际需要选择现有技术中与该型号功能类似的其他型号陀螺仪。

本实施例中，主控单元的型号为STM32F103RET6，作为其他实施方式，还可以选用现有技术中的其他型号作为主控单元，如APM32F103RET6等。

下面以将本实施例用于对模型人进行心脏复苏按压时按压角度是否发生左右倾斜进行检测和预警为例，介绍本实施例陀螺仪报警提示电路的工作原理：

将本实施例的陀螺仪报警提示电路放置在模型人心脏处，当模型人开机后，首先陀螺仪U1进行开机自检，记录开机自检时的角度作为初始角度，然后在此角度之上发生向左或向右的倾斜超过预设允许值时才会发出报警。

其中，预设允许值的具体取值可以根据实际所需检测精度自行设置，下面以预设允许值为10度为例进行介绍，即在陀螺仪U1开机自检时记录的初始角度基础上，向左倾斜10度或向右倾斜10度时，会发出报警提示。

当操作者对模型人实施心脏复苏按压时，陀螺仪U1实时检测操作者当前的按压角度，并将检测到的当前按压角度信息通过其时钟信号引脚(即引脚13)和数据信号引脚(即引脚14)发送给MCU的时钟引脚(即PB9引脚)和数据引脚(即PB12引脚)，MCU接收到当前按压角度后，计算当前按压角度相对于初始角度的倾斜度，当MCU判断出当前按压角度向左倾斜超过10度或向右倾斜超过10度时，就会通过其PC2引脚发出报警控制信号Buzzer，报警控制信号Buzzer通过电阻R122以及电阻R123电阻分压，使可控开关管Q41导通，此时VCC-3V3通过电阻R121、蜂鸣器Bz1、可控开关管Q41、电阻R124接地，此时蜂鸣器响，发出报警提示。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种陀螺仪报警提示电路，其特征在于，该陀螺仪报警提示电路包括：陀螺仪、主控单元和报警单元；其中，所述陀螺仪的信号输出引脚与所述主控单元的信号输入引脚通信连接，所述主控单元的控制输出引脚控制连接所述报警单元；

所述报警单元包括上拉电阻、下拉电阻、蜂鸣器和可控开关管，所述主控单元的控制输出引脚控制连接所述可控开关管的控制端，所述可控开关管的输入端依次与所述蜂鸣器和所述上拉电阻串联连接后接供电电源，所述可控开关管的输出端经所述下拉电阻接地。

2.根据权利要求1所述的陀螺仪报警提示电路，其特征在于，所述陀螺仪的信号输出引脚与所述主控单元的信号输入引脚之间进行I2C通信连接。

3.根据权利要求1或2所述的陀螺仪报警提示电路，其特征在于，该陀螺仪报警提示电路还包括电阻分压电路，所述陀螺仪的信号输出引脚还通过所述电阻分压电路连接供电电源。

4.根据权利要求1所述的陀螺仪报警提示电路，其特征在于，所述报警单元还包括第一电阻支路和第二电阻支路，所述主控单元的控制输出引脚连接所述第一电阻支路的第一端，所述第一电阻支路的第二端连接所述可控开关管的控制端，所述第一电阻支路的第二端还经所述第二电阻支路接地。

5.根据权利要求4所述的陀螺仪报警提示电路，其特征在于，所述报警单元还包括第一电容，所述第一电容的一端连接所述可控开关管的控制端，另一端接地。

6.根据权利要求1-5任一项所述的陀螺仪报警提示电路，其特征在于，所述可控开关管为三极管。

7.根据权利要求1所述的陀螺仪报警提示电路，其特征在于，所述陀螺仪的型号为ICM-42670-P。

8.根据权利要求1所述的陀螺仪报警提示电路，其特征在于，所述主控单元的型号为STM32F103RET6或APM32F103RET6。

9.一种陀螺仪报警提示电路，其特征在于，该陀螺仪报警提示电路包括：陀螺仪、主控单元和报警单元；其中，所述陀螺仪的信号输出引脚与所述主控单元的信号输入引脚通信连接，所述主控单元的控制输出引脚控制连接所述报警单元；

所述陀螺仪报警提示电路还包括电阻分压电路，所述陀螺仪的信号输出引脚还通过所述电阻分压电路连接供电电源。