FastBond2阶段1-基于STM32L031的智能杯垫的框图设计
有时候干活的时候会入迷,从而忘了喝水,经常一天也喝不了两口水,为了身体健康,设计了这一款基于STM32L031的智能杯垫
标签
FastBond2阶段1
智能杯垫
STM32L031
星辰i
更新2023-10-13
671

项目介绍

有时候干活的时候会入迷,从而忘了喝水,经常一天也喝不了两口水,为了身体健康,设计了这一款基于STM32L031的智能杯垫。

该作品主要原理是通过测量杯垫的受力变化计算出水杯中水量的变化,通过声音提醒使用者及时饮水。该作品的主要特点如下:

  1. 低功耗,能够电池长时间供电运行。
  2. 超薄,当作普通杯垫正常使用,没啥不适感。
  3. 喝水提醒,长时间不饮水,将自动提示饮水。
  4. 饮水量提示,提示用户当前饮水的量,帮助用户判断今日饮水量是否达标。
  5. (待定)小程序统计,能在小程序上查看饮水情况。

 

方案框图

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作品由两部分组成,左面一半是充电电路,使用TP4056作为充电芯片。

右边一斑是主要电路,核心芯片是极低功耗的STM32L031,外接按键用于得到用户操作,按一下即可提示当前饮水情况,称重传感器采样ADC使用的是HX711。外置喇叭用于语音播报信息。

https://www.digikey.cn/schemeit/project/智能杯垫-d8b3cc127f804c0197be105b5c28344a

 

Scheme-it工具介绍

Scheme-it工具提供很多模板;操作也方便,直接拖动。第一次尝试使用,最大的亮点就是可以无需安装,登陆网页即可使用。Scheme-it参考设计库(Design Starters)预存了近200个参考设计文件,分为6大类,14小类,涵盖通信、工业、交通、电源、开发工具、消费类电子等各个领域。Scheme-it附带超过700个通用符号的符号库。同时Scheme-it与Digi-Key元件目录相连,可访问400+万种元件。


方案中可能用到的规定厂商元器件介绍

1.STM32L031

STM32L0系列是意法半导体的入门级32位超低功耗MCU产品组合,旨在实现卓越的低功耗水平。由此产生了真正的超低功耗MCU,125℃时的功耗为世界最低。

由于高性能32位Cortex-M0+ CPU与动态电压调节、超低功耗时钟振荡器,以及STM32L0x3产品系列的内部LCD驱动器组合运用,燃气表和水表变得更加智能化。

由于STM32L0x1基本型的超低功耗模拟比较器和快速16位ADC(硬件过采样),烟雾探测器和火灾报警器变得越来越精确。

对于成本敏感型设备,STM32L0x0超值系列采用嵌入式EEPROM存储器,降低了总体物料成本
它还内置其它一些增值特性,例如读写功能、双通道DAC、硬件加密、能够在超低功耗模式下运行的通信外设,实现了集成特性、高性能与超低功耗之间的完美平衡。

 

2.HX711

HX711是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比,该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路,具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。降低了电子秤的整机成本,提高了整机的性能和可靠性。

通道A的可编程增益为128或64,对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。通道B则为固定的32增益,用于系统参数检测。

芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源,系统板上无需另外的模拟电源。芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。

 

3.TP4056

TP4056是一款单节锂离子电池恒流/恒压线性充电器,采用底部带散热片的SOP8封装以及简单的外部应用电路,非常适合便携式设备应用,适合USB电源和适配器电源工作,内部采用防倒充电路,不需要外部隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节,以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。

TP4056充电截止电压为4.2V,充电电流可通过外部电阻进行设置。当充电电流降至设定值的1/10时,TP4056将自动结束充电过程。

当输入电压被移掉后,TP4056 自动进入超低功耗待机状态,将待机电流降至 1uA 以下。TP4056 在有输入电源时也可置于停机模式,从而将工作电流降至 40uA。

 

对本大赛的心得体会(包括意见或建议)

这次活动对我来说真是一次难得的机会,让我接触到了平时没有机会了解的全新工具和技术,拓宽了眼界,学到了很多实用的知识和技能。能够大大提高我的工作的效率和质量,也让我能够更好地应对各种挑战和任务。

同时,我也希望电子森林能够坚持不断推出更多的有意义的活动。通过这样的活动,我们可以共同学习、交流和分享,不断提升自己的技能和知识水平。

软硬件
电路图
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基于STM32L031的智能杯垫的框图.pdf
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