前言:在這個追求美與時尚的年代里,完善“美感”的商品都會受到市場的熱烈追捧,智能體脂秤也不例外。
一、智能體脂秤—測體脂
生活水平的提高讓更多的人開始關注健康問題,相應的,更多的健康相關的智能產品也應運而生,從手上戴的智能手環到腳下踩的智能體脂稱,這類產品的熱銷,無不顯示出人們對健康的訴求。智能體脂稱區別於一般體重秤的特點是具有測量體脂功能,這是一個重要的宣傳賣點。它同時可以通過藍牙與手機APP應用相連,記錄日常體重與體脂變化情況,深受廣大女性與男性的追捧。
現在的年輕人愛健身,十分關注身材、形體,減肥、健身成了生活日常;中老年人則關注健康指數、有無病症,實時把握身體情況。現在一台體脂稱通過測試體重、體脂、BMI、水分等數據並給出相應提示,就可以滿足一家人的健康需求,功能可謂十分強大。
如何測量體脂呢?
傳統上,測量體脂率的方法較為復雜,以DEXA測量為主,但所耗費時間及費用都相當不經濟,因此這幾年出現了較方便的生物電阻測量法(Bio-impedance analysis, 簡稱BIA),即在很短的時間內即可獲得頗准確的測量值,適合在家庭中及醫師在門診使用。
BIA測量法的主要原理乃是將身體簡單分為導電的體液、肌肉等,以及不導電的脂肪組織,測量時由電極片發出極微小電流經過身體。若脂肪比率高,則所測得的生物電阻較大;反之亦然。BIA就是經由此種機轉來做體脂率的測量。
因此,BIA方法測量體脂率的本質是測人體電阻。
二、智能體脂秤設計方案
整體方案如下:
(1)測體重
目前市場上測體重傳感器很成熟了:一個應變片電阻即可通過其電阻形變量計算相應的施力量。對於體重秤一般采取四組應變片傳感器組成橋式電路提高測量范圍和穩定性。如下圖所示:
(2)測體脂
現在體脂秤一般采用生物電阻測量法(Bio-impedance analysis, 簡稱BIA)來測量體脂,即在很短的時間內即可獲得頗准確的測量值。BIA測量法的主要原理乃是將身體簡單分為導電的體液、肌肉等,以及不導電的脂肪組織,測量時由電極片發出極微小電流經過身體,若脂肪比率高,則所測得的生物電阻較大;反之亦然。BIA就是經由此種機轉來做體脂率的測量。
體脂秤一般采用四電極生物阻抗分析方式, 四電極體脂秤通過左右腳的兩個電極(E1、 E3)產生安全正弦激勵信號(一般為 50KHz) ,再從另外兩個電極(E2、 E4)檢測到電壓信號,該信號經過放大、整流、 A/D 轉換,再經 MCU 處理后計算出人體阻抗, 再結合人體模型即可計算出體脂等參數。
三、智能體脂秤方案原理圖與PCB
本方案為成熟的智能體脂秤方案,包含電路原理圖、PCB文件以及BOM表,免費下載地址見:http://www.allchiphome.com/post/tizhicheng
(本人原創文章,首發於網站:http://www.allchiphome.com)