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[原创] 灵巧精致的创意---瑞萨饮料杯垫评测

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一粒金砂(高级)

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发表于 2017-12-3 21:34:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
EEWORLD活动推荐:这里有60个“会说话”的啤酒托免费赠送,快来参与活动吧!

       感谢EEWorld给我这样一个评测的机会,这是瑞萨的一款很有特色的小东西——电子饮料杯垫,nmg大哥跟我说这叫啤酒托,正好我在青岛嘛,跟这里的啤酒很配嘛,于是毫不犹豫接下这个评测的任务。
顺丰似乎在北京延误了一下,但依然做到了第二天到,虽然是晚上七点多到的。我们先上开箱图,看上去很小巧可爱。
       按照惯例,首先晒出开箱图。

         嗯,我们看到这是一个装在圆形透明塑料壳里的电路板,正面是五个LED灯、瑞萨单片机、热敏电阻和环境光传感器,背面则是开关、电池夹和电源芯片。
   下面放几个官方的宣传图片
  
  
       那么,这样一个很有创意的小东西有什么功能呢,通过阅读说明材料,我们首先了解了它的组成。它具备环境光检测传感器、温度传感器,原理图中还有个不清楚功能的电阻桥,另外包括完整的电源管理与检测组件,采用瑞萨Renesas Synergy平台S3系列MCU Intersil 产品线的电源/模拟产品,连接器与热敏电阻则来自TE,各种知名厂商的配件组成了这个简约而不简单的小东西。
这台电子杯垫具有很多交互功能,利用环境光传感器检测饮料是否放到杯垫上,LED的闪烁频率显示了饮料到杯垫的距离,温度传感器实时感知饮料的温度,用LED的颜色表示当前是热饮还是冰饮。此外,杯垫还装了一个扬声器,可以放歌给你听哦!

       这个杯垫是一个演示性的产品,我觉得主要目的应该是给我们一种启发,作为电子工程师的一员,我们更感兴趣的应该是这款产品的实现方式,以及,我们能不能再发展和延伸出点什么东西。
       然后,我们来分析一下这个框图。首先是电源部分,我们看到采用了ISL9111和ISL8202M的组合。ISL9111是一种高效的升压转换器,效率可达97%,最小启动电压低至0.8V,还有一种ISL9111A,可以到0.6V,感觉基本上可以很高效地榨光两节七号电池的能量了,在这里我们看到是将电压升到4V,ISL8202M是一款降压DC-DC,具有2.6V-5.5V的输入范围和3A的输出能力,默认频率1.8MHz,并可以在680kHz到3.5MHz之间进行调整,通过ISL8202M之后,产生3.3V供系统使用。
温度传感部分是使用一个热敏电阻与一个固定电阻串联,分压后由ISL28133缓冲,送入MCU进行处理。ISL28133是一款微功耗运算放大器,指标还是很好看的,失调电压8uV,温漂0.075uV/度,输入偏置电流300pA,作为对比,经典的精密运放OP07(TI版),这几个指标是60uV,0.7uV/度和2nA,这还是取得TYP值,而ISL28133是MAX值,不过由于这两种运放不属于同一种工艺结构,这样比较略失公平。
      图中标识的电桥,似乎板子上并没有焊接,那么,我们就简单关注一下可编程增益仪表放大器ISL28534的参数吧,这是一款可单电源或双电源供电的放大器,具有轨到轨功能,5uV失调,50nV/度的温漂,138dB共模抑制比(G=100),0.4uVpp的0.1Hz-10Hz噪音,在同级别放大器中,完全处于优等水平。我们注意到,同系列还有一组ISL286xx系列,这是具有差分输出的仪表运放。
再看一个关键的传感器,ISL29102,低功耗光-电压非线性转换器
       从左面这张图里,我们可以看到这颗传感器的响应曲线接近人眼的特性,右面的图则是显示了光强和输出电压的关系,根据数据手册感应范围是0.3lux到10000lux,用在这个杯垫上,主要是检测是否有饮料杯放到了杯垫上,以及,距离的远近。
       再来说说瑞萨的S3A7系列MCU,这是一款在超低功耗低速处理器上应用基于Cortex-M4核心的单片机,具备丰富的模拟/数字外设和良好的安全性能。下面是这个系列MCU的功能图表。
       作为一个饮料杯垫,或者说作为一个消费类的电子产品,这里使用了非常多的工业级的精密元件,更多的时候,这应该只是一个高性能模拟信号链功能的演示,而不仅仅在于杯垫本身,更重要的是我们要关注这些信号的处理问题。

       为了方便大家学习应用,我已经把这几款芯片的datasheet都下载好了,可以点击下面链接下载打包下载
       还有其他一些资料。
        
       看到这里,相信大家对这款灵巧精致的饮料杯垫已经有了一定的了解,未完待续啊,我会继续跟帖发布这块饮料杯垫的工作图片,敬请期待!





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