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方案介绍

蓝牙体重秤方案:硬件设计需要注意什么

来源: 发布时间:2025-10-31
  蓝牙体重秤的硬件设计直接影响测量精度、蓝牙通信稳定性和续航能力,需重点关注以下核心要点:

一、传感器与称重电路设计

传感器选型与布局

采用4片电阻应变片组成的桥式传感器(平行梁结构为主),确保线性度(误差≤0.1%FS)和温度稳定性(温度漂移≤0.02%FS/℃)。

传感器布局需对称,与秤体机械结构刚性连接(避免松动导致信号漂移),4个传感器的输出阻抗需匹配(误差≤1Ω)。

信号采集电路

必须使用24位高精度ADC芯片,放大倍数建议设为128倍(兼顾精度与噪声),采样率≥10Hz(避免数据延迟)。

传感器与ADC之间的布线需短且粗(线径≥0.2mm),并采用屏蔽线(减少电磁干扰),模拟地与数字地通过0Ω电阻单点连接。

二、蓝牙与射频电路设计

蓝牙芯片选型

优先选择集成BLE(蓝牙低功耗)的MCU,需满足:

睡眠电流≤5μA(延长续航),发射电流≤10mA 0dBm。

支持蓝牙5.0及以上(提升抗干扰能力,传输距离≥10米)。

三、电源管理设计

低功耗供电方案

采用3节AA电池(大容量秤)供电,电压范围2.0~3.6V,搭配低压差LDO,输出3.3V给MCU和蓝牙模块。

设计电源开关电路:通过称重触发(传感器受压时输出高电平)唤醒MCU,闲置时自动进入休眠(关闭ADC、蓝牙射频,仅保留RTC计时),待机电流需≤10μA。

电源保护

电池接口串联自恢复保险丝(如0.5A)和TVS管(如SMBJ6.5A),防止过流和静电损坏。

四、PCB Layout关键规则

分区布局

严格区分模拟区(传感器、ADC)、数字区(MCU、蓝牙)和电源区,模拟区远离高频数字电路(如蓝牙天线、晶振)。

传感器信号路径(桥式输出到ADC输入)需单独布线,避免与其他信号线交叉。

接地与滤波

模拟地(AGND)和数字地(DGND)分开覆铜,仅在ADC附近单点连接(用0Ω电阻或磁珠)。

电源输入端并接10μF电解电容+0.1μF陶瓷电容(滤除低频和高频噪声),MCU和蓝牙芯片的VCC引脚就近放置100nF滤波电容。

抗干扰设计

晶振(32MHz用于蓝牙,32.768kHz用于RTC)需靠近MCU,外壳接地,走线短且远离射频电路。

传感器激励电压(VDD)需稳定,可通过RC滤波(10kΩ+100nF)进一步抑制噪声。

五、结构与环境适配

机械兼容

PCB尺寸需与秤体外壳匹配,预留传感器安装孔(误差≤0.1mm),避免装配应力导致传感器零点漂移。

电池仓与PCB保持距离(≥5mm),防止金属电池壳干扰蓝牙信号。

环境适应性

工作温度范围需覆盖-10℃~40℃,元器件选择工业级(如ADC工作温度-40℃~85℃)。

潮湿环境下需采用防潮PCB(喷三防漆),传感器接口用镀金工艺(防止氧化)。

通过以上设计要点,可确保蓝牙体重秤实现“高精度测量+稳定通信+长续航”的核心需求,同时降低量产故障率。

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