Katalog
Smartwatch kan basıncı izleme, mikro pompa ile yüksek çözünürlüklü basınç sensörü arasındaki hassas koordinasyona dayanır. WF3050D dijital MEMS sensörüne odaklanan bu makale, gereksinim analizi, sensör seçimi, sistem entegrasyonu, kurulum/lehimleme en iyi uygulamaları ve üretim öncesi test araçlarına kadar uçtan uca bir çözüm sunmaktadır. Yaklaşım ultra kompakt boyutu, düşük gücü ve yüksek doğruluğu dengeleyerek hızlı fizibilite değerlendirmesi ve uygulamaya olanak sağlar.
Yalnızca referans amaçlı
Uygulama Arka Planı ve Gereksinim Analizi
Bir akıllı saatin kan basıncı özelliği, küçük bir alandaki basınç değişikliklerini kontrol etmelidir. Mikro pompa 1 cm³'ün altına sığmalı ve 0–50 kPa üretmelidir; sensör, bekleme akımıyla birlikte ± S doğruluğu, dijital çıkış ve düşük sapma (≤%0,5FS/°C) gerektirir <10μA ve aktif <1mA. Bilekteki hareket ve sıcaklık değişimi stabilite açısından zorluk teşkil eder ve net darbe dalga biçimi yakalama için ≥200Hz örnekleme gerektirir. Mühendisler düzeni, güç tasarımını ve algoritma entegrasyonunu dengelemeli, tedarik yöneticileri ise tedarik tutarlılığı ve üretim verimine odaklanmalıdır.
1.1 Alan ve Güç Kısıtlamaları
Ultra kompakt modül, ısı dağıtımı ve şok direncine dikkat ederek pompa, boru sistemi ve sensörü birleştirir.
Düşük toplam güç tüketimi, pil ömrünü uzatarak saat kapasitesiyle eşleşir.
1.2 Doğruluk ve Duyarlılık
± S tıbbi izleme standartlarını karşılar.
≥200Hz örnekleme, tam darbe dalga biçimini örtüşme olmadan yakalar.
1.3 Arayüz Uyumluluğu
WF3050D'nin PDM/I²S dijital arayüzü PCB karmaşıklığını azaltır.
MCU ile hızlı veri yolu entegrasyonu, cihaz yazılımı tasarımını basitleştirir.
Sensör Seçimi ve Parametre Eşleştirme
MEMS sensörleri arasında WF3050D öne çıkıyor: 3,0×5,0×0,93 mm boyut, 0–50kPa aralığı, dijital I²S/PDM ve %0,48 FS/°C kayma. Tipik doğruluk ≤±%0,5 FS, 200 mmHg'ye kadar kan basıncı takibini destekler. 1,7–3,6V çalışma voltajı izleme raylarına uygundur ve harici ADC'ye gerek yoktur. Üst bağlantı noktası tasarımı gaz yönlendirmeyi kolaylaştırır; metal kapak darbelere karşı dayanıklılık sağlar.
2.1 Menzil ve Hassasiyet
0–50kPa, 95–200 mmHg klinik pencereyi kapsar.
Doğrusal olmama ≤±0,3%FS ve yüksek tekrarlanabilirlik.
2.2 Termal Davranış
Kayma ≤%0,48FS/°C, birinci dereceden telafiyle daha da iyileştirildi.
Yanıt Süresi <Hızlı basınç değişiklikleri için 2 ms.
2.3 Elektrik Bağlantısı
MCU'ya doğrudan dijital çıkış, gürültüyü ve gücü azaltır.
Düşük voltajla başlatma, hızlı uyanmayı sağlar.
Sistem Entegrasyonu ve Mikro Pompa Tasarımı
Gaz yönlendirme, mekanik destek ve EMC tasarımında sensör ve pompa menteşelerinin etkili işbirliği.
Gaz Yönlendirme: Kısa silikon boru (≤5mm, Ø1,2mm) ölü hacmi en aza indirir.
Mekanik Montaj: Çift katmanlı sönümleyici köpüklü alüminyum braket titreşimi azaltır.
EMC Uygulamaları: Gürültüyü azaltmak için filtre kapaklarını ve zemin düzlemini dijital hatların etrafına yerleştirin.
Firmware Kalibrasyonu: Başlangıçta sıcaklık sapması telafisi ile otomatik sıfır noktası kalibrasyonu.
3.1 Gaz Yolu Optimizasyonu
Hazne hacmi ≤10μL artık havayı keser.
Düşük adsorpsiyonlu boru, gaz tutulmasını önler.
3.2 Titreşim İzolasyonu & Termal Kontrol
Titreşim sönümleme pedleri mekanik gürültüyü azaltır.
Sensörün altındaki bakır termal ped, sıcaklık eşitliğini artırır.
3.3 Firmware Algoritmaları
Başlangıçta otomatik kalibrasyon, sürekli sapma düzeltmesi.
Dijital filtrelerle yüksek hızlı örnekleme, hız ve kararlılığı dengeler.
Kurulum ve Lehimleme Notları
Performans ve verim açısından doğru yerleştirme ve lehimleme kritik öneme sahiptir.
Oryantasyon: Tıkanmayı önlemek için üst portu pompa yoluna doğru hizalayın.
Yeniden Akış Profili: 230–260°C bölgesinde 10–20 saniye ile ≤260°C pik.
Lehim Pastası: Güvenilir bağlantılar için SnAgCu3.0, 45–75μm parçacıklar.
PCB Ped Tasarımı: Ekranlama için sensörün altındaki büyük zemin pedi, zemin düzlemi çevresi.
Toz & Nem Koruması: Kontaminasyonu önlemek için portu yerleştirmeden hemen sonra kapatın.
4.1 SMT Süreç Eğrisi
Ön ısıtma: 120–150°C → Islatma: 150–180°C → Yeniden Akış: 230–260°C → Soğutma, ≤4°C/s.
Macun kalınlığı: 100–120μm.
4.2 Yeniden Akış Sonrası Denetim
AOI, yerleşimi 0,1 mm tolerans dahilinde kontrol eder.
Röntgen, lehim bağlantılarının boşluksuz olduğunu doğrular.
Üretim Öncesi Test ve Ölçüm Araçları
Tutarlılığı sağlamak için seri üretimden önce çok aşamalı testler ayarlayın:
İşlevsel Kontrol: 0/20/40kPa'da kalibre edilmiş gaz kaynağı, noktalar arasındaki hatayı kaydedin.
Çevresel Stres: Sapmayı değerlendirmek için 48 saat boyunca 85°C/� RH.
Titreşim & Şok: 30 dakika boyunca 10–2000Hz @5g.
EMC Uyumluluğu: IEC61000-4'e göre yayılan ve iletilen bağışıklık.
Teçhizat:
Hassas gaz kalibrasyon tezgahı (0,1Pa çözünürlük).
Yüksek hızlı DAQ (≥2kHz).
Pano işlemeli otomatik test fikstürleri.
5.1 Kalibrasyon İş Akışı
Isınma 5 dakika → Standart basınçları uygulayın → Çıkışı kaydedin → Doğrusallığı hesaplayın & ofset → Kalibrasyon eğrisi oluştur.
5.2 Veri İzlenebilirliği
Tam izleme için sensör toplu kodlaması.
MES'e otomatik veri girişi, kaliteli analizlere olanak sağlar.
Çözüm
Bu kılavuz, WF3050D dijital MEMS basınç sensörlerini akıllı saat mikro pompa kan basıncı sistemlerine entegre etmeye yönelik uçtan uca çözümün ayrıntılarını vermektedir. Gereksinim analizi, sensör seçimi, sistem entegrasyonu, en iyi kurulum uygulamaları ve üretim öncesi testleri kapsayan bu sistem, minyatürleştirme, düşük güç, hassasiyet ve güvenilirlik sağlayarak mühendis ekiplerinin yüksek performanslı akıllı saat kan basıncı özelliklerini güvenle kullanmalarına olanak sağlar.
Yukarıdaki giriş, basınç sensörü teknolojisi uygulamalarının yalnızca yüzeyini çizmektedir. Çeşitli ürünlerde kullanılan farklı sensör elemanları türlerini, bunların nasıl çalıştığını, avantajlarını ve dezavantajlarını keşfetmeye devam edeceğiz. Burada tartışılanlar hakkında daha fazla ayrıntı istiyorsanız bu kılavuzun ilerleyen bölümlerindeki ilgili içeriğe göz atabilirsiniz. Eğer vaktiniz kısıtlıysa bu kılavuzun detaylarını indirmek için buraya da tıklayabilirsiniz. Hava Basınç Sensörü Ürünü PDF verileri.
Diğer sensör teknolojileri hakkında daha fazla bilgi için lütfen Sensörler sayfamızı ziyaret edin.