Ryhtiseurantalaitteiden piirilevyjen valmistus IMU-puettaville laitteille ja haptisille ryhtikouluttajille

Asennonseurantapiirilevy on yleensä kompakti, liikettä tunnistava puettava laite eikä niinkään monimutkainen terveydentilan seuranta-alusta. Sen ydintoimintoja ovat vähän virtaa kuluttava kiihtyvyysanturi/gyroskooppi, MCU tai anturikeskitin, Bluetooth, akku ja värinämoottori, joka antaa palautetta, kun laitevalmistajan algoritmi havaitsee pysyvän ryhtitilan. Tuotteen vaikeutta ei tee komponenttien lukumäärä, vaan kalibrointi ja mekaaninen suuntaus. Sama IMU voi raportoida eri liikkeen, jos laite pyörii vaatteiden, tarratyynyn tai hihnan päällä.

Highleap Electronics valmistaa asiakaskohtaisesti suunniteltuja ryhtiharjoituspiirilevyjä klipsikiinnitteisiin, itsekiinnittyviin ja rannekorutyyppisiin puettaviin laitteisiin. Tuotantoprosessissa voidaan tarkistaa anturien akselit, Bluetooth, tärinä ja virrankulutustilat, kun taas varsinainen ryhtialgoritmi, valmennusmenetelmä ja terveysväitteet jäävät alkuperäislaitevalmistajalle.

Asennonseurantalaitteiden tyypit ja kiinnitysarkkitehtuurit

Ryhtiä mittaavia tuotteita voidaan kiinnittää yläselkään, kiinnittää vaatteisiin, käyttää riipuksena tai integroida rannekkeeseen. Tämä mekaaninen valinta muuttaa anturin koordinaatistoa, haptista kytkentää, antennin ympäristöä ja kalibrointikiinnikettä, joten piirilevyn arkkitehtuuri tulisi määritellä yhdessä kiinnitysmenetelmän kanssa.

• Yläselän itsekiinnittyvä ryhtiseurantalaitteen piirilevy: Pieni kapseli kiinnitetään suoraan yläselkään ja se antaa haptista palautetta, kun käyttäjän suuntaus siirtyy opitun lähtötason ulkopuolelle.
• Kiinnitettävä ryhtivalmentaja PCBA:lle: Kiinnittyy vaatteisiin; laiteohjelmiston on siedettävä enemmän vaihtelua suunnassa ja liikkeessä.
• Kaulakorun tai riipuksen asentoanturin piirilevy: Käyttää painovoimaa ja vartalon kulmaa roikkuen tai rintaan kiinnitettynä.
• Ryhtiä korjaavan nauhan elektroniikka: Voi jakaa antureita tai tärinäohjaimia olka-/rintahihnan kautta.
• Työpöydän ergonomia ja puettava asento: Keskittyy pitkittyneeseen istuma-asentoon ja sovellusmuistutuksiin urheiluliikkeen sijaan.
• Vierekkäiset tuotteet: Liikeseurantalaitteet, kuntoutukseen puettavat laitteet, aktiivisuusanturit ja älyvaatteet jakavat IMU-elektroniikkaa, mutta käyttävät erilaisia ​​algoritmeja ja sertifiointipolkuja.

Miksi kiinnitystapa pitäisi mainita tarjouspyynnössä?

Piirilevyn IMU:n suuntaus, värähtelymoottorin suunta, antennin ympäristö ja kalibrointikiinnike riippuvat kaikki siitä, miten laite istuu rungossa. ”Asennonseurantapiirilevy” ilman kiinnityskohtaa on epätäydellinen tekninen tieto.

6-akselinen IMU, anturifuusio ja suuntakalibrointi

IMU on ensisijainen mittauslaite. Erittäin vähän virtaa kuluttavat puettavat IMUt ja anturikeskittimet voivat yhdistää kiihtyvyyden, kulmanopeuden ja piirilevyn fuusion, mutta piirilevyn on silti säilytettävä mekaaninen suunta ja alhainen kohina.

• IMU:n sijoitus: Aseta anturi lähelle kotelon mekaanisesti vakaata osaa ja kauas piirilevyn jousto-osista, painikkeista tai voimakkaasta haptisesta toimilaitteesta.
• Akselien kartoitus: X/Y/Z-suunta tulee merkitä kokoonpano-/mekaaniseen piirustukseen ja linkittää laiteohjelmistoon.
• Anturifuusio: Integroidut älykkäät anturit voivat vähentää MCU:n prosessointikuormaa, mutta laiteohjelmiston ja anturin konfiguroinnin on vastattava tarkasti MPN:ää. Ympäröivä ohjain voi seurata mikrokontrolleri piirilevy suunnittelu- ja ohjelmointikäytännöt.
• Kalibrointi: Tehtaan nollapisteen/suuntauksen kalibroinnin tulisi käyttää samaa kiinnityslaitetta ja referenssitasoa jokaiselle yksikölle.
• Mekaaninen rasitus: Ohuet levyt tai liimakotelot eivät saa taivuttaa anturipakkausta käytön aikana.

Voiko asentotunnistin käyttää vain kiihtyvyysanturia?

Jotkut tuotteet pystyvät päättelemään suunnan painovoimasta kolmiakselisen kiihtyvyysanturin avulla, kun taas toiset käyttävät kuusiakselista IMU:ta rikkaamman liikekontekstin saavuttamiseksi. Piirilevyvalmistajan tulisi rakentaa ja testata alkuperäislaitevalmistajan valitsema arkkitehtuuri yhden anturisarjan oletuksen sijaan.

Haptinen palaute, painikkeet ja mekaanisen kytkentäongelman

Värähtelymoottori on se, jonka kautta monet ryhtiharjoittelulaitteet kommunikoivat käyttäjän kanssa. Se toimii myös häiriölähteenä, jos se on lähellä liiketunnistinta.

• Moottorin valinta: ERM- ja LRA-toimilaitteilla on erilaiset käyttöpiirit, taajuuskäyttäytyminen ja mekaaninen kiinnitys.
• IMU-erotus: Haptisen moottorin ei tulisi mekaanisesti esijännitettää tai saturoida anturia mittausjaksojen aikana, ellei laiteohjelmistossa ole sitä tarkoituksella otettu huomioon.
• Kuljettajan virta: Haptiset pulssit voivat aiheuttaa syöttökatkoksia, jos akku ja paikallinen irtikytkentä ovat liian pieniä.
• Painikkeet/kosketus: Kalibroinnin ja virransäätimien tulisi olla helposti saatavilla taivuttamatta piirilevyä.
• Kiinnitysliima/klipsi: Mekaanisen osan, joka siirtää liikettä kehosta anturiin, tulisi olla yhdenmukainen koko tuotannon ajan.

Bluetooth-sovellusyhteydet ja vähän virtaa kuluttava arkkitehtuuri

Ryhtiharjoitteet yhdistetään yleensä puhelimeen kalibrointia, edistymisen seurantaa ja laiteohjelmistopäivityksiä varten. RF-järjestelmä on yksinkertainen verrattuna älykelloon, mutta antennin viritys kehon ja kotelon avulla on silti tärkeää.

• BLE: Levy voi käyttää kompaktia Bluetooth-piirilevy arkkitehtuuri antennin ollessa poissa akusta ja metalliklipsuista.
• Kehon kuormitus: Yläselän ja rinnan asettaminen voi muuttaa antennin viritystä avoimesta penkistä.
• Yhteyskäyttösuhde: Jatkuva suoratoisto kuluttaa paljon enemmän virtaa kuin säännöllinen synkronointi; laiteohjelmiston tilan pitäisi näkyä nykyisissä testeissä.
• Laiteohjelmiston päivitys: BLE-käyttöohjeen tai testityynyjen tulee olla saatavilla ennen kotelon pysyvää sulkemista.
• Uni/valve: Liikeherätys voi pidentää akun käyttöikää, jos IMU ja MCU pysyvät todella virransäästötilassa.

Pienikokoinen puettava piirilevy, akku ja kotelovaihtoehdot

Ryhtiavusteet ovat usein tarkoituksella huomaamattomia. Levy voi olla pieni jäykkä moduuli, joustava nauha tai vaatteen läpi jaettu jäykkä-joustava kokoonpano.

• Kompakti jäykkä piirilevy: Usein riittää yksi akku ja haptinen moottori, jossa on itsekiinnittyvä tai klipsillä kiinnitettävä kotelo.
• Jäykkä-joustava: Jäykkä-flex PCB on hyödyllinen hajautetuilla toimilaitteilla tai koskettimilla varustetuille ranne- tai vaatevaihtoehdoille.
• HDI: HDI-piirilevy voi olla perusteltua hyvin pienille WLCSP/BGA-malleille, mutta se on tarpeetonta monille yksinkertaisille asentomittareille.
• Akku: Lataus-/suojauspiiriä voidaan tarkastella akun hallintapiirilevy valitun solun vaatimukset.
• Iho-/hikiympäristö: Koteloinnin tiivistys ja selektiivinen muodollinen pinnoite pitäisi suojata elektroniikkaa keräämättä kosteutta latauskontaktien ympärille.

PCBA-kokoonpano, anturin suuntauksen tarkastus ja ohjelmointi

Asennonseurantalaitteet voivat olla sähköisesti yksinkertaisia, mutta suuntausvirhe voi saada tuotteen toimimaan väärin. Siksi ensimmäisen kappaleen ja kokoonpanon tarkastuksen tulisi sisältää mekaanisten anturiakseleiden tarkastus, ei pelkästään juotoksen laatua.

• Piirilevyn kokoonpano: Highleap voi tarjota PCB -kokoonpano IMUlle, BLE MCU:lle, PMIC:lle, haptiselle ajurille ja liittimille.
• Kontrolloitu hankinta: Anturin MPN:n, haptisen toimilaitteen ja säätimen tulisi seurata komponenttien hankinta sääntöjä, koska laiteohjelmisto voi olla riippuvainen niiden toiminnasta.
• AOI: AOI PCBA:ssa voi vahvistaa IMU:n suunnan, napaisuuden ja näkyvän komponenttien sijoittelun.
• Ohjelmointi: Laiteohjelmisto, kalibroinnin oletusasetukset ja yksikön tunnistetiedot tulisi sidota piirilevyn/osaluettelon versioon.
• Mekaaninen ensimmäinen artikkeli: Tarkista kootun kotelon pidikkeen/tarran tietopiste, anturin suunta ja tärinän suunta.

Toiminnallisten testien ja tarjouspyyntöjen tarkistuslista ryhtiseurantapiirilevyjen valmistukseen

Deterministinen kiinnityslaite on parempi vaihtoehto kuin pyytää käyttäjää käyttämään jokaista tuotantoyksikköä. Levy voidaan asettaa tunnettuihin kulmiin ja verrata laiteohjelmiston tuotteeseen.

• IMU-akselin testi: Kierrä levyä/koottua koteloa määriteltyjen suuntausten läpi ja tarkista akselin vaste.
• Haptinen lähtö: Tarkista moottorin käyttö ja virta tunnetun komennon alaisuudessa.
• Bluetooth: Varmista pariliitos, sarjanumeron identiteetti tai testitilan telemetria.
• Nykyinen: Mittaa aktiivista, haptista ja syvän unen tiloja.
• Lataus: Tarkista liittimen/kontaktin tulo ja akun mittaus.
• FCT: Highleap voi toteuttaa asiakkaan määrittelemiä toiminnallinen testaus käyttämällä hyväksyttyä kiinnityslaitetta.

Highleap voi tukea niihin liittyviä tuotteita, kuten IMU-asennonseurantalaitteen piirilevyä , älykkään ryhtikouluttajan piirilevyä , haptisia ryhtianturilevyjä , kiinnitettäviä ryhtilaitteen piirilevyä , selän ryhtiseurantalaitteen elektroniikkaa ja ryhtimuistutusta varten tarkoitettuja puettavia piirilevykokoonpanoja . Näiden versioiden tärkein valmistusero on yleensä anturien suuntaamisessa ja kalibroinnissa käytettävä mekaaninen datus.