一种可穿戴电子设备的制作方法

本实用新型涉及一种电子产品
技术领域：
，尤其涉及一种可穿戴电子设备。
背景技术：
：随着电子技术的发展，出现了一类可穿戴类电子产品，其给用户带来了新的使用体验。目前，很多可穿戴电子设备都可测量用户的运动量、消耗的热量等数据，帮助用户坚持运动、保持健康的生活习惯。如果提供的数据更丰富一些，例如，还能提供用户的其他生理特征参数，如体温或心率等，会使用户对自己有一个更为全面的了解，更有利于用户保持健康。但是，对于消费型的电子产品来说，考虑到其便携性，研发人员或设计人员都会尽量将其体积做到轻薄，因此，电池容量也会有限。但为满足用户的需求，其的功能又需要不断丰富和增加，功能的增加必然会需要更多的电子元件来完成这些功能，如此又会给产品的体积和空间带来一定的挑战，同时产品还更为耗电。技术实现要素：本实用新型要解决的技术问题是在不增加可穿戴电子设备耗电能力的前提下增加可穿戴电子设备的产品功能。为解决上述技术问题，本实用新型提供以下技术方案：本实用新型提供一种可穿戴电子设备，用于可穿戴电子设备，其包括：电荷放大电路和微控制器；该电荷放大电路具备压电效应，用于将外部压力转化为电能后输出一个放大电压给微控制器；该微控制器，用于根据该放大电压获得该户的的心率。本实用新型的有益效果在于，将压力转化为电能后，输出对应的放大电压，并根据该放大电压获取该用户的心率。而具备压点效应的电荷放大电路并不消耗电能，即，可本实用新型提供的技术方案可在不增加电子产品电能消耗的前提下，丰富了该电子产品的功能。【附图说明】图1本发明一种可穿戴电子设备的具体实施方式一中测量心率电路的电路原理图；图2具备压电效应的材料产生压电效应的示意图；图3本发明一种可穿戴电子设备的具体实施方式二中测量心率电路的电路原理图。图4本发明一种可穿戴电子设备的具体实施方式三中测量心率电路的电路原理图。附图标记：电荷放大电路40压电器件41电荷放大器42反馈电阻Rf反馈电容Cf微控制器50充电电路30电池32整流电路33限流器件34稳压器件35【具体实施方式】为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。请参见图1，本发明一种可穿戴电子设备的具体实施方式一的电路原理图。该可穿戴电子设备包括：电荷放大电路40和微控制器50。该电荷放大电路40用于将压力转化为电能后输出一个放大电压U0给微控制器50，该微控制器50根据该放大电压U0获知对应的心率。优化的，还可以记录该心率。该可穿戴电子设备可以是手环或手表等可穿戴于人体并与人体接触的电子设备。该电荷放大电路40包括：压电器件41，电荷放大器42，反馈电阻Rf，反馈电容Cf。其中，压电器件41的两端分别连接于该电荷放大器42的正相输入端和反相输入端。反馈电阻Rf和反馈电容Cf并联连接于该电荷放大器42的反相输入端和输出端之间。该电荷放大器42的正相输入端接地。该电荷放大器42的输出端输出电压U0。压电器件41的级间等效电容为Ca，产生的电荷为Q。该反馈电阻Rf起到降低零点漂移的作用。该电荷放大器42反相输入端产生的差动电压为Ud。根据图1所示的电路，该电路中，输出的放大电压U0和压电器件41产生的电量Q之间的关系是：U0＝-A*Q/(Ca+(A+1)×Cf)A为该运算放大器的开环系数；Ca为压电器件41的级间等效电容；Cf是反馈电容Cf电容值。忽略数量级较小的参量可得：U0≈-Q/Cf(1)具体的，该压电器件41是由压电材料构成。如：同时具备压电和热电效应的聚合物聚偏氟乙烯压电薄膜(PVDF，PolyvinylideneFluoride)，该材料制成的部件，在电路中并不消耗电能；同时由于具备热电特性，因此可以将来自于外部热量转化成电能储备于电池中；并且还具备良好的柔性，适合用于可穿戴类的产品上，与人体贴合。压电效应是指，当某些材料受到外界的机械应力时，材料的表面产生电荷，并且数量与应力的大小成正比，称这种材料为压电材料。通常的压电材料分为：压电晶体，压电陶瓷和压电聚合物。如图2所示，其压力F与电量Q之间的计算关系为：Q＝d33*F(t)(2)其中：Q是因热量而产生的电荷数量；d33是压电材料的压电应变常数；F(t)是沿z轴方向施加于该压电材料上的外部应力。则心率则可根据公式(1)和(2)反推得到：U0≈-d33*F(t)/Cf(3)公式(3)中，d33与Df均为常量，可见U0与F是成正比关系的。即，施加在压电器件41的压电材料上的外力越大，电荷放大电路输出的放大电压也就越大。因此，微控制器50可以根据U0的变化获知用户脉搏跳动的规律，即心率。工作时，用户佩戴该可穿戴电子设备，该压电器件41与人体贴合，接受到来自于人体的压力，而人体脉搏的跳动，会使得该压力成周期性变化，该压电器件41将该压力转化为电能，输出的电压体现出来的周期性，与用户脉搏的跳动保持一致，从而获知该用户的心率。由于该压电器件41本身不消耗任何电量因此，本实用新型具体实施方式一提供的技术方案，在增加电子设备新功能的情况下，也不会增加电子设备的能耗。请参看图3，本发明一种可穿戴电子设备的具体实施方式二的电路原理图。其与具体实施方式一不同之处来在于，该可穿戴电子设备还包括一个充电电路30。该充电电路30用于将该压电器件41获取的电能给电池32充电。该充电电路30包括：压电器件41，电池32，以及整流电路33。该压电器件41将外部压力转化为电流后，通过整流电路33滤波，形成直流电给电池32充电。该电池32可以是锂电池类的电池也可以是储能电容。该整流电路33包括：并联连接于电池正负极之间的第一二极管支路，以及第二二极管支路。其中，该第一二极管支路包括两个串联连接的二极管D1和D3，二极管D1的负极连接于电池32的正极，二极管D3的正极连接于电池32的负极。该第二二极管支路包括两个串联连接的二极管D2和D4，二极管D2的负极连接于电池32的正极，二极管D4的正极连接于电池32的负极。该压电器件41的两端分别连接于该第一二极管支路的中间节点，和该第二二极管支路的中间节点上。具体的，压电器件41的一端连接于二极管D1和D3之间的节点；压电器件41的另一端连接于二极管D2和D4之间的节点。优化的，该充电电路还包括：电容C1，该电容C1与该整流电路33并联连接于该电池32的两端。该电容C1起到降低交流点的电流纹波的滤波作用。本实用新型提供的具体实施方式二，采用压电器件41对电池32进行充电，则，在丰富可穿戴电子设备功能的同时，还能提升该电子产品的电池续航能力。请参看图4，本发明一种可穿戴电子设备的具体实施方式三中测量心率电路的电路原理图。与具体实施方式二不同之处在于，在具体实施方式三中，该充电电路30还可以包括：限流器件34。该限流器件34串联连接于整流电路33与电池32之间，用于限制充电电路30的电流，对该电池32起过流保护作用。具体的，限流器件34可以采用电阻，也可以采用起钳位作用的稳压二极管。与具体实施方式二不同之处在于，在具体实施方式三中，该充电电路30还可以包括：稳压器件35。该稳压器件35与电池32并联连接，对该电池32起到过压保护作用。具体的，该稳压器件35可以采用现有的能起到稳压保护作用的电子元件或集成电子器件，在此不赘述。上述具体实施方式说明但并不限制本发明，本领域的技术人员能在权利要求的范围内设计出多个可代替实例。所属领域的技术人员应该意识到，对在没有违反如所附权利要求书所定义的本发明的范围之内，可对具体实现方案做出适当的调整、修改等。因此，凡依据本发明的精神和原则，所做的任意修改和变化，均在所附权利要求书所定义的本发明的范围之内。当前第1页1 2 3