制作一款可以【记录运动历史数据】的智能呼啦圈—

简介：本文将从硬件选型，原理图解析以及3D建模来完成普通呼啦圈到智能呼啦圈硬件改造。

一、概述

又是在电脑前连坐几小时的一天，和大部分上班族一样，由于工作原因没空去健身房，也抽不出多少时间进行户外锻炼，为了不让自己的“小蛮腰”一天天变粗，下单了一款呼啦圈。和传统呼啦圈不同的是这款呼啦圈体型小巧，带进办公室完全不是问题。而且呼啦圈大小可根据腰围调节，不用担心转的过程中掉下来，比较适合在室内进行运动。

用了几天，基本了解了它的功能：

计数模式：记录运动过程中，转了多少圈数。
定时模式：记录运动的时间。
每次运动中，会记录3个数据，圈数，运动时间和消耗的卡路里，可以在显示屏切换显示。

不足的是：只能记录一次数据，没有记录运动天数。

作为攻城狮，开动脑筋，打算改装下，给这款呼啦圈增加App打卡功能，不仅能记录运动数据，还可以设置运动目标，运动倒计时。不仅可以记录自己的运动状态，还能隐形督促运动。

用螺丝刀退出滑块，拆解后照片记录下

主要的器件有外壳，上盖，主板，按键，霍尔开关和显示屏。

用框图梳理下逻辑图

我们来看看，哪些材料还能用。

显示屏：断码液晶屏，找不到屏的逻辑走线图，不能使用。
霍尔开关：开关量，磁铁靠近传感器头，两个引脚短路，移开磁铁，引脚断开，可以使用。
按键：橡胶按键，结构长度固定，限制了主板和上盖的结构位置，加大上盖3D建模的难度，目前市面上的轻触开关可以替代，而且轻触开关方便采购，柄长种类多，更好适配结构，所以放弃这个橡胶按键，改用轻触开关。
主板：既然打算改造成APP可打卡记录，那么主板就不可用了。
外壳：还是需要使用。

二.硬件方案介绍

1.设备连接App方式选择

Wi-Fi和蓝牙都是通过无线电信号无线发送和接收数据，且手机上基本都有这两项功能。Wi-Fi具有速度快、范围广，但耗电量大，且占用手机Wi-Fi通道；蓝牙具有低功耗、低成本、连接方便，但速度和距离性能相对差些，但完全满足呼啦圈这类运动设备的数据传输和距离要求。

由于蓝牙突出的低功耗特性，我们选择蓝牙作为设备连接手机的连接方式，选用了杭州涂鸦自主研发的低功耗蓝牙模组作为核心控制器，在其SDK开发环境下，完成和手机端的数据交互和本地定时，计数和显示等功能。

2.液晶屏选型

我们在网上上找好多断码液晶屏的资料，整理下来，液晶屏的驱动主要有以下3种方式：

BLE+专用液晶屏驱动芯片；优点，显示驱动实现简单，只需通过SPI下发显示的内容数据。但设备的结构空间有限，PCB空间放不下液晶屏、蓝牙模块和驱动芯片。
MCU自带LCD驱动外设和蓝牙无线通信；优点，外围简单，但成本较高。
用BLE的IO口驱动LCD；优点，对BLE芯片的外设要求不高，通用低成本的蓝牙芯片就能满足，但也有局限性：只能适用偏压比1/2的液晶屏。

3.液晶屏的主要参数

工作电压：断码屏驱动的最大允许电压；LCD功耗约10μA。因为主控选择了蓝牙模组作为核心控制器，其工作电压在1.8V~3.6V，所以液晶屏选型优先选择工作电压在这个范围内。
偏压比：一般是以最低一档与输出最高电压的比值来表示。偏压比是调节显示的黑色明亮字符和周围液晶点间的对比度。如3V 1/3偏压的液晶屏，其阀值电压是1V；液晶屏驱动电压(PIN脚和COM脚之间的电压差）越大于阀值电压，液晶屏显示的点越明显。
占空比：也称为 COM 数；由于 STN/TN 的 LCD 一般是采用时分动态扫描的驱动模式，在此模式下，每个 COM 的有效选通时间与整个扫描周期的比值即占空比(Duty)是固定的，等于 1/COM 数。

根据硬件设计要求，整理好液晶屏的参数，自己可以设计一个断码液晶屏的显示内容，某宝有很多液晶屏定制厂家店，定制费600-800元不等。

看着不算低定制费，我们在某宝上直接淘了一个2元现货，3位数字显示液晶屏，1/2偏压比，3V供电。

附上链接：https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.3e922e8d2dV2by&id=639662988954&_u=925um3ce493