早帶有稱重功能的產品,大多是一些廚房秤、口袋秤、人體秤等衡器類產品;而稱重模塊與家電的結合,帶來了新的「化學反應」:更多的重要信息得以採集,反饋給用戶或者雲端,使家電的控制更加科學與高效,最終提升生活質量。
【PConline 雜談】隨著智能家居的到來,通過傳感器+ADC+算法的模塊組合,將外界信息模擬量轉換為數字量,再輔以雲端分析處理,可以延伸出非常多的創新功能與智能體驗。 家電稱重模塊便是該背景下出現的一個有趣產物。
稱重帶來的家電體驗升級
最早帶有稱重功能的產品,大多是一些廚房秤、口袋秤、人體秤等衡器類產品;而稱重模塊與家電的結合,帶來了新的「化學反應」:更多的重要信息得以採集,反饋給用戶或者雲端,使家電的控制更加科學與高效,最終提升生活質量。
● 「科學」生活:比如烹飪類家電,內嵌稱重模塊後,可以根據食物的重量自行調整功率,創造出更加科學的溫度-時間曲線,同時還可以提供科學準確的食物調配比例。又比如,電飯煲+稱重,可以根據大米的重量給出科學的添水參考,還可以基於水米重量控制功率,讓煮出的米飯口感更佳;而在洗衣機內增加稱重功能,可以給出合理的衣物清潔劑指標。
● 「健康」生活:在一些廚用儲存與功能單一的烹飪類家電(如榨汁機、烤肉機)中,嵌入稱重模塊,可以量化食物,結合雲端處理,進而獲得該類食物的各類元素攝入量,從而獲取個人飲食習慣報告,依據分析結果與建議保證健康飲食。
● 「高效」生活:在冰箱中加入稱重功能,並提前做好食物分類,可以快速獲取當前家裡食材的儲存餘量,並通過移動端進行提醒與電商購買,使生活更加便捷高效。美的智能冰箱就是個典型的例子。
圖1:稱重模塊助力家電升級
解決方案推薦
儘管家電+稱重已經逐漸成為市場趨勢,不過對於大多數企業,尤其是中小型家電企業而言,當前產品的智能化研發仍需投入不少時間及人力成本,在搭乘智能家居熱潮快速上市的前提下,低門檻、短周期非常重要。
可配置稱重與標定規格的CS1270是芯海科技一款專門針對家電稱重推出的專用晶片,帶有標準的四線SPI, UART, IIC 通訊接口。
值得一提的是,由於每臺具有稱重功能的設備在出廠時,都需要進行標定,但標定的重量、標定的端點往往根據傳感器與實際項目需求而定,很難做到統一,往往需要投入工程師的精力單獨對稱重模塊進行開發。
而免開發的CS1270可以通過通訊協議設定兩端或者三端標定,同時支持通過通訊協議靈活地設置標定規格,完全不需要二次開發,有效免去客戶在稱重模塊的開發投入,大大減少了整個產品的開發周期。
圖2:CS1270的典型應用
在通訊協議中,與CS1270主控通訊的MCU只需要發送三條指令便可完成所有稱重相關操作,包括重量標定,重量查詢和重量置零。另外,如圖2所示,在CS1270的典型應用中,電路所需的外圍元器件非常少,僅需要7個貼片電容接口。
AD精度方面,CS1270內置自主研發的24bit高精度Σ-Δ型ADC,有效位最高可達19bit(不帶符號位)。目前廚房秤用的稱重傳感器輸出靈敏度一般在0.5mV/V~1.5mV/V,而CS1270內置的ADC解析度高達198nV,遠高於稱重傳感器的輸出靈敏度,能夠準確識別傳感器的變化狀態,為整個稱重系統提供了非常好的硬體基礎。
而在稱重算法方面,CS1270的高精度ADC配合芯海科技自主研發的高精度稱重算法,使得整個稱重系統能夠擁有優異的抗蠕化與抗老化作用,使整個稱重系統更加精準。
芯海科技14年來專注於高精度模數轉換晶片的研發,目前在該領域已達到國際先進水平,處於國內領先水平,在衡器IC市場佔有率高達60-70%。 憑藉多年自主研發經驗與高市場佔有率,使得芯海科技在稱重領域有著非常豐富的市場資源與技術積累,有效針對智能家居客戶,打造了一條以芯海科技為樞紐,連接傳感器廠商與家電廠商的生態鏈條,從傳感器選型推薦到稱重應用方案,芯海科技可以提供整套解決方案,極大便利客戶的整體項目開發。