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无刷电机筋膜枪方案


概述
无刷电机筋膜枪也称深层肌筋膜冲击仪,它是一种软组织康复工具,利用其内部特制的高速电机来带动“枪头”,产生高频的震动作用到肌肉深层,达到减少局部组织张力、缓解疼痛、促进血液循环等作用。鼎盛合科技研发设计无刷电机筋膜枪整体PCBA方案。

它具有5个档位功能调节、1个按键开关、充电为5V/1.2A,5颗运行指示LED及2颗充电指示LED。

电机参数
BL3825O
转子外壳直径:φ37.6 轴直径:φ6mm; 长轴 尺寸
轴伸 15.0mm
D 型扁位长度 10.7mm
短轴 尺寸 轴伸 10.0mm
D 型扁位长度 6.0mm 空载转速 rpm:3500~3900 额定使用功率:18W; 理论堵转扭矩:2kgf.cm 电压范围 V:8-15V
黑色耐高温软硅胶线,线径 1.2mm(3A 电流),外露出线长 133mm,(含剥线 2mm 浸锡;)

电池组参数
3 节 18650 锂离子电池串接;
电芯:18650 锂离子电池(可以使用国产电芯,电芯必须要有保障); 标称容量: 2600 mAh  (最小值) ;
标称电压:11.1V ; 充电限制电压(最大):12.8±.0.5V ; 放电终止电压(最小):9±0.10V ; 充电电流:标准充电:1.2A ; 放电电流(最大放电):6.0A ; 正常工作电流(平均电流):1~2.5A;
内阻:<200mΩ ; 充放电次数:≥500 次;
使用寿命:500 次循环后容量剩 80%以上; 电池组自放电:≤20uA  ;
外接 1.25 间距端子 5pin:电池正极,电池正极,电池负极,电池负极,NTC; 
Pin1 : NTC 电阻;
Pin2 : 电池负极; 
Pin3 : 电池负极; 
Pin4 : 电池正极; 
Pin5 : 电池正极;

MCU 功能需求
IO  描述(除电机控制外,IO  需要 13 个)

开机/关机
整个开关机时间缩减到 2S;

开机:
1.长按按键(长按 2 秒);
2.按键按下,开机,同时档位 1 指示灯马上点亮,1-2-3-4-5,5 颗档位 LED 递增点亮,开 机成功,档位 1 指示灯亮,指示档位 1,马达开始启动;
3.马达启动后,绿灯点亮闪烁,用于指示电池电量。(注意开机是硬开机,即硬件电子开 关上电开机)

关机:
1.长按按键(长按 2 秒);
2.按键按下,同时 5 颗档位 LED 马上全亮,递增点亮,档位灯 5-4-3-2-1 依次熄灭,马达 停止转动,关机;

档位切换
开机后,
1.首次开机,任意档位空载采用最低转速 1800rpm;
2.开机后当按摩头有受到外力时,设备按照选定的档位,调整到相应的转速,且在按摩持 续受到外力时调整档位,直接按照调整过后的档位输出转速;
3.当按摩头先受到外力,后撤除外力时,持续 10S 维持当前档位的转速,且这 10S 时间内 调整档位转速按照选定的档位输出转速;如果按摩头持续 10S 未检测到有外力按压,恢复到 空载转速,1800rpm;

在开机状态下,短按按键切换档位,档位切换顺序是:1-2-3-4-5-1-2-3-4-5 1 档点亮 1  颗 LED,转速 1800rpm
2 档点亮 2  颗 LED,转速 2100rpm
3 档点亮 3  颗 LED,转速 2400rpm
4 档点亮 4  颗 LED,转速 2700rpm
5 档点亮 5 颗 LED,转速 3000rpm(带负载工作时转速) 最高转速参考电机厂推荐转速,


空载持续 15 分钟关机

当设备在任意档位,检测到电机持续 15 分钟空载运转,设备自动关机。

堵转功能

堵转时间小于 10S
当筋膜枪受到外力,导致电机过载保护(堵转 10S 以内),在外力被撤除过后,筋膜枪能 自动恢复到之前设定的档位,继续工作。
堵转时间大于 10S
当筋膜枪受到外力,导致电机过载保护(堵转超过 10S),设备关机

充电

充电电流设置

采用 CS5095E 对电池充电,充电电流选定为 0.625A
输入电源 DC5.2V 1.98A
90%  转换效率,电池端电压 12.55  充电电流 0.73A
80%  转换效率,电池端电压 12.55  充电电流 0.656A

充电指示、

插入充电线,红色 LED  点亮,指示正在充电;
充电完成,红色 LED  熄灭,绿色 LED  点亮,拔掉充电器后,所有灯熄灭,关机。

PS:
充电过程中电机不动,工作过程中插入充电器,会关机进行充电


低电提醒

绿色连续 1Hz 闪烁(1 秒内亮一次),提示电量低要充电。


低电关机

开机运行过程中,检测到电量低至设备无法正常工作(9.5V>低电关机)时,电机停止运转,绿色连续 1Hz 闪烁(1 秒内亮一次),闪烁 5 次后关机。


电池温度保护

充电温度保护:
MCU 检测 NTC,控制充电 IC 使能脚。 
低温保护: <0℃      低温恢复:≥5℃ 
高温保护:>55℃   高温恢复:≤50℃
过温提示:红灯 10Hz 闪烁(持续),关断充电功能; 

注:低温恢复指触发低温保护之后,在没有拔出 USB 情况下,温度回到指定温度后继续开启充电。高温恢复也是如此。

放电温度保护:
MCU 检测 NTC,过温停机保护。 
低温保护: <-10℃ 
高温保护:>55℃
过温提示:红灯 10Hz  闪烁,5  秒钟后关机

低功耗

软硬件实现,关机后切断 MCU  电源。


其它功能

充电时(插入 USB)禁止启动电机。 马达运行状态下,插入 USB,马达停止运转。