2.1. 하드웨어
이 장은 FEMON 하드웨어 구성에 대해 설명한다.
바나나 체온계의 하드웨어는 전원 및 블루투스 버튼, 온도 센서, LED, BLE로 구성되며 각각의 기능은 다음과 같다.
전원 버튼: 전원 ON 모드로 전환
블루투스 버튼: 블루투스 절전모드(3초간 누름), 전원 OFF(6초간 누름)모드로 전환
온도 센서(Si7051): 사용자의 온도를 측정
BLE 모듈: 바나나 체온계의 정보를 BLE를 통해 전달
LED: 바나나 체온계의 현재 상태 확인 가능
전원 ON: 적색 LED 1초에 1회 점등
BLE 페어링: 적색 LED 1초에 1회 점등
절전모드(블루투스 버튼 3초 누름): 버튼 눌렀을 때 적색, 녹색 LED 켜짐 - 녹색 LED 깜빡이다가 꺼짐
전원 OFF(블루투스 버튼 6초 누름): LED 소등 - 적색, 녹색 LED 점멸 - 소등
바나나 체온계의 시스템 블록도는 다음과 같다.
전원은 코인셀을 사용하고 있으며 전원스위치 SW3를 눌렀을 때 전원이 공급되어 MCU가 동작을 시작한다.
아날로그 스위치(SW1)을 작동시켜 회로상에서 VBAT과 VCC를 연결하여 버튼(SW3)를 누르고 있는 것과 같은 효과로 전원을 지속적으로 공급한다.
온도센서는 Si7051를 사용중이며 I2C로 인터페이스 되어있다.
LED는 2종류(Green, Red)를 사용한다.
메인 프로세스는 DA14583으로 Dialog Semiconductor(2021년 Rensas사로 인수됨)에서 제조하는 저전력 블루투스 5.2 SoC이다. 이 칩은 다양한 애플리케이션에 사용할 수 있으며, 다음과 같은 주요 기능을 제공한다.
DA14583 정보: https://www.renesas.com/us/en/document/dst/da14583-datasheet?r=1600286
| 스펙 | 사양 |
|---|---|
프로세서 | ARM Cortex-M0+ |
클럭 속도 | 32MHz |
메모리 | 64KB RAM, 256KB ROM |
블루투스 | Bluetooth 5.2, BLE, LE Audio |
인터페이스 | I²C, SPI, UART, SDIO, USB |
보안 | AES, SHA-256, RSA |
딥 슬립 모드에서 10μA 미만의 전력 소비를 제공하여 배터리 수명을 극대화할 수 있고 I²C, SPI, UART, SDIO, USB 등 다양한 인터페이스를 지원하며, AES, SHA-256, RSA 등 다양한 보안 기능을 지원하여 데이터를 보호할 수 있다.
다음은 바나나 체온계의 전체 도면이다. 링크를 통해 PDF 파일을 다운로드할 수 있다.
바나나체온계 도면 다운로드 링크: https://drive.google.com/file/d/1CbQI11_K2TBd4qPhNmZp9sKD0Hrr_bvT/view?usp=drive_link
온도 센서로 사용한 SI7051은 Silicon Laboratories 사의 디지털 I2C 온도 센서이며 주요 스펙은 다음과 같다.
최대 정확도는 ±0.1°C로 인간의 체온을 정밀하게 측정할 수 있으며, I2C 통신으로 간단하고 효율적과적으로 데이터를 얻을 수 있다.
| 스펙 | 사양 |
|---|---|
온도 범위 | -40°C ~ 125°C |
측정 정확도 | ±0.1°C |
통신 | I2C |
전력 소비 | 0.5μA (대기 모드), 3μA (측정 모드) |
패키지 | 3 x 3mm DFN-6 |
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