PPG傳感器模塊在智能手表的應(yīng)用

背景

傳感器制造商 S 公司的產(chǎn)品開發(fā)部門正在推進新 PPG 傳感器模塊(一種光學(xué)心率傳感器模塊)的開發(fā)*。該模塊適用于智能手表，這是日常佩戴的可穿戴設(shè)備的常見示例。近年來，醫(yī)療保健、健身等醫(yī)療保健相關(guān)領(lǐng)域的數(shù)字化程度日益提高，智能手表在自我藥療等應(yīng)用中的使用預(yù)計將隨著收集生物特征信息的生命感應(yīng)功能增加而增加。設(shè)計部門從他們的客戶那里聽到："我們希望下一代智能手表擁有比現(xiàn)有型號更多的功能，并且外形更緊湊，在注重設(shè)計的同時通過結(jié)合大容量電池實現(xiàn)長續(xù)航。" 設(shè)計部門希望推薦一種新的傳感器解決方案，其傳感器模塊要有助于實現(xiàn)智能手表小型化并提供更高的性能。

*光電容積脈搏波 (PPG) 傳感器使用光來檢測血管中的循環(huán)血量變化。

課題

在為智能手表推薦內(nèi)部設(shè)計更緊湊的模塊時面臨著眾多問題...

智能手表具有收集健康數(shù)據(jù)(例如血壓，心率和心電圖)的功能，可以鼓勵用戶采用更健康的生活方式。他們還可以將這些數(shù)據(jù)無縫傳輸?shù)脚宕髡叩?a target="_blank">智能手機。然而，隨著功能的增加，耗電量也會增加，因此電池容量也必須增加，以實現(xiàn)更長的續(xù)航時間。此類原因也是主板，傳感器和其他設(shè)備需要更緊湊和更高密度的組件的原因。

所有組件都必須在有限空間內(nèi)組裝，因此不僅傳感器模塊封裝必須更緊湊，連接模塊與主板的 FPC 和連接器也必須更緊湊。此外，在選擇 FPC 和連接器之前，確保組裝性、裝配性、電源和信號傳輸性能等方面沒有問題也很重要。

選擇這些單獨的組件并非易事。

設(shè)計部門的一名成員正在尋找理想的連接器，以便向客戶推薦更緊湊的 PPG 傳感器模塊，他說：

"根據(jù)與我們合作多年的供應(yīng)商所提供的信息，板對板連接器的最小間距為 0.35mm，不同供應(yīng)商的外部尺寸并沒有太大差異。我們想讓零件更小巧，但又擔心找不到可以確保穩(wěn)定的電源和信號質(zhì)量，并且容易制造(例如組裝性和裝配性)的緊湊連接器，所有這些都是關(guān)鍵問題。"

面對許多問題，而且無法找到適合模塊小型化的連接器，這讓他們憂心忡忡。

課題的要點

緊湊的傳感器封裝

更緊湊的模塊所需要的FPC連接器特性：良好的組裝性和裝配性/高耐久性/良好的功率和信號傳輸性能

解決

選擇業(yè)內(nèi)最小的連接器之一

組裝評估數(shù)據(jù)和智能手表采用歷史是采用的關(guān)鍵

設(shè)計部門在尋找合適的連接器時，看到了一篇文章，指出JAE 開發(fā)出了間距0.3mm的連接器。他們立即對新產(chǎn)品產(chǎn)生了興趣，并向JAE 咨詢。

當他們就開發(fā)中的智能手表 PPG 傳感器模塊的問題咨詢JAE時，JAE推薦了其緊湊型板對板連接器系列中的 WP56DK 系列。WP56DK系列已成功應(yīng)用于智能手表。

這種板對板連接器具有業(yè)界最小的端子間距，并且它還具有可大大縮短總長度的電源端子。在聽取了JAE對連接器采用的外殼特性的解釋后，對連接器小型化會導(dǎo)致強度降低的擔憂得到了緩解。關(guān)于更窄間距的組裝性，評估數(shù)據(jù)證實，無需對現(xiàn)有組裝線進行重大改動即可進行生產(chǎn)。

設(shè)計部門認為這是一個可以向客戶推薦的連接器，他們用 JAE 提供的 S 參數(shù)來模擬傳輸性能，并創(chuàng)建了一個傳感器模塊原型。評估結(jié)果表明，該連接器的性能和質(zhì)量都非常出色，設(shè)計部門確信這是一個可以放心地向客戶推薦的傳感器解決方案。

他們說："通過一個采用JAE WP56DK系列連接器的傳感器模塊來連接智能手表的主板，使最佳方案成為可能。不僅如此，JAE日益增加的評估數(shù)據(jù)和智能手表廣受好評的采用記錄也促使傳感器模塊采用連接器。"

傳感器制造商現(xiàn)在正在與智能手表制造商一起創(chuàng)建原型，并為量產(chǎn)做準備。

解決方案

采用業(yè)界最小的0.3mm間距的連接器實現(xiàn)了小型化和高密度組裝

在組裝方面，已完成量產(chǎn)連接器評估

在類似設(shè)備中有優(yōu)良的采用記錄，可被放心使用

出色的裝配可操作性，使得損壞風險低

優(yōu)越的電源性能

有包括S參數(shù)在內(nèi)的大量數(shù)據(jù)可使用，可通過模擬來確認。

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審核編輯：湯梓紅