尿常规是医院用于诊断早期肾脏疾病的常规检测方案之一,方便且简单。但是,如果是去医院做尿常规检查,整个过程可能会出现排队几小时,看病几分钟,等报告又是几小时这种漫长又毫无意义的等待状态。如何破解?这期与非拆吧告诉你答案!

 

本期与非拆吧将拆解智能健康精灵 Hipee,别看它有这么一个高大尚的名字,简单来说就是一个便携式的家用尿检棒,据介绍这个产品通过 CFDA 认证(国家药监局认证),可以检测 7 项指标:蛋白质、潜血、ACR、尿肌酐、微量白蛋白、尿比重、酸碱度。

 

 

 

那有人要有疑问了?这种尿检仪的测试结果和医院常规的尿检检测结果一致吗?(视频片尾彩蛋揭晓)这种尿检仪又是什么工作原理以及它又是采用何种硬件电路方案?拆个机吧!

 

 

拆解

 

拆解过程可以观看视频了解。因为 HiPee 这个产品本身属于下半身防水性质,所以导致了外壳基本上都采用粘胶设计,加上对本身结构的不了解,不得已只有通过暴力拆解,下面是整个产品都拆解后的 PCB 主板。

 

PCB 正面

 

  • 黄色:意法半导体 32 位 MCU,规格型号:STM32F051C8U6
  • 白色:段式 LCD 屏

 

PCB 正面包括了主控 MCU,段式 LCD,开关机键以及功能按键,核心是意法半导体的 STM32F051 微控制器,集成 Arm Cortex-M0 处理器,其主要作用是处理、传输、存储数据以及控制各个部分正常工作;旁边的段式 LCD 屏用于显示测量结果。

 

 

PCB 背面

 

  • 绿色:200mAh 锂电池
  • 红色:盛群半导体 LCD 控制器,型号:HT1621B
  • 黄色:乐鑫 WiFi SoC,ESP8285
  • 橙色:兆易创新 16Mbit SPI 串行 Flash,规格型号:GD25Q16CT
  • 白色:7*LED 以及 4*罗姆彩色传感器,规格型号为:BH1745NUC(猜测)

 

 

PCB 背面包含了 MicroUSB 充电接口、蜂鸣器,200mAh 锂电池,功能按键,乐鑫 WiFi SoC,盛群半导体 LCD 控制器,兆易创新 16Mbit SPI 串行 Flash 以及 4 个罗姆彩色传感器等。

 

中国台湾盛群半导体的 LCD 控制器,具体型号为 HT1621B,主要用于控制驱动背面的液晶屏。

 

 

HiPee 采用的是乐鑫的 ESP8285 WiFi SoC,不同于 ESP8266 需要外挂 Flash,ESP8285 是内部直接集成了 Flash,在空间敏感型的产品设计中,ESP8285 的优势明显。另外,旁边的是兆易创新的 16Mbit SPI 串行 Flash,看到这里有人要有疑问了?不是说 ESP8285 内部集成了 Flash,为何还要外挂一个串行 Flash?

 

 

看 PCB 布局,这颗其实并不是 ESP8285 的外挂 Flash,而是背部 STM32 微控制器的外挂 Flash。

 

接下来这一排是整个尿检棒非常重要的光学系统部分,有 7 个高亮 LED,4 个彩色传感器,彩色传感器用于颜色检测,将检测到的光信号转换成电气信号。虽然看不到型号,但是通过官方资料可以推测出大概率是日本罗姆的高精度彩色传感器 BH1745NUC,其最大特色就是红外线去除技术,尽可能的让结果不受红外线的影响。

 

 

HiPee 的硬件方案:

 

 

通过硬件方案,我们也能顺推其工作原理。

 


测试的时候,首先尿液顺着结构浸润试纸的膜块上,膜块会跟你尿液中的物质发生颜色变化,颜色深浅与尿液中的相应物质的浓度成正比,然后膜块受到 LED 光源照射会产生不同的反射光,不同的反射光也就是对应尿液中不同的生化成分的含量(到这里你其实已经发现了,这部分检测原理本质上就是对光的吸收和反射,也就是光电比射原理),然后彩色传感器接收反射光转化为电信号 --->再通过 MCU 计算处理输出到屏幕上。同时,如果你手机绑定了 HiPee,结果也会通过 WiFi 同时推送到你手机上。

 

HiPee 产品主要器件的 BOM。

 

器件 厂商 规格型号 说明
1 意法半导体 STM32F051C8U6 32 位 MCU,Arm Cortex-M0
2 乐鑫 ESP8285 WiFi SoC,集成 Flash,支持 802.11b/g/n
3 兆易创新 GD25Q16CT 16Mbit 的 SPI 串行 Flash
4 盛群半导体 HT1621B LCD 控制器 
5 罗姆 BH1745NUC 彩色传感器(推测)

 

小结

 

就如我们所见,HiPee 这个产品的组成包含了以微控制器为核心的处理、控制单元;LCD 显示界面部分;实现光信号采集,光电信号转换的光学系统;用于联网,实现和手机通信、云端数据保存的 WiFi 通信模组;内置锂电池充电管理电路;以及包括试纸,试纸弹射的物理结构。

 

作为硬件工程师,我非常赞叹这种于这种兼具创意、实用、精致的产品,让产品更好的服务于大众本应该是硬件工程师设计产品的初心以及引以为傲的地方。HiPee 能够让人们在工作与健康中找到平衡点,这就是一种非常超前的健康意识,而随着人们越来越注重个人以及家庭成员的健康,相信这种便携式医疗产品将成为 90 后,乃至 00 后家庭智能设备的突破口。

 

可以憧憬,在不久的将来,智能家庭医疗必然走进千家万户!

 

你对这个产品有任何观点,都欢迎留言告诉我们,我们将选出一位用户送出本次的拆解“尸体”!