：当人类进食时，舌头味蕾会产生相应的生物电，并传播到大脑中，让每个人都知道它的味道。本期将利用这一原理，通过不同的电流和温度刺激产生一些原味，如酸、甜、苦、咸。
一、参数和味觉
他们需要什么样的参数来欺骗不同人类的原始味道的大脑？大致如下：
| 味道 | 电流&温度参数 |
|---|---|
| 咸味 | 20-50uA低频电流 |
| 酸味 | 60-180uA20年的电流和舌头温度℃上升到30℃ |
| 甜味 | 反向电流，舌温升至35℃，慢慢降到20℃ |
| 苦味 | 60-140uA的反向电流 |
| 辣味 | 温度从33℃加热至38℃ |
| 薄荷味 | 温度从22℃下降至19℃ |
二、百味勺子背后的故事
随着食品节目越来越受到公众的认可，越来越多的爱好者也开始加入食品博客作者的行列。看着屏幕上迷人的颜色和香味，屏幕前的每个人都流口水，渴望立即飞到旁边尝试。当我们看这样的节目时，我们经常叹息，为什么我们不能吃这些食物，那么痛苦啊！
别担心，机会来了，涂鸦智能开发者团队开发了一种智能设备——百味勺子，从电流、温度等方面刺激舌头，让大脑模拟相应的味道，这样你就可以在家里品尝到世界各地的食物。
当然，通过百味勺，你可以体验巧克力、蛋糕等高热量食物的味道，而不吃食物。这是减肥的利器。
此外，对于一些被高血压、糖尿病困住、无法摄入特定食物的患者，百味勺也可以从另一方面提高生活质量。
当患者想服用非常难吃的药物时，可以用百味勺欺骗味觉。
怎么样，有点兴奋吗？
三、硬件设计
1.主控单元
2.电源管理系统
为了整体小巧精致，便于携带，建议选择能量比高、自放电率低的锂电池供电。
为了安全管理锂电池的充放电，延长锂电池的工作寿命，我们还专门设计了一套电源管理电路。
在芯片方面，您可以使用行业中常用的芯片TP4056芯片。采用恒定电流/恒定电压线性充电芯片 PMOSFET 内置防倒充电路的架构。芯片具有热反馈功能，可自动调节充电电流，在大功率操作或高环境温度条件下限制芯片温度。充电电压固定在4.2V，充电电流可通过电阻器外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值 1/10 时，TP4056 充电循环将自动终止。
电路原理图如下
V_IN为USB输入的5V电压，V_BAT连接锂电池的正极(记得连接锂电池的负极)GND），CE脚是芯片使能端，只有CE脚高电平时，TP4056才能正常工作。
- STDBY脚是电池充电完成的指示端。当电池充电完成时，脚被内部开关拉到低电平，表示充电完成。此外，管脚将处于高电阻状态。
- CHRG脚是漏极开路输出的充电状态指示器。当充电器向电池充电时， 管脚被内部开关拉到低电平，表示充电正在进行中，否则管脚处于高电阻状态。
因此，开发者可以在那里STDBY和CHRG脚加绿色和红色LED。这样，当锂电池充电时，红灯就会亮起，当充电完成时，绿灯就会亮起。
- PROG脚是恒流充电电流设置和充电电流监测端。从 PROG 将外部电阻连接到地端的管脚可以编程充电电流。该管脚的电压在预充预充阶段 0.1V；该管脚的电压固定在恒流充电阶段 1V。在充电状态的所有模式下，可以根据以下公式估计管脚的电压Ibat=1200*Vprog/Rprog。
为防止大电流充电，芯片和电池温度升高，开发人员将最大充电电流设置为0.8A。根据公式，Rprog=1200*Vprog/Ibat。
其中Ibat取0.8A，Vprog取1V，计算得Rprog=1.5K欧姆。如果开发者想增加电流，在此基础上适当减少Rprog电阻即可。
- TEMP脚是电池温度检测的输入端。TEMP 管脚与电池相连 NTC 如果传感器的输出端。 TEMP 管脚的电压小于输入电压的45%或大于输入电压 如果电池温度过低或过高，则暂停充电。 TEMP 直接接 GND，电池温度检测功能取消，其他充电功能正常
这里为了减少开发周期，开发者可以将R16或者R14焊接0欧姆电阻，取消此功能。如果开发人员想使用它，他们可以联系涂鸦智能，它将提供专业的技术支持。单击此处查看其他细节TP4056数据手册
3.电流调节系统
百味勺的核心是产生一定大小和频率的电流，刺激人体舌头，模拟味觉，因此可靠稳定的电流调节系统非常重要。
电流调制主要由电流频率和电流大小两部分组成。经过反复测试和验证，涂鸦工程师设计了以下电路：
因为锂电池一般只有3个.6V后面使用的数字电位器工作电压推荐为5V，另外，在负载条件下满足恒流输出，3.6V因此，开发者需要先进行升压操作。
开发者可以使用升压芯片TI的LM2733X系列芯片。芯片内置40V DMOS FET ，开关频率高达1.6MHz，输出电流可达1A。其输入电压范围很宽，2.7V~14V均可，锂电3.6V电平完全满足其要求。点击此处查看详细信息LM2733X数据手册
根据手册，LM2733X输出电压Vout=Vfb*（1 R5/R1），其中Vfb的典型值为1.23V。开发者需要调制R1和R5的阻值使输出在5V附近。这里R1选择10K，R5选择33K，这样计算出Vout大约为5.3V左右。开发人员也可以根据自己的需要升压到其他电压点，但不超过7V，原因是数字电位器的工作耐压性为7V，超过7V会损坏设备。
接下来是频率调制电路，开发者可以通过两个不同的通道MOS管道，组合成控制电路。
- 当S_tongue当信号为高电平时，Q5 MOS管流允许通过管许通过Q5.给后面的电路供电；
- 当S_tongue当信号为低电平时，Q5 MOS管截至，Q5后面的器件停止工作，没有输出。
通过控制S_tongue开发者可以实现后端负载电压的频率控制，从而实现负载电流的频率调制。
在电流调节阶段，开发者可以使用一个LDO数字电位器。
U二是比较常用的LDO，型号为AMS1117-33，这是一个正向低压降稳压器，内部集成过热保护和限流电路，最大可以输出1A输入电压最高允许12V，输出稳压到3.3V，输出精度误差仅在1%以内。点击此处查看详细信息AMS1117数据手册
U数字电位器开发者可以使用X9C104SIZT1.它是一种数控可编程电阻器，可以通过数控调节电阻值。它具有调节精度高、噪音低、抗干扰、无机械磨损等显著优点。它是电流调节电路中的关键设备。
数字电位器一般由输入控制、计数控制和翻译、非易失性存储器和电阻阵列组成。输入控制部分的工作就像升降计数器。该计数器的输出被翻译并连接到单接点的电子开关，以便将电阻阵列上的一个点连接到滑动输出端。在适当的条件下， 计数器的内容可以存储在非易失性存储器中，以便将来使用。电阻阵列包含99 以串联的形式连接单个电阻。在两个终端点和每个电阻之间有一个电子开关，可以将该点的电位传输到滑动端。
- RH和RL等于机械电位器的固定端。
- RW滑动端等同于机械电位器的可移动端。电阻阵列中滑动端的位置由控制输入脚决定。
- U/D是升/降输入脚，用于控制滑动端移动的方向。
- INC由负边缘触发的输入脚增加。INC滑动端将向计数器增加或减少的方向移动，并从U/D决定端输入的逻辑电平。
点击此处查看其他详细信息X9C104SIZT1数据手册
而舌头就放在J5的位置啦。
4.温度控制系统
温度控制系统主要分为加热部分和温度检测部分。原理图如下：
加热器件选择市面上常用的PI聚酰亚胺电热膜，它是一种三明治结构的半透明金属柔性电热膜，以金属箔﹑金属丝为内导电发热体，经高温高压热合而成。 聚酰亚胺薄膜电热膜具有优异的绝缘强度，抗电强度，热传导效率，电阻稳定性，这使得它能够广泛地适用于加热领域并能够获得相当高的温度控制精度。开发者可以选择带胶的PI电热膜，直接贴在PCB板子上，如上图，把电热膜的引脚焊接在J3位置。
Q2为P沟道MOS管，Q3为N沟道MOS管，工作原理如下：
- 当S_Heat信号为高电平时，Q2 MOS管导通，J3处的电热膜开始加热；
- 当S_Heat信号为低电平时，Q2 MOS管截至，J3处的电热膜停止加热。
想做到温度控制，除了加热之外，当然还需要温度检测。这部分，开发者可以采用TI的TIMP75数字温度传感器。
它是负温度系数 (NTC) 和正温度系数 (PTC) 热敏电阻的理想替代产品，支持SMBus™、两线制和 I2C 三种接口，在-40°C 至 125°C 范围内精度为 ±1°C。 TMP75静态电流只有50μA， 待机电流只有0.1μA。该器件无需校准或外部组件信号调节即可提供典型值为 ±1°C 的精度。器件温度传感器为高度线性化产品，无需复杂计算或查表即可得知温度。片上 12 位模数转换器 (ADC) 提供低至 0.0625°C 的分辨率。详情点击这里查看TMP75数据手册
至此，核心电路基本如上描述，接下来可以根据自身的需求和创意，增加一些小功能，比如LED呀，按键呀，USB通信呀之类。
点击这里查看完整原理图
点击这里查看demo-PCB
四、外观结构
电路完之后，开发者还需要发挥创意，给勺子设计一个好看的外形结构。
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百味勺子硬件整体方案就介绍完了，大家可以发散自己的想象力，原理其实是一样的，除了勺子以外还可以和什么样的物品进行结合呢？
后续也有百味勺子嵌入式功能实现方案的介绍，快速通道： 百味勺子——2.环境搭建篇 百味勺子——3.复位配网和电量报警功能实现篇 百味勺子——4.味觉模式实现篇