Sirdsdarbības ātrums STONE LCD: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Pirms kāda laika iepirkšanās internetā atradu sirdsdarbības sensora moduli MAX30100. Šis modulis var apkopot lietotāju skābekļa un sirdsdarbības datus, kas ir arī vienkārši un ērti lietojams.

Saskaņā ar datiem es atklāju, ka Arduino bibliotēkas failos ir MAX30100 bibliotēkas. Proti, ja es izmantoju saziņu starp Arduino un MAX30100, es varu tieši piezvanīt Arduino bibliotēkas failiem, nepārrakstot draivera failus. Tā ir laba lieta, tāpēc es nopirku moduli MAX30100. Es nolēmu izmantot Arduino, lai pārbaudītu MAX30100 sirdsdarbības ātrumu un asins skābekļa savākšanas funkciju.

1. darbība: funkcija

MAX30100 moduļa iegādes saite:

item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.69.c0c56556o8wH44&id=559690766124&ns=1&abbucket=2#detail

Piezīme: šis modulis pēc noklusējuma tiek izmantots tikai ar 3,3 V līmeņa MCU sakariem, jo pēc noklusējuma tiek izmantots IIC tapa, kas palielina pretestību no 4,7 K līdz 1,8 V, tāpēc pēc noklusējuma nav saziņas ar Arduino, ja vēlaties sazināties ar Arduino un ir nepieciešami divi 4,7 K IIC tapas pievilkšanas rezistors, kas savienots ar VIN tapu, šis saturs tiks ievietots nodaļas aizmugurē.

Funkcionālie uzdevumi

Pirms šī projekta uzsākšanas es domāju par dažām vienkāršām funkcijām: tika apkopoti sirdsdarbības dati un asins skābekļa dati

Sirdsdarbības un asins skābekļa dati tiek parādīti caur LCD ekrānu

Šīs ir vienīgās divas funkcijas, taču, ja vēlamies to ieviest, mums ir jādara vairāk

domāšana:

Kāds galvenais MCU tiek izmantots?

Kāda veida LCD displejs?

Kā jau minējām iepriekš, MCU izmantojam Arduino, taču šis ir Arduino LCD displeja projekts, tāpēc mums jāizvēlas atbilstošais LCD displeja modulis. Es plānoju izmantot LCD displeja ekrānu ar seriālo portu. Man šeit ir STONE STVI070WT displejs, bet, ja Arduino ir jāsazinās ar to, līmeņa pārveidošanai ir nepieciešams MAX3232. Tad pamata elektroniskos materiālus nosaka šādi:

1. Arduino Mini Pro izstrādes dēlis

2. MAX30100 sirdsdarbības un asins skābekļa sensora modulis

3. STONE STVI070WT LCD seriālā porta displeja modulis

4. MAX3232 modulis

2. darbība. Ievads par aparatūru

MAX30100

MAX30100 ir integrēts pulsa oksimetrijas un sirdsdarbības monitora sensoru risinājums. Tas apvieno divas gaismas diodes, fotodetektoru, optimizētu optiku un zema trokšņa analogo signālu apstrādi, lai noteiktu pulsa oksimetriju un sirdsdarbības signālus. MAX30100 darbojas no 1,8 V un 3,3 V barošanas avotiem, un to var izslēgt, izmantojot programmatūru ar nenozīmīgu gaidstāves strāvu, ļaujot strāvas padevei vienmēr būt savienotai. Lietojumprogrammas

● Valkājamas ierīces

● Fitnesa palīga ierīces

● Medicīniskās uzraudzības ierīces

Priekšrocības un funkcijas

1, pabeigts pulsa oksimetrs un sirdsdarbības sensora risinājums vienkāršo dizainu

Integrētas gaismas diodes, foto sensors un augstas veiktspējas analogs priekšējais gals

Mazs 5,6 mm x 2,8 mm x 1,2 mm 14 kontaktu optiski uzlabots iepakojums

2 、 Ultra-mazjaudas darbība palielina valkājamu ierīču akumulatora darbības laiku

Programmējams parauga ātrums un LED strāva enerģijas taupīšanai

Īpaši zema izslēgšanas strāva (0,7µA, tip)

3, uzlabota funkcionalitāte uzlabo mērījumu veiktspēju

Augsts SNR nodrošina izturīgu kustību artefaktu noturību

Integrēta apkārtējās gaismas atcelšana

Augsta izlases ātruma iespēja

Ātra datu izvades iespēja

3. darbība: noteikšanas princips

Vienkārši nospiediet pirkstu pret sensoru, lai novērtētu pulsa piesātinājumu ar skābekli (SpO2) un pulsu (līdzvērtīgu sirdsdarbībai).

Pulsa oksimetrs (oksimetrs) ir minispektrometrs, kas izmanto dažādu sarkano šūnu absorbcijas spektru principus, lai analizētu asiņu piesātinājumu ar skābekli. Šo reālā laika un ātrās mērīšanas metodi plaši izmanto arī daudzās klīniskās atsaucēs. Es pārāk daudz neieviesīšu MAX30100, jo šie materiāli ir pieejami internetā. Ieinteresētie draugi var internetā meklēt šī sirdsdarbības testa moduļa informāciju un padziļināti izprast tā noteikšanas principu.

AKMENS STVI070WT-01

Ievads displejā

Šajā projektā es izmantošu STONE STVI070WT, lai parādītu sirdsdarbības un asins skābekļa datus. Draivera mikroshēma ir integrēta displeja ekrānā, un lietotājiem ir pieejama programmatūra. Lietotājiem ir tikai jāpievieno pogas, tekstlodziņi un cita loģika, izmantojot izstrādātos lietotāja saskarnes attēlus, un pēc tam jāveido konfigurācijas faili un jālejupielādē displeja ekrānā, lai tie darbotos. STVI070WT displejs sazinās ar MCU, izmantojot uart-rs232 signālu, kas nozīmē, ka mums ir jāpievieno MAX3232 mikroshēma, lai RS232 signālu pārvērstu TTL signālā, lai mēs varētu sazināties ar Arduino MCU.

Ja neesat pārliecināts, kā lietot MAX3232, lūdzu, skatiet šādus attēlus:

Ja jūs domājat, ka līmeņa pārveidošana ir pārāk apgrūtinoša, varat izvēlēties cita veida STONE displejus, no kuriem daži var tieši izvadīt uart-ttl signālu. Oficiālajā vietnē ir detalizēta informācija un ievads: https://www.stoneitech.com/ Ja jums ir nepieciešamas video pamācības un apmācības, varat to atrast arī oficiālajā vietnē.

4. solis: attīstības soļi

Trīs STONE displeja ekrāna izstrādes soļi:

Izstrādājiet displeja loģiku un pogu loģiku, izmantojot programmatūru STONE TOOL, un lejupielādējiet dizaina failu displeja modulī.

MCU sazinās ar STONE LCD displeja moduli, izmantojot seriālo portu.

Izmantojot 2. darbībā iegūtos datus, MCU veic citas darbības.

STONE TOOL programmatūras instalēšana

Lejupielādējiet STONE TOOL programmatūras jaunāko versiju (pašlaik TOOL2019) no vietnes un instalējiet to. Pēc programmatūras instalēšanas tiks atvērts šāds interfeiss:

Noklikšķiniet uz pogas "Fails" augšējā kreisajā stūrī, lai izveidotu jaunu projektu, kuru mēs apspriedīsim vēlāk.

Arduino ir atvērtā koda elektroniskā prototipa platforma, kas ir viegli lietojama un viegli lietojama. Tajā ietilpst aparatūras daļa (dažādas izstrādes plates, kas atbilst Arduino specifikācijai) un programmatūras daļa (Arduino IDE un saistītie izstrādes komplekti). Aparatūras daļa (vai izstrādes plate) sastāv no mikrokontrollera (MCU), zibatmiņas (Flash) un universālu ievades/izvades saskarņu komplekta (GPIO), ko varat uzskatīt par mikrodatora mātesplati. Programmatūras daļa galvenokārt sastāv no Arduino IDE personālajā datorā, saistītās plates līmeņa atbalsta pakotnes (BSP) un bagātīgas trešo pušu funkciju bibliotēkas. Izmantojot Arduino IDE, jūs varat viegli lejupielādēt BSP, kas saistīts ar jūsu attīstības paneli un nepieciešamajām bibliotēkām. lai rakstītu savas programmas. Arduino ir atvērtā koda platforma. Līdz šim ir bijuši daudzi modeļi un daudzi atvasināti kontrolieri, tostarp Arduino Uno, Arduino Nano, ArduinoYun un tā tālāk. Turklāt Arduino IDE tagad ne tikai atbalsta Arduino sērijas izstrādes plates, bet arī atbalsta populāras izstrādes plates kā Intel Galileo un NodeMCU, ieviešot BSP. Arduino uztver vidi, izmantojot dažādus sensorus, kontrolējot gaismas, motorus un citas ierīces, lai atgrieztos un ietekmētu vidi. Uz tāfeles esošo mikrokontrolleru var ieprogrammēt ar Arduino programmēšanas valodu, apkopot binārajos failos un ierakstīt mikrokontrollerī. Arduino tiek ieviesta ar Arduino programmēšanas valodu (pamatojoties uz vadu) un Arduino izstrādes vidi (pamatojoties uz apstrādi). Projektos, kuru pamatā ir Arduino, var būt tikai Arduino, kā arī Arduino un cita programmatūra, kas darbojas datorā, un tie sazinās ar katru citi (piemēram, Flash, Processing, MaxMSP).

Arduino izstrādes vide ir Arduino IDE, kuru var lejupielādēt no interneta. Piesakieties Arduino oficiālajā vietnē un lejupielādējiet programmatūru https://www.arduino.cc/en/Main/Software?setlang=cn Pēc Arduino IDE instalēšanas, atverot programmatūru, parādīsies šāda saskarne:

Arduino IDE pēc noklusējuma izveido divas funkcijas: iestatīšanas funkciju un cilpas funkciju. Internetā ir daudz Arduino ievadu. Ja kaut ko nesaprotat, varat doties uz internetu, lai to atrastu.

5. solis: Arduino LCD projekta ieviešanas process

aparatūras savienojums

Lai nodrošinātu, ka nākamais koda rakstīšanas solis norit raiti, vispirms jānosaka aparatūras savienojuma uzticamība. Šajā projektā tika izmantotas tikai četras aparatūras daļas:

1. Arduino Mini pro izstrādes dēlis

2. STONE STVI070WT tft-lcd displeja ekrāns

3. MAX30100 sirdsdarbības un asins skābekļa sensors

4. MAX3232 (rs232-> TTL) Arduino Mini Pro izstrādes plate un STVI070WT tft-lcd displeja ekrāns ir savienoti caur UART, kam nepieciešama līmeņa pārveidošana, izmantojot MAX3232, un pēc tam Arduino Mini Pro izstrādes plate un MAX30100 modulis tiek savienoti, izmantojot IIC saskarni. Pēc skaidras domāšanas mēs varam uzzīmēt šādu elektroinstalācijas attēlu:

Pārliecinieties, vai aparatūras savienojumā nav kļūdu, un pārejiet pie nākamās darbības.

LCD-TFT lietotāja interfeisa dizainsPirmkārt, mums ir jāizstrādā UI displeja attēls, ko var noformēt ar PhotoShop vai citiem attēlu dizaina rīkiem. Pēc UI displeja attēla izstrādes saglabājiet attēlu-j.webp

Noņemiet attēlu, kas jaunajā projektā tika ielādēts pēc noklusējuma, un pievienojiet mūsu izstrādāto lietotāja saskarnes attēlu. Pievienojiet teksta displeja komponentu, noformējiet displeja ciparu un decimāldaļu, iegūstiet teksta displeja komponenta glabāšanas vietu displejā. Efekts ir šāds:

teksta displeja komponenta adrese: Savienojuma sta: 0x0008

Sirdsdarbības ātrums: 0x0001

Skābeklis asinīs: 0x0005

UI interfeisa galvenais saturs ir šāds:

Savienojuma statuss

Sirdsdarbības displejs

Asins skābeklis parādīja

6. darbība: ģenerējiet konfigurācijas failu

Kad lietotāja interfeisa dizains ir pabeigts, konfigurācijas failu var ģenerēt un lejupielādēt displejā STVI070WT.

Vispirms veiciet 1. darbību, pēc tam ievietojiet USB zibatmiņas disku datorā, un tiks parādīts diska simbols. Pēc tam noklikšķiniet uz "Lejupielādēt u-diskā", lai lejupielādētu konfigurācijas failu USB zibatmiņas diskā, un pēc tam ievietojiet USB zibatmiņas disku STVI070WT, lai pabeigtu jaunināšanu.

MAX30100 sazinās, izmantojot IIC. Tās darbības princips ir tāds, ka sirdsdarbības ātruma ADC vērtību var iegūt, izmantojot infrasarkano staru starojumu. MAX30100 reģistru var iedalīt piecās kategorijās: valsts reģistrs, FIFO, kontroles reģistrs, temperatūras reģistrs un ID reģistrs. nolasa mikroshēmas temperatūras vērtību, lai labotu temperatūras radīto novirzi. ID reģistrs var nolasīt mikroshēmas ID numuru.

MAX30100 ir savienots ar Arduino Mini Pro izstrādes paneli, izmantojot IIC sakaru saskarni. Tā kā Arduino IDE ir gatavi MAX30100 bibliotēkas faili, mēs varam nolasīt sirdsdarbības un asins skābekļa datus, neizpētot MAX30100 reģistrus. Tiem, kas vēlas izpētīt MAX30100 reģistru, skatiet MAX30100 datu lapu.

Pārveidojiet pievilkšanas pretestību MAX30100 IIC

Jāatzīmē, ka MAX30100 moduļa IIC tapas 4.7k pievilkšanas pretestība ir savienota ar 1.8v, kas teorētiski nav problēma. Tomēr Arduino IIC tapas saziņas loģikas līmenis ir 5 V, tāpēc tas nevar sazināties ar Arduino, nemainot MAX30100 moduļa aparatūru. Tieša saziņa ir iespējama, ja MCU ir STM32 vai cits 3.3 V loģikas līmeņa MCU. Tāpēc jāveic izmaiņas:

Noņemiet trīs 4.7k rezistorus, kas atzīmēti attēlā, ar elektrisko lodāmuru. Pēc tam metiniet divus 4,7 k rezistorus pie SDA un SCL tapām ar VIN, lai mēs varētu sazināties ar Arduino. Arduino Atveriet Arduino IDE un atrodiet sekojošo: pogas:

Meklējiet "MAX30100", lai atrastu divas MAX30100 bibliotēkas, pēc tam noklikšķiniet uz lejupielādēt un instalēt.

Pēc instalēšanas MAX30100 demonstrāciju varat atrast Arduino LIB bibliotēkas mapē:

Veiciet dubultklikšķi uz faila, lai to atvērtu.

Šo demonstrāciju var tieši pārbaudīt. Ja aparatūras savienojums ir kārtībā, varat lejupielādēt koda apkopojumu Arduibo izstrādes panelī un sērijas atkļūdošanas rīkā skatīt MAX30100 datus.

7. solis: efektu var redzēt šajā attēlā:

Lai uzzinātu vairāk par projektu, noklikšķiniet šeit.

Lūdzu, sazinieties ar mums, ja jums ir nepieciešams pilnīgs kods:

Es jums atbildēšu 12 stundu laikā.