Pulsa oksimetra ierīce, izmantojot Arduino Nano, MAX30100 un Bluetooth HC06: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Čau puiši, šodien mēs izveidosim sensoro ierīci, lai neinvazīvā veidā nolasītu skābekļa līmeni asinīs un sirdsdarbības ātrumu, izmantojot MAX30100 sensoru.

MAX30100 ir pulsa oksimetrijas un sirdsdarbības monitora sensora 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.

Šajā rakstā es izmantošu Bluetooth moduli HC-06 (kas darbojas vergu režīmā), kas saistīts ar Arduino Nano. Tādā veidā mēs varam nosūtīt no ierīces nolasītos datus uz citu ierīci vai internetu. Sākotnējā priekšlikumā tika izstrādāta mobilā lietojumprogramma, lai apsvērtu datu vizualizāciju. Tomēr šī mobilā Android lietojumprogramma šajā rakstā netiks apskatīta.

Sāksim!

1. darbība. Nepieciešamais materiāls:

Šajā eksperimentā izmantoto materiālu var redzēt zemāk:

• Arduino Nano
• Neliels protobords
• Vadi un džemperu komplekts
• Bluetooth modulis HC-06
• Sensors MAX30100
• LED
• Divi rezistori 4,7k omi

2. darbība: MAX30100 vadu savienošana

Pirmkārt, mums ir jāpievieno vads MAX30100, lai to varētu izmantot kopā ar Arduino. Iepriekš redzamais shematiskais attēls parādīs, kā jāveic elektroinstalācija.

Būtībā mums ir jānosēž vadi ar tapām, kas pieejamas uz sensora. Lai pagatavotu soda, būs nepieciešams noņemt džempera sieviešu daļu. Džempera vīriešu daļa tiks izmantota, lai piestātos pie Arduino.

MAX30100 ir šādas tapas:

VIN, SCL, SDA, INT, IRD, RD, GND.

Šim nolūkam mēs izmantosim tikai VIN, SCL, SDA, INT un GND ievades.

Padomi: Pēc soda veikšanas ir labi ievietot karstu līmi, lai aizsargātu soda (kā redzat attēlā).

3. darbība: pievienojiet Bluetooth HC-06 moduli

Turklāt mums tas pats jādara attiecībā uz Bluetooth HC06 moduli.

Visa informācija, kas saņemta Bluetooth modulī, tiks nodota Arduino (mūsu gadījumā), izmantojot seriālu.

Moduļu klāsts atbilst Bluetooth sakaru standartam, kas ir aptuveni 10 metri. Šis modulis darbojas tikai vergu režīmā, tas ir, tas ļauj citām ierīcēm izveidot savienojumu ar to, bet neļauj sev izveidot savienojumu ar citām Bluetooth ierīcēm.

Modulim ir 4 tapas (Vcc, GND, RX e TX). RX un TX tiek izmantoti, lai sērijveidā varētu sazināties ar mikrokontrolleri.

Izpildes laikā tika konstatētas dažas problēmas, vienlaicīgi izmantojot Bluetooth TX un RX izejas kopā ar sakariem vai seriāliem, izmantojot USB (kas tiek izmantots, lai darbinātu Arduino un ielādētu kodu) uz tāfeles.

Tādējādi izstrādes laikā tapas A6 un A7 īslaicīgi tika izmantotas, lai modelētu sērijas sakarus. SoftwareSerial Library tika izmantota, lai sērijveida portu varētu izmantot, izmantojot programmatūru.

Atsauce: Bluetooth attēla vadu savienojums ir pieejams vietnē

4. solis: salieciet ierīces struktūru, sekojot Bluetooth modulim, LED un Arduino uz Protoboard

Nākamais solis ir ievietot visus komponentus protoboard un savienot tos pareizajā veidā.

Jūs to varat izdarīt tagad, kā vēlaties. Ja vēlaties izmantot citu mikrokontrolleri, piemēram, Arduino Uno vai lielāku dēli, dariet to brīvi. Esmu izmantojis mazāku, jo man vajadzēja būt kompaktai ierīcei, lai būtu iespējams veikt mērījumus un arī nosūtīt datus uz citu ierīci.

Pirmais solis: Arduino piestiprināšana pie baltās tāfeles.

Piestipriniet Arduino Nano protoboarda centrā

Otrais solis: Bluetooth moduļa pievienošana Arduino.

Pievienojiet Bluetooth moduli tāfeles aizmugurē, kā arī pievienojiet vadu Arduino šādi:

1. RX no Bluetooth uz TX1 tapu Arduino.
2. TX no Bluetooth uz RX0 tapu Arduino.
3. GND no Bluetooth uz GND (pin papildus RX0 tapai) Arduino.
4. Vcc no Bluetooth uz 5V tapu Arduino.

Trešais solis: MAX30100 sensora pievienošana Arduino.

1. VIN no MAX30100 līdz 5V tapai Arduino (tāds pats kā mums Bluetooth solī).
2. SCL tapa no MAX30100 līdz A5 tapai Arduino.
3. SDA tapa no MAX30100 līdz A4 tapai Arduino.
4. INT tapa no MAX30100 līdz A2 tapai Arduino.
5. GND tapa no MAX30100 līdz GND tapa Arduino (tapa starp VIN un RST).
6. Pievienojiet vienu rezistoru. Vienu kāju tajā pašā 5V tapā mēs savienojām Bluetooth un otru daļu A4 tapā.
7. Pievienojiet otro rezistoru. Viena kāja ir pievienota arī 5V tapā, bet otra - A5 tapai.

Svarīgi: lai MAX30100 darbotos pareizi, mums šie rezistori attiecīgi jāpievelk līdz A4 un A5 tapām. Pretējā gadījumā mēs varam liecināt par sensora darbības traucējumiem, piemēram, vāju gaismu un bieži vien tā pilnīgu nedarbošanos.

Ceturtais solis: zaļās krāsas pievienošana ļāva precīzi zināt, kad sensors mēra sirdsdarbības ātrumu.

1. Pievienojiet mazāko zaļās gaismas diodes kāju (vai citu krāsu, kuru vēlaties) GND tapai (tāpat kā mēs pievienojām Bluetooth).
2. Pievienojiet otru daļu D2 tapai.

5. darbība. Ierīces montāžas pabeigšana

Šajā brīdī mūsu ierīce jau ir samontēta, bet nav ieprogrammēta. Mums ir pievienots Bluetooth modulis ar Arduino, kā arī MAX30100 sensors, kas veiks visus datu mērījumus un nosūtīs tos uz Bluetooth moduli, kas savukārt nosūtīs uz citu ierīci.

Šī raksta mērķis bija demonstrēt ierīces montāžu. Nākamajos rakstos es apskatīšu, kā ieprogrammēt ierīci, izmantojot Arduino IDE. Šajā attēlā varat redzēt, kā ierīce darbosies, sākot no datu lasīšanas līdz skatīšanai Android ierīcē.

Jūs esat pabeidzis veikt pulsa oksimetra ierīces mērījumus tikai ar zemām izmaksām. Sekojiet līdzi nākamajam rakstam!: D