Сърдечна честота на STONE LCD: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Преди време открих модул за сензор за сърдечен ритъм MAX30100 при пазаруване онлайн. Този модул може да събира данни за кислород в кръвта и сърдечната честота на потребителите, което също е лесно и удобно за използване.

Според данните открих, че във библиотечните файлове на Arduino има библиотеки с MAX30100. Тоест, ако използвам комуникацията между Arduino и MAX30100, мога директно да извикам библиотечните файлове на Arduino, без да се налага да пренаписвам файловете на драйверите. Това е нещо добро, затова си купих модула на MAX30100. Реших да използвам Arduino, за да проверя сърдечната честота и функцията за събиране на кислород в кръвта на MAX30100.

Стъпка 1: Функция

Връзка за покупка на модул MAX30100:

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

Забележка: този модул по подразбиране само с MCU комуникации на ниво 3.3 V, тъй като по подразбиране за използване на IIC щифт увеличава съпротивлението от 4.7 K до 1.8 V, така че няма комуникация с Arduino по подразбиране, ако искате да общувате с Arduino и се нуждаят от два 4,7 K от издърпващия резистор на IIC пина, свързани към VIN щифта, това съдържание ще бъде представено в задната част на главата.

Функционални задачи

Преди да започна този проект, се замислих за някои прости функции: бяха събрани данни за сърдечната честота и кислородните данни в кръвта

Данните за сърдечната честота и кислорода в кръвта се извеждат чрез LCD екран

Това са единствените две функции, но ако искаме да го приложим, трябва да направим повече

мислене:

Какво главно MCU се използва?

Какъв вид LCD дисплей?

Както споменахме по -рано, използваме Arduino за MCU, но това е проект за LCD дисплей на Arduino, така че трябва да изберем подходящия LCD дисплей. Планирам да използвам LCD дисплея със сериен порт. Тук имам STONE STVI070WT дисплей, но ако Arduino трябва да комуникира с него, MAX3232 е необходим за преобразуване на ниво. Тогава основните електронни материали се определят, както следва:

1. Платка за разработка на Arduino Mini Pro

2. MAX30100 модул за сензор за сърдечен ритъм и кислород в кръвта

3. STONE STVI070WT LCD сериен порт дисплей модул

4. MAX3232 модул

Стъпка 2: Въведение в хардуера

MAX30100

MAX30100 е интегрирано решение за сензор за пулсоксиметрия и пулсомер. Той комбинира два светодиода, фотодетектор, оптимизирана оптика и нискошумна аналогова обработка на сигнали за откриване на пулсоксиметрична и сърдечна честота. MAX30100 работи от 1.8V и 3.3V захранвания и може да се захранва чрез софтуер с незначителен ток в режим на готовност, което позволява захранването да остане свързано по всяко време. Приложения

● Носещи устройства

● Устройства за фитнес помощник

● Медицински устройства за наблюдение

Предимства и функции

1, Пълният пулсов оксиметър и сензор за пулс Разрешението опростява дизайна

Вградени светодиоди, фотосензор и високопроизводителен аналогов преден край

Малки 5,6 мм х 2,8 мм х 1,2 мм 14-пиново оптично подобрена система в пакет

2 peration Работа с ултра-ниска мощност увеличава живота на батерията за носещи устройства

Програмируема честота на извадката и LED ток за икономия на енергия

Изключително нисък ток на изключване (0,7 µA, тип)

3 Разширената функционалност подобрява производителността на измерването

Високото SNR осигурява здрава устойчивост на артефакти при движение

Интегрирано премахване на околната светлина

Възможност за висока честота на извадката

Възможност за бърз изход на данни

Стъпка 3: Принцип на откриване

Просто натиснете с пръст сензора, за да оцените пулсовата кислородна наситеност (SpO2) и пулса (еквивалентен на сърдечния ритъм).

Пулсоксиметърът (оксиметър) е мини-спектрометър, който ИЗПОЛЗВА принципите на различните абсорбционни спектри на червените кръвни клетки, за да анализира насищането на кръвта с кислород. Този метод за измерване в реално време и бързо се използва широко в много клинични справки. Няма да представя MAX30100 твърде много, защото тези материали са достъпни в интернет. Заинтересованите приятели могат да потърсят информацията за този модул за измерване на сърдечната честота в Интернет и да разберат по -задълбочено принципа му на откриване.

КАМЪК STVI070WT-01

Въведение в дисплея

В този проект ще използвам STONE STVI070WT за показване на данните за сърдечната честота и кислорода в кръвта. Чипът на драйвера е интегриран в дисплея и има софтуер, който потребителите могат да използват. Потребителите трябва само да добавят бутони, текстови полета и друга логика чрез проектираните изображения на потребителския интерфейс, а след това да генерират конфигурационни файлове и да ги изтеглят на дисплея, за да работят. Дисплеят на STVI070WT комуникира с MCU чрез uart-rs232 сигнал, което означава, че трябва да добавим чип MAX3232, за да преобразуваме RS232 сигнал в TTL сигнал, за да можем да комуникираме с Arduino MCU.

Ако не сте сигурни как да използвате MAX3232, моля, вижте следните снимки:

Ако смятате, че преобразуването на ниво е твърде обезпокоително, можете да изберете други видове дисплеи на STONE, някои от които могат директно да извеждат uart-ttl сигнал. Официалният уебсайт има подробна информация и въведение: https://www.stoneitech.com/ Ако имате нужда от видео уроци и уроци, които можете да използвате, можете да ги намерите и на официалния уебсайт.

Стъпка 4: Стъпки за развитие

Три стъпки за разработване на екран на STONE дисплей:

Проектирайте логиката на дисплея и логиката на бутона със софтуера STONE TOOL и изтеглете файла за проектиране в модула на дисплея.

MCU комуникира с STONE LCD дисплей чрез сериен порт.

С данните, получени в стъпка 2, MCU извършва други действия.

Инсталиране на софтуер STONE TOOL

Изтеглете най -новата версия на софтуера STONE TOOL (понастоящем TOOL2019) от уебсайта и го инсталирайте. След като софтуерът бъде инсталиран, ще се отвори следният интерфейс:

Щракнете върху бутона „Файл“в горния ляв ъгъл, за да създадете нов проект, който ще обсъдим по -късно.

Arduino е електронна прототипна платформа с отворен код, която е лесна за използване и лесна за използване. Той включва хардуерната част (различни дъски за разработка, които отговарят на спецификацията на Arduino) и софтуерната част (Arduino IDE и свързаните с нея комплекти за разработка). Хардуерната част (или платка за разработка) се състои от микроконтролер (MCU), флаш памет (Flash) и набор от универсални интерфейси за вход/изход (GPIO), които можете да мислите като дънна платка за микрокомпютър. Софтуерната част се състои главно от Arduino IDE на компютър, свързания пакет за поддръжка на ниво борд (BSP) и богата библиотека с функции на трети страни. С Arduino IDE можете лесно да изтеглите BSP, свързана с вашата платка за разработка и библиотеките, от които се нуждаете да напишете вашите програми. Arduino е платформа с отворен код. Досега имаше много модели и много производни контролери, включително Arduino Uno, Arduino Nano, ArduinoYun и т. Н. В допълнение, Arduino IDE сега не само поддържа дъските за разработка от серията Arduino, но също така добавя поддръжка за популярни дъски за разработка, като като Intel Galileo и NodeMCU чрез въвеждане на BSP. Arduino усеща околната среда чрез различни сензори, управляващи светлини, двигатели и други устройства, за да подава обратна връзка и да влияе върху околната среда. Микроконтролерът на платката може да бъде програмиран с език за програмиране Arduino, компилиран в двоични файлове и записан в микроконтролера. за Arduino е реализиран с езика за програмиране Arduino (базиран на Wiring) и средата за разработка на Arduino (въз основа на Processing). Проектите, базирани на Arduino, могат да съдържат само Arduino, както и Arduino и друг софтуер, работещ на компютър, и те комуникират с всеки други (като Flash, Processing, MaxMSP).

Средата за разработка Arduino е Arduino IDE, която може да бъде изтеглена от Интернет. Влезте в официалния уебсайт на Arduino и изтеглете софтуера https://www.arduino.cc/en/Main/Software?setlang=cn След като инсталирате Arduino IDE, след отваряне на софтуера ще се появи следният интерфейс:

Arduino IDE създава две функции по подразбиране: функцията за настройка и функцията цикъл. Има много въведения в Arduino в Интернет. Ако не разбирате нещо, можете да отидете в интернет, за да го намерите.

Стъпка 5: Процес на изпълнение на Arduino LCD проект

хардуерна връзка

За да гарантираме, че следващата стъпка в писането на код върви гладко, първо трябва да определим надеждността на хардуерната връзка. В този проект бяха използвани само четири хардуера:

1. Платка за разработка на Arduino Mini pro

2. STONE STVI070WT tft-lcd екран

3. MAX30100 сензор за сърдечна честота и кислород в кръвта

4. MAX3232 (rs232-> TTL) Платката за разработка на Arduino Mini Pro и екранът на дисплея STVI070WT tft-lcd са свързани чрез UART, което изисква преобразуване на нивото чрез MAX3232, а след това дъската за развитие на Arduino Mini Pro и модулът MAX30100 са свързани чрез IIC интерфейс След като мислим ясно, можем да нарисуваме следната картина на окабеляване:

Уверете се, че няма грешки в хардуерната връзка и преминете към следващата стъпка.

Дизайн на потребителския интерфейс LCD-TFT Първо, трябва да проектираме изображение на потребителския интерфейс, което може да бъде проектирано от PhotoShop или други инструменти за дизайн на изображения. След като проектирате изображението на дисплея на потребителския интерфейс, запишете изображението във формат JPG. Отворете софтуера STONE TOOL2019 и създайте нов проект:

Премахнете изображението, което е заредено по подразбиране в новия проект, и добавете изображението на потребителския интерфейс, който сме проектирали. Добавете компонента за показване на текст, проектирайте цифрата на дисплея и десетичната запетая, вземете мястото за съхранение на компонента за показване на текст в дисплея. Ефектът е следният:

адрес на компонента за текстово показване: Станция за връзка: 0x0008

Сърдечна честота: 0x0001

Кислород в кръвта: 0x0005

Основното съдържание на интерфейса на потребителския интерфейс е следното:

Състояние на връзката

Дисплей на сърдечната честота

Показа кислород в кръвта

Стъпка 6: Генерирайте конфигурационен файл

След като дизайнът на потребителския интерфейс приключи, конфигурационният файл може да бъде генериран и изтеглен на дисплея STVI070WT.

Първо изпълнете стъпка 1, след това поставете USB флаш устройството в компютъра и ще се покаже символът на диска. След това щракнете върху „Изтегляне на u-диск“, за да изтеглите конфигурационния файл на USB флаш устройството и след това поставете USB флаш устройството в STVI070WT, за да завършите надстройката.

MAX30100 MAX30100 комуникира чрез IIC. Принципът му на работа е, че стойността на ADC на сърдечната честота може да бъде получена чрез инфрачервено излъчване. Регистърът MAX30100 може да бъде разделен на пет категории: държавен регистър, FIFO, контролен регистър, регистър на температурата и идентификационен регистър. Температурен регистър отчита стойността на температурата на чипа, за да коригира отклонението, причинено от температурата. Идентификационният регистър може да прочете идентификационния номер на чипа.

MAX30100 е свързан с дъската за разработка на Arduino Mini Pro чрез комуникационния интерфейс IIC. Тъй като в IDU на Arduino има готови библиотечни файлове MAX30100, можем да четем данните за сърдечната честота и кислорода в кръвта, без да изучаваме регистрите на MAX30100. За тези, които се интересуват от проучване на регистъра MAX30100, вижте листа с данни MAX30100.

Променете издърпващия резистор MAX30100 IIC

Трябва да се отбележи, че 4,7k съпротивление на издърпване на IIC щифта на модула MAX30100 е свързано към 1,8v, което на теория не е проблем. Нивото на комуникационна логика на щифта на Arduino IIC е 5V, така че не може да комуникира с Arduino без промяна на хардуера на модула MAX30100. Директната комуникация е възможна, ако MCU е STM32 или друг MCU на 3.3v логическо ниво. Следователно, следното трябва да се направят промени:

Отстранете трите 4.7k резистора, отбелязани на снимката с електрически поялник, След това заварете два резистора от 4.7k към щифтовете на SDA и SCL към VIN, за да можем да комуникираме с Arduino. Arduino Отворете Arduino IDE и намерете следното бутони:

Потърсете „MAX30100“, за да намерите две библиотеки за MAX30100, след което щракнете върху изтегляне и инсталиране.

След инсталацията можете да намерите демонстрацията на MAX30100 в папката LIB библиотека на Arduino:

Щракнете двукратно върху файла, за да го отворите.

Тази демонстрация може да бъде тествана директно. Ако хардуерната връзка е наред, можете да изтеглите компилацията на кода в дъската за разработка на Arduibo и да видите данните на MAX30100 в инструмента за серийно отстраняване на грешки.

Стъпка 7: Ефектът може да се види на следната картина:

За да научите повече за проекта, щракнете тук.

Моля, свържете се с нас, ако имате нужда от пълен код:

Ще ви отговоря в рамките на 12 часа.