Устройство за импулсен оксиметър, използващо Arduino Nano, MAX30100 и Bluetooth HC06 .: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Хей момчета, днес ще изградим сензорно устройство, което да отчита нивото на кислород в кръвта и сърдечния ритъм по неинвазивен начин, използвайки сензора MAX30100.

MAX30100 е решение за сензор за пулсова оксиметрия и сърдечен ритъм. 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.

За тази статия ще използвам Bluetooth модул HC-06 (работещ в подчинен режим), свързан с Arduino Nano. По този начин можем да изпратим данните, прочетени от устройството, на друго устройство или в Интернет. В първоначалното предложение беше разработено мобилно приложение, за да се обмисли визуализация на данните. Това мобилно приложение за Android обаче няма да бъде обхванато в тази статия.

Да започваме!

Стъпка 1: Необходим материал:

Материалът, използван в този експеримент, може да се види по -долу:

• Arduino Nano
• Малка протоборда
• Проводници и комплект джъмпери
• Bluetooth модул HC-06
• Сензор MAX30100
• LED
• Два резистора 4.7k Ohm

Стъпка 2: Окабеляване на MAX30100

Първо, трябва да свържем MAX30100, за да го използваме с Arduino. Схематичното изображение по -горе в тази стъпка ще покаже как трябва да се извърши окабеляването.

По принцип трябва да разровим проводниците с щифтовете, налични на сензора. Ще бъде необходимо да се премахне женската част на джъмпера, за да се направи содата. Мъжката част на джъмпера ще се използва за акостиране на Arduino.

MAX30100 има следните щифтове:

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

За тази цел ще използваме само VIN, SCL, SDA, INT и GND входове.

Съвети: След извършване на содата е добре да поставите малко горещо лепило, за да защитите содата (както можете да видите на изображението).

Стъпка 3: Свържете Bluetooth модула HC-06

Освен това трябва да направим същото за модула Bluetooth HC06.

Цялата информация, получена в Bluetooth модула, ще бъде предадена на Arduino (в нашия случай) чрез сериен код.

Обхватът на модула следва стандарта за комуникация по bluetooth, който е приблизително 10 метра. Този модул работи само в подчинен режим, тоест позволява на други устройства да се свързват с него, но не си позволява да се свързва с други Bluetooth устройства.

Модулът има 4 пина (Vcc, GND, RX e TX). RX и TX се използват, за да позволят комуникацията с микроконтролера по сериен начин.

По време на изпълнението някои проблеми бяха открити чрез едновременно използване на TX и RX изходи за Bluetooth заедно с комуникацията или серийния през USB (който се използва за захранване на Arduino и зареждане на кода) на платката.

По този начин, по време на разработката, щифтове A6 и A7 бяха временно използвани за симулиране на серийна комуникация. Библиотеката SoftwareSerial беше използвана, за да позволи работа със сериен порт чрез софтуер.

Справка: Окабеляването на Bluetooth изображение е от

Стъпка 4: Съберете структурата на устройството, следвайки Bluetooth модула, светодиода и Arduino на Protoboard

Следващата стъпка е да поставите всички компоненти в протоборда и да ги свържете по правилния начин.

Можете да го направите сега, както желаете. Ако искате да използвате друг микроконтролер като Arduino Uno или по -голяма платка, не се колебайте да го направите. Използвах по -малък, защото трябваше да имам компактно устройство, което да е възможно да извърши измерването и също да изпрати данните на друго устройство.

Първа стъпка: Прикрепете Arduino към бялата дъска.

Прикрепете Arduino Nano в центъра на протоборда

Втора стъпка: Прикрепване на Bluetooth модула в Arduino.

Свържете Bluetooth модула в задната част на платката и също така свържете проводника в Arduino, както следва:

1. RX от Bluetooth към щифта TX1 в Arduino.
2. TX от Bluetooth към щифта RX0 в Arduino.
3. GND от Bluetooth към GND (щифт освен пина RX0) в Arduino.
4. Vcc от Bluetooth към 5V пина в Arduino.

Трета стъпка: Свързване на сензора MAX30100 в Arduino.

1. VIN от MAX30100 до 5V пина в Arduino (същото като в стъпката Bluetooth).
2. SCL щифт от MAX30100 до щифт A5 в Arduino.
3. SDA щифт от MAX30100 до щифт A4 в Arduino.
4. INT щифт от MAX30100 до A2 щифт в Arduino.
5. GND щифт от MAX30100 към GND щифт в Arduino (щифт между VIN и RST).
6. Включете един резистор. Единият крак в същия 5V щифт, който свързахме с Bluetooth, а другата част в щифта A4.
7. Включете втория резистор. Единият крак също е свързан в 5V щифт, а другият се свързва с щифт A5.

Важно: За да работи MAX30100 правилно, трябва да изтеглим тези резистори съответно към щифтовете A4 и A5. В противен случай може да станем свидетели на неизправност на сензора, като например приглушена светлина и често на пълно неработене на същия.

Четвърта стъпка: Добавянето на зелено доведе до това кога точно се измерва сърдечната честота от сензора.

1. Включете най -малкия крак от зеления светодиод (или друг цвят, който предпочитате) към щифта GND (същото като свързахме Bluetooth).
2. Свържете другата част към щифта D2.

Стъпка 5: Завършване на сглобяването на нашето устройство

Към този момент вече имаме сглобено нашето устройство, но не и програмирано. Имаме Bluetooth модул, свързан към Arduino, както и сензор MAX30100, който ще извърши всички измервания на данни и ще ги изпрати до Bluetooth модула, който от своя страна ще изпрати до друго устройство.

За тази статия целта беше да се демонстрира сглобяването на устройството. В следващите няколко статии ще разгледам как да програмирате устройството с помощта на Arduino IDE. На това изображение можете да видите как ще работи устройството, от четене на данни до гледане на вашето Android устройство.

Приключихте да правите свое собствено измерване на пулсоксиметър само на ниска цена. Очаквайте следващата статия!:Д