Srčni utrip na STONE LCD: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Pred časom sem pri spletnem nakupovanju našel modul senzorja srčnega utripa MAX30100. Ta modul lahko zbira podatke o kisiku in srčnem utripu uporabnikov v krvi, kar je tudi preprosto in priročno za uporabo.

Glede na podatke sem ugotovil, da so v datotekah knjižnice Arduino knjižnice MAX30100. Se pravi, če uporabljam komunikacijo med Arduinom in MAX30100, lahko neposredno pokličem datoteke knjižnice Arduino, ne da bi bilo treba prepisati gonilniške datoteke. To je dobro, zato sem kupil modul MAX30100. Odločil sem se, da bom z Arduinom preveril delovanje srčnega utripa in zbiranje kisika v krvi MAX30100.

1. korak: Funkcija

Nakup povezava modula MAX30100:

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

Opomba: ta modul privzeto uporablja le komunikacijo MCU na ravni 3,3 V, ker privzeto uporablja vtič IIC, dvigne upor od 4,7 K do 1,8 V, zato privzeto ni komunikacije z Arduinom, če želite komunicirati z Arduino in potrebujete dva 4,7 K izvlečnega upora IIC pin, priključena na pin VIN, bosta ta vsebina predstavljena na zadnji strani poglavja.

Funkcionalne naloge

Pred začetkom tega projekta sem pomislil na nekaj preprostih funkcij: zbrali so podatke o srčnem utripu in kisiku v krvi

Podatki o srčnem utripu in kisiku v krvi so prikazani na LCD zaslonu

To sta edini dve funkciji, če pa jo želimo implementirati, moramo storiti več

razmišljanje:

Kateri glavni MCU se uporablja?

Kakšen LCD zaslon?

Kot smo že omenili, za MCU uporabljamo Arduino, vendar gre za projekt LCD zaslona Arduino, zato moramo izbrati ustrezen modul LCD zaslona. Nameravam uporabiti zaslon LCD z zaporednimi vrati. Tu imam prikazovalnik STONE STVI070WT, če pa mora Arduino komunicirati z njim, je za pretvorbo ravni potreben MAX3232. Nato se osnovni elektronski materiali določijo na naslednji način:

1. Razvojna plošča Arduino Mini Pro

2. MAX30100 modul senzorja srčnega utripa in krvnega kisika

3. STONE STVI070WT LCD prikazovalni modul za serijska vrata

4. Modul MAX3232

2. korak: Predstavitev strojne opreme

MAX30100

MAX30100 je integrirana rešitev za merjenje pulzne oksimetrije in merilnika srčnega utripa. Združuje dve LED diodi, fotodetektor, optimizirano optiko in nizkošumno analogno obdelavo signalov za zaznavanje pulzne oksimetrije in signalov srčnega utripa. MAX30100 deluje z napajalniki 1,8 V in 3,3 V in se lahko izklopi s programsko opremo z zanemarljivim tokom v stanju pripravljenosti, kar omogoča, da je napajanje ves čas povezano. Aplikacije

● Nosljive naprave

● Naprave za pomoč pri fitnesu

● Naprave za medicinsko spremljanje

Prednosti in lastnosti

1, Popolna rešitev pulznega oksimetra in senzorja srčnega utripa poenostavi oblikovanje

Integrirane LED diode, senzor za fotografije in visoko zmogljiv analogni sprednji konec

Drobni 5,6 mm x 2,8 mm x 1,2 mm 14-pinski optično izboljšani sistem v paketu

2, Delovanje z zelo nizko porabo energije podaljša življenjsko dobo baterije za nosljive naprave

Programabilna frekvenca vzorčenja in LED tok za prihranek energije

Izredno nizek izklopni tok (0,7 µA, tip)

3, Napredna funkcionalnost izboljša zmogljivost merjenja

Visok SNR zagotavlja robustno odpornost na artefakte pri gibanju

Integrirano odpravljanje svetlobe v okolici

Visoka zmogljivost vzorčenja

Zmogljivost hitrega izhoda podatkov

3. korak: Načelo odkrivanja

S prstom pritisnite na senzor, da ocenite impulzno nasičenost s kisikom (SpO2) in pulz (kar ustreza srčnemu utripu).

Pulzni oksimeter (oksimeter) je mini-spektrometer, ki uporablja načela različnih absorpcijskih spektrov rdečih krvnih celic za analizo nasičenosti krvi s kisikom. Ta metoda hitrega merjenja v realnem času se pogosto uporablja tudi v številnih kliničnih referencah. MAX30100 ne bom predstavljal preveč, ker so ti materiali na voljo na internetu. Zainteresirani prijatelji lahko poiščejo informacije o tem modulu za merjenje srčnega utripa na internetu in bolje razumejo njegovo načelo zaznavanja.

KAMEN STVI070WT-01

Uvod v prikazovalnik

V tem projektu bom za prikaz srčnega utripa in podatkov o kisiku v krvi uporabil STONE STVI070WT. Gonilniški čip je vgrajen v zaslon, uporabniki pa lahko uporabljajo programsko opremo. Uporabniki morajo samo oblikovane slike uporabniškega vmesnika dodati gumbe, besedilna polja in drugo logiko, nato pa ustvariti konfiguracijske datoteke in jih prenesti na zaslon za zagon. Zaslon STVI070WT komunicira z MCU prek signala uart-rs232, kar pomeni, da moramo dodati čip MAX3232 za pretvorbo signala RS232 v signal TTL, da lahko komuniciramo z Arduino MCU.

Če niste prepričani, kako uporabljati MAX3232, si oglejte naslednje slike:

Če menite, da je pretvorba ravni preveč težavna, lahko izberete druge vrste prikazovalnikov STONE, od katerih nekateri lahko neposredno oddajajo signal uart-ttl. Uradna spletna stran vsebuje podrobne informacije in uvod: https://www.stoneitech.com/ Če potrebujete video vadnice in vadnice, jih lahko najdete tudi na uradni spletni strani.

4. korak: Koraki razvoja

Trije koraki razvoja STONE zaslona:

Zaslonite logiko zaslona in logiko tipk s programsko opremo STONE TOOL in naložite oblikovalsko datoteko v prikazovalni modul.

MCU komunicira z zaslonskim modulom STONE prek serijskih vrat.

S podatki, pridobljenimi v 2. koraku, MCU izvede druga dejanja.

Namestitev programske opreme STONE TOOL

Prenesite najnovejšo različico programske opreme STONE TOOL (trenutno TOOL2019) s spletnega mesta in jo namestite. Po namestitvi programske opreme se odpre naslednji vmesnik:

Kliknite gumb »Datoteka« v zgornjem levem kotu, da ustvarite nov projekt, o katerem bomo razpravljali kasneje.

Arduino je odprtokodna elektronska prototipna platforma, ki je enostavna za uporabo in enostavna za uporabo. Vključuje del strojne opreme (različne razvojne plošče, ki so v skladu s specifikacijo Arduino) in del programske opreme (Arduino IDE in z njimi povezani razvojni kompleti). Strojni del (ali razvojna plošča) je sestavljen iz mikrokrmilnika (MCU), bliskovnega pomnilnika (Flash) in niza univerzalnih vhodno/izhodnih vmesnikov (GPIO), za katere si lahko predstavljate, da so matična plošča mikroračunalnika. Del programske opreme je v glavnem sestavljen iz Arduino IDE na osebnem računalniku, sorodnega paketa podpore na ravni plošče (BSP) in bogate knjižnice funkcij drugih proizvajalcev. pisati svoje programe. Arduino je odprtokodna platforma. Doslej je bilo veliko modelov in veliko izpeljanih krmilnikov, vključno z Arduino Uno, Arduino Nano, ArduinoYun itd. Poleg tega Arduino IDE zdaj ne podpira le razvojnih plošč serije Arduino, temveč dodaja tudi podporo za priljubljene razvojne plošče, kot so kot Intel Galileo in NodeMCU z uvedbo BSP. Arduino zaznava okolje z različnimi senzorji, krmilnimi lučmi, motorji in drugimi napravami za povratno delovanje in vpliv na okolje. Mikrokrmilnik na plošči je mogoče programirati z programskim jezikom Arduino, prevesti v binarne datoteke in zapisati v mikrokrmilnik. za Arduino je implementiran s programskim jezikom Arduino (na osnovi Wiring) in razvojnim okoljem Arduino (na osnovi Processing). Projekti na osnovi Arduino lahko vsebujejo samo Arduino, pa tudi Arduino in drugo programsko opremo, ki se izvaja na osebnem računalniku, in komunicirajo z vsakim druge (kot so Flash, Processing, MaxMSP).

Razvojno okolje Arduino je Arduino IDE, ki ga je mogoče prenesti z interneta. Prijavite se na uradno spletno mesto Arduina in prenesite programsko opremo https://www.arduino.cc/en/Main/Software?setlang=cn Po namestitvi Arduino IDE se bo ob odprtju programske opreme prikazal naslednji vmesnik:

Arduino IDE privzeto ustvari dve funkciji: funkcijo nastavitve in funkcijo zanke. Na internetu je veliko predstavitev Arduina. Če česa ne razumete, pojdite na internet.

5. korak: Postopek implementacije projekta Arduino LCD

strojna povezava

Za zagotovitev nemotenega naslednjega koraka pri pisanju kode moramo najprej ugotoviti zanesljivost strojne povezave. V tem projektu so bili uporabljeni samo štirje deli strojne opreme:

1. Razvojna plošča Arduino Mini pro

2. STONE STVI070WT tft-lcd zaslon

3. Senzor srčnega utripa in kisika v krvi MAX30100

4. MAX3232 (rs232-> TTL) Razvojna plošča Arduino Mini Pro in zaslonski zaslon STVI070WT tft-lcd sta povezana prek UART, kar zahteva pretvorbo ravni prek MAX3232, nato pa sta razvojna plošča Arduino Mini Pro in modul MAX30100 povezana prek vmesnika IIC. Po jasnem razmišljanju lahko narišemo naslednjo sliko ožičenja:

Prepričajte se, da v povezavi s strojno opremo ni napak in pojdite na naslednji korak.

Oblikovanje uporabniškega vmesnika LCD-TFT Najprej moramo oblikovati sliko uporabniškega vmesnika, ki jo lahko oblikujemo s programom PhotoShop ali drugimi orodji za oblikovanje slik. Ko oblikujete sliko za prikaz uporabniškega vmesnika, jo shranite v formatu JPG. Odprite programsko opremo STONE TOOL2019 in ustvarite nov projekt:

Odstranite sliko, ki je bila privzeto naložena v novem projektu, in dodajte sliko uporabniškega vmesnika, ki smo ga oblikovali. Dodajte komponento za prikaz besedila, oblikujte prikazno številko in decimalno vejico, dobite mesto shranjevanja komponente za prikaz besedila v prikazovalniku. Učinek je naslednji:

naslov komponente za prikaz besedila: povezava sta: 0x0008

Srčni utrip: 0x0001

Kisik v krvi: 0x0005

Glavna vsebina vmesnika uporabniškega vmesnika je naslednja:

Stanje povezave

Prikaz srčnega utripa

Pokazal se je krvni kisik

6. korak: Ustvarite konfiguracijsko datoteko

Ko je zasnova uporabniškega vmesnika končana, lahko konfiguracijsko datoteko ustvarite in naložite na zaslon STVI070WT.

Najprej izvedite 1. korak, nato vstavite USB -pogon v računalnik in prikazal se bo simbol diska. Nato kliknite "Prenesi na u-disk", da prenesete konfiguracijsko datoteko na bliskovni pogon USB, nato pa vstavite bliskovni pogon USB v STVI070WT, da dokončate nadgradnjo.

MAX30100 MAX30100 komunicira prek IIC. Njegovo načelo delovanja je, da je vrednost ADC srčnega utripa mogoče dobiti z obsevanjem z infrardečo svetlobo. Register MAX30100 lahko razdelimo v pet kategorij: državni register, FIFO, nadzorni register, temperaturni register in register ID. bere temperaturno vrednost čipa, da odpravi odstopanje, ki ga povzroči temperatura. ID register lahko prebere ID številko čipa.

MAX30100 je povezan z razvojno ploščo Arduino Mini Pro prek komunikacijskega vmesnika IIC. Ker so v Arduino IDE že pripravljene knjižnične datoteke MAX30100, lahko beremo podatke o srčnem utripu in kisiku v krvi, ne da bi preučevali registre MAX30100. Za tiste, ki jih zanima raziskovanje registra MAX30100, si oglejte podatkovni list MAX30100.

Spremenite vlečni upor MAX30100 IIC

Opozoriti je treba, da je 4,7 k vlečna upornost IIC zatiča modula MAX30100 priključena na 1,8 V, kar v teoriji ni problem. Nivo komunikacijske logike vtiča Arduino IIC je 5 V, zato ne more komunicirati z Arduinom brez spreminjanja strojne opreme modula MAX30100. Neposredna komunikacija je možna, če je MCU STM32 ali drug MCU 3.3V logične ravni. potrebno je narediti spremembe:

Odstranite tri 4,7 k upore, označene na sliki, z električnim spajkalnikom. Nato na zatiče SDA in SCL zvarite dva upora 4,7 k na VIN, da lahko komuniciramo z Arduinom. Arduino Odprite Arduino IDE in poiščite naslednje gumbi:

Poiščite "MAX30100", da poiščete dve knjižnici za MAX30100, nato kliknite prenos in namestitev.

Po namestitvi najdete predstavitev MAX30100 v mapi knjižnice LIB v Arduinu:

Dvokliknite datoteko, da jo odprete.

To predstavitev je mogoče neposredno preizkusiti. Če je povezava s strojno opremo v redu, lahko prenesete zbirko kode na razvojno ploščo Arduibo in si ogledate podatke MAX30100 v orodju za serijsko odpravljanje napak.

7. korak: Učinek lahko vidite na naslednji sliki:

Če želite izvedeti več o projektu, kliknite tukaj.

Če potrebujete popolno kodo, nas kontaktirajte:

Odgovoril vam bom v 12 urah.