Naprava za pulzni oksimeter z uporabo Arduino Nano, MAX30100 in Bluetooth HC06 .: 5 korakov

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-23 15:09

Hej fantje, danes bomo zgradili senzorično napravo za merjenje ravni kisika v krvi in srčnega utripa na neinvaziven način s pomočjo senzorja MAX30100.

MAX30100 je raztopina senzorja za merjenje srčnega utripa in pulzno oksimetrijo. 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.

Za ta članek bom uporabil modul Bluetooth HC-06 (deluje v podrejenem načinu), povezan z Arduino Nano. Tako lahko prebrane podatke iz naprave pošljemo v drugo napravo ali v internet. V prvotnem predlogu je bila za razmišljanje o vizualizaciji podatkov razvita mobilna aplikacija. Vendar ta mobilna aplikacija za Android v tem članku ne bo obravnavana.

Začnimo!

1. korak: potreben material:

Material, uporabljen v tem poskusu, si lahko ogledate spodaj:

• Arduino Nano
• Majhna protoboard
• Žice in komplet skakalcev
• Modul Bluetooth HC-06
• Senzor MAX30100
• LED
• Dva upora 4,7 k Ohm

2. korak: Ožičenje MAX30100

Najprej moramo povezati MAX30100, da ga lahko uporabljamo z Arduinom. Zgornja shematična slika v tem koraku prikazuje, kako je treba opraviti ožičenje.

V bistvu moramo žice žiti s čepi, ki so na voljo na senzorju. Za pripravo sode bo treba odstraniti ženski del skakalca. Moški del skakalca bo uporabljen za pristanek na Arduinu.

MAX30100 ima naslednje zatiče:

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

V ta namen bomo uporabljali samo vnose VIN, SCL, SDA, INT in GND.

Nasveti: Po izvedbi sode je dobro vstaviti nekaj vročega lepila za zaščito sode (kot lahko vidite na sliki).

3. korak: Priključite modul Bluetooth HC-06

Poleg tega moramo enako narediti za modul Bluetooth HC06.

Vse informacije, prejete v modulu Bluetooth, bodo posredovane Arduinu (v našem primeru) prek serijske enote.

Razpon modulov sledi komunikacijskemu standardu bluetooth, ki je približno 10 metrov. Ta modul deluje samo v podrejenem načinu, to pomeni, da drugim napravam omogoča, da se povežejo z njim, ne dovoli pa povezave z drugimi napravami bluetooth.

Modul ima 4 zatiče (Vcc, GND, RX e TX). RX in TX se uporabljata za serijsko komunikacijo z mikrokrmilnikom.

Med izvajanjem so bile zaznane nekatere težave s hkratno uporabo izhodov TX in RX za Bluetooth skupaj s komunikacijo ali serijo prek USB -ja (ki se uporablja za napajanje Arduina in nalaganje kode) na plošči.

Tako so bili med razvojem zatiči A6 in A7 začasno uporabljeni za simulacijo serijske komunikacije. Knjižnica SoftwareSerial je bila uporabljena za omogočanje delovanja serijskih vrat prek programske opreme.

Referenca: Ožičenje slike Bluetooth je na naslovu

4. korak: Sestavite strukturo naprave, sledite modulu Bluetooth, LED in Arduino na protoboardu

Naslednji korak je, da vse komponente vstavite v protoboard in jih na pravi način povežete.

Zdaj lahko to storite, kot želite. Če želite uporabiti drug mikrokrmilnik, kot je Arduino Uno ali večjo ploščo, to storite. Uporabil sem manjšega, ker sem moral imeti kompaktno napravo, ki bi lahko izvajala meritve in podatke pošiljala tudi na drugo napravo.

Prvi korak: Arduino pritrdite na belo ploščo.

Arduino Nano pritrdite na sredino protobofa

Drugi korak: Priključitev modula Bluetooth v Arduino.

Priključite modul bluetooth na zadnji strani plošče in priključite tudi žico v Arduino na naslednji način:

1. RX iz Bluetootha na pin TX1 v Arduinu.
2. TX iz Bluetootha na pin RX0 v Arduinu.
3. GND iz Bluetootha na GND (pin poleg pin RX0) v Arduinu.
4. Vcc iz Bluetootha na 5V pin v Arduinu.

Tretji korak: pritrditev senzorja MAX30100 v Arduino.

1. VIN od MAX30100 do 5V pin v Arduinu (enako kot v koraku Bluetooth).
2. SCL pin od MAX30100 do pin A5 v Arduinu.
3. SDA pin od MAX30100 do pin A4 v Arduinu.
4. INT pin od MAX30100 do A2 pin v Arduinu.
5. Pin GND od MAX30100 do pin GND v Arduinu (pin med VIN in RST).
6. Priključite en upor. Eno nogo v istem vhodu 5V smo priključili Bluetooth, drugi del pa v priključek A4.
7. Priključite drugi upor. Ena noga je prav tako priključena na 5v pin, druga pa na pin A5.

Pomembno: Da bi MAX30100 deloval pravilno, moramo te upore potegniti na zatiča A4 in A5. V nasprotnem primeru smo lahko priča okvari senzorja, na primer zatemnjeni luči in pogosto popolnemu nedelovanju le-te.

Četrti korak: Če dodate zeleno, boste natančno vedeli, kdaj je senzor izmeril srčni utrip.

1. Najmanjši krak zelene LED (ali druge barve, ki vam je ljubša) priključite na pin GND (enako kot smo povezali Bluetooth).
2. Drugi del priključite na zatič D2.

5. korak: Dokončanje sestavljanja naše naprave

Na tej točki imamo svojo napravo že sestavljeno, vendar ne programirano. Na Arduino imamo priključen modul bluetooth in senzor MAX30100, ki bo opravil vse meritve podatkov in jih poslal v modul Bluetooth, ki bo nato poslal na drugo napravo.

Namen tega članka je bil pokazati sestavo naprave. V naslednjih nekaj člankih bom obravnaval, kako programirati napravo z uporabo Arduino IDE. Na tej sliki lahko vidite, kako bo naprava delovala, od branja podatkov do gledanja v napravi Android.

Končali ste izdelavo lastnega merjenja pulznega oksimetra po nizki ceni. Spremljajte naslednji članek!: D