Pulssioksimetri, joka käyttää Arduino Nano, MAX30100 ja Bluetooth HC06: 5 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Hei kaverit, tänään aiomme rakentaa aistinvaraisen laitteen, joka lukee veren happipitoisuuden ja sydämen sykkeen ei -invasiivisella tavalla käyttämällä MAX30100 -anturia.

MAX30100 on pulssioksimetria- ja sykemittarianturiratkaisu. Se yhdistää kaksi LEDiä, valonilmaisimen, optimoidun optiikan ja hiljaisen analogisen signaalinkäsittelyn pulssioksimetrian ja sykesignaalien havaitsemiseksi. MAX30100 toimii 1,8 V: n ja 3,3 V: n virtalähteistä, ja sen virta voidaan katkaista ohjelmistolla, jonka valmiusvirta on vähäinen, joten virtalähde voi pysyä kytkettynä koko ajan.

Tässä artikkelissa käytän Arduino Nanoon liittyvää Bluetooth-moduulia HC-06 (joka toimii orjatilassa). Tällä tavalla voimme lähettää laitteelta luetut tiedot toiseen laitteeseen tai Internetiin. Alkuperäisessä ehdotuksessa kehitettiin mobiilisovellus tietojen visualisoinnin harkitsemiseksi. Tätä mobiili -Android -sovellusta ei kuitenkaan käsitellä tässä artikkelissa.

Aloitetaan!

Vaihe 1: Tarvittava materiaali:

Tässä kokeessa käytetty materiaali on nähtävissä alla:

• Arduino Nano
• Pieni protoboard
• Johdot ja puserot
• Bluetooth-moduuli HC-06
• Anturi MAX30100
• LED
• Kaksi vastusta 4,7 k ohmia

Vaihe 2: MAX30100 -laitteen kytkentä

Ensinnäkin meidän on johdotettava MAX30100, jotta voimme käyttää sitä Arduinon kanssa. Yllä oleva kaavamainen kuva näyttää tässä vaiheessa, miten johdotus tulee tehdä.

Pohjimmiltaan meidän on kasteltava johdot anturilla olevilla nastoilla. Soodan valmistamiseksi on tarpeen poistaa hyppääjän naarasosa. Hyppääjän urososaa käytetään telakoitumaan Arduinolle.

MAX30100: ssa on seuraavat nastat:

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

Tätä tarkoitusta varten käytämme vain VIN-, SCL-, SDA-, INT- ja GND -tuloja.

Vinkkejä: Soodan suorittamisen jälkeen on hyvä lisätä kuumaa liimaa soodan suojaamiseksi (kuten kuvassa näkyy).

Vaihe 3: Yhdistä Bluetooth HC-06 -moduuli

Lisäksi meidän on tehtävä sama Bluetooth HC06 -moduulille.

Kaikki Bluetooth -moduulissa vastaanotetut tiedot välitetään Arduinolle (meidän tapauksessamme) sarjaliikenteen kautta.

Moduulivalikoima noudattaa Bluetooth -tiedonsiirtostandardia, joka on noin 10 metriä. Tämä moduuli toimii vain orjatilassa, eli se sallii muiden laitteiden muodostaa yhteyden siihen, mutta ei salli itsensä muodostaa yhteyttä muihin Bluetooth -laitteisiin.

Moduulissa on 4 nastaa (Vcc, GND, RX e TX). RX- ja TX -toimintoja käytetään kommunikoinnin mahdollistamiseen mikro -ohjaimen kanssa sarjamuotoisesti.

Suorituksen aikana havaittiin joitain ongelmia käyttämällä samanaikaisesti Bluetoothin TX- ja RX -lähtöjä yhdessä tiedonsiirto- tai sarjaportin kanssa USB: n kautta (jota käytetään Arduinon virransyöttöön ja koodin lataamiseen).

Kehityksen aikana tappeja A6 ja A7 käytettiin väliaikaisesti sarjaliikenteen simulointiin. SoftwareSerial -kirjastoa käytettiin sarjaporttitoiminnon mahdollistamiseen ohjelmiston kautta.

Viite: Bluetooth-kuvan johdotus on osoitteesta

Vaihe 4: Kokoa laiterakenne Bluetooth -moduulin, LEDin ja Arduinon jälkeen Protoboardilla

Seuraava vaihe on laittaa kaikki komponentit protoboardiin ja liittää ne oikealla tavalla.

Voit tehdä sen nyt niin kuin haluat. Jos haluat käyttää toista mikro -ohjainta, kuten Arduino Unoa tai suurempaa levyä, tee niin. Olen käyttänyt pienempää laitetta, koska tarvitsin pienikokoisen laitteen, joka voisi suorittaa mittauksen ja lähettää tiedot myös toiselle laitteelle.

Ensimmäinen vaihe: Arduinon kiinnittäminen taululle.

Kiinnitä Arduino Nano protoboardin keskelle

Toinen vaihe: Bluetooth -moduulin liittäminen Arduinoon.

Liitä bluetooth -moduuli levyn takaosaan ja kytke myös Arduinon johto seuraavasti:

1. RX Bluetoothista TX1 -nastaan Arduinossa.
2. TX Bluetoothista RX0 -nastaan Arduinossa.
3. GND Bluetoothista GND: hen (nasta RX0 -nastan lisäksi) Arduinossa.
4. Vcc Bluetoothista 5V -nastaiseen Arduinoon.

Kolmas vaihe: MAX30100 -anturin kiinnittäminen Arduinoon.

1. VIN MAX30100: sta Arduinon 5 V: n nastaan (sama kuin meillä on Bluetooth -vaiheessa).
2. SCL -nasta MAX30100: sta Arduinon A5 -nastaan.
3. SDA -nasta MAX30100: sta Arduinon A4 -nastaan.
4. INT -nasta MAX30100: sta Arduinon A2 -nastaan.
5. GND -nasta MAX30100: sta GND -nastaan Arduinossa (nasta VIN: n ja RST: n välissä).
6. Kytke yksi vastus. Yksi jalka samassa 5V -nastassa liitettiin Bluetooth ja toinen osa A4 -nastaan.
7. Kytke toinen vastus. Toinen jalka on myös kytketty 5 V: n napaan ja toinen A5 -nastaan.

Tärkeää: Jotta MAX30100 toimisi oikein, meidän on vedettävä nämä vastukset A4- ja A5 -nastoihin. Muutoin voimme nähdä anturin toimintahäiriön, kuten hämärän valon ja usein sen toimimattomuuden.

Neljäs vaihe: Vihreän lisääminen antoi tietää tarkalleen, milloin anturi mittaa sykkeen.

1. Liitä vihreän ledin pienin jalka (tai muu väri, jonka haluat) GND -nastaan (sama kuin yhdistimme Bluetoothin).
2. Liitä toinen osa D2 -nastaan.

Vaihe 5: Laitekokoonpanon viimeistely

Tässä vaiheessa laitteemme on jo koottu, mutta ei ohjelmoitu. Meillä on Bluetooth -moduuli liitettynä Arduinoon sekä MAX30100 -anturi, joka suorittaa kaiken datamittauksen ja lähettää sen Bluetooth -moduuliin, joka puolestaan lähettää toiselle laitteelle.

Tämän artikkelin tarkoituksena oli osoittaa laitteen kokoonpano. Seuraavissa artikkeleissa käsittelen laitteen ohjelmointia Arduino IDE: n avulla. Tässä kuvassa näet, miten laite toimii, tietojen lukemisesta Android -laitteella katseluun.

Olet lopettanut oman pulssioksimetrilaitteen mittaamisen vain edullisesti. Pysy kuulolla seuraavaan artikkeliin!: D