MAX30102: हृदय गती मॉनिटर आणि Arduino साठी ऑक्सिमीटर मॉड्यूल

या सर्व काळात, आम्ही मोठ्या संख्येने दाखवले आहे इलेक्ट्रॉनिक घटक सुसंगत Arduino किंवा सुसंगत सारखे बोर्ड, तसेच इतर अनेक मेकर किंवा DIY नोकऱ्यांसाठी. आता आम्ही तुम्हाला मॉड्यूलची ओळख करून देऊ MAX30102, ज्यामध्ये नाडी आणि रक्त ऑक्सिजन मोजण्यासाठी सेन्सर समाविष्ट आहे.

अशाप्रकारे, तुम्ही वेअरेबल देखील तयार करू शकता जसे की सेल्फ-मेड अॅक्टिव्हिटी ब्रेसलेट किंवा हार्डवेअर आरोग्य स्थिती निरीक्षण एखाद्या व्यक्तीचा, बायोमेट्रिक डेटा किंवा त्या व्यक्तीचा टेलीमेट्री प्रदान करणे, या उपकरणामध्ये हृदय गती मॉनिटर आणि ऑक्सिमीटर एकत्र केल्याबद्दल धन्यवाद...

हृदय गती मॉनिटर म्हणजे काय? हे कस काम करत?

Un पल्स सेन्सर किंवा हृदय गती मॉनिटर हे एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे जे एखाद्या व्यक्तीच्या हृदयाचे ठोके रिअल टाइममध्ये मोजण्यासाठी वापरले जाते. प्रशिक्षणादरम्यान किंवा दैनंदिन आधारावर कामगिरी आणि प्रयत्नांचे निरीक्षण करण्यासाठी हे प्रामुख्याने क्रीडा क्षेत्रात वापरले जाते. हार्ट रेट मॉनिटर्स ऍथलीट्समध्ये लोकप्रिय आहेत, परंतु ते वैद्यकीय केंद्रांमध्ये हृदय गती जाणून घेण्यासाठी एक मूलभूत साधन देखील आहेत, म्हणजेच हृदय गती किंवा प्रति मिनिट ठोके:

PR Bpm: हृदय गती दाखवते, म्हणजेच प्रति मिनिट ठोके.

सर्व प्रकरणांमध्ये, द सेन्सर प्रत्येक हृदयाच्या ठोक्यांसह रक्ताच्या प्रमाणातील फरक कॅप्चर करतात. हा फरक विद्युत सिग्नलमध्ये अनुवादित केला जातो ज्यावर हृदय गती प्राप्त करण्यासाठी प्रक्रिया केली जाते. काही हार्ट रेट मॉनिटर्समध्ये रीडिंगची अचूकता सुधारण्यासाठी अॅम्प्लीफिकेशन आणि नॉइज कॅन्सलेशन सर्किट्सचा समावेश होतो.

ऑक्सिमीटर म्हणजे काय? हे कस काम करत?

Un ऑक्सिमीटर हे वैद्यकीय किंवा क्रीडा उपकरण आहे ज्याचा उपयोग रक्तातील ऑक्सिजन संपृक्तता मोजण्यासाठी केला जातो. हे उपकरण 0 ते 100% मूल्यांसह रक्त ऑक्सिजन संपृक्तता डेटा प्रदान करते. मॉनिटरिंग किंवा रेकॉर्डिंगसाठी सर्व माहिती दर्शविणारा हार्ट रेट पर्याय देखील समान उपकरणासाठी समाविष्ट करणे सामान्य आहे.

डेटा की ऑक्सिमीटर मोजतो आहे:

% SpO2: रक्तातील ऑक्सिजन संपृक्ततेची टक्केवारी संदर्भित करते.

ऑक्सिमीटर हे क्लॅम्पसारखे अशा प्रकारे ठेवले जाते की ते आपल्या बोटाच्या आकारविज्ञानाशी जुळवून घेते किंवा ते शरीरावर इतर ठिकाणी देखील ठेवता येते, जसे की मनगटासारख्या हृदय गती मॉनिटरच्या बाबतीत. अनेक क्रियाकलाप ब्रेसलेटमध्ये पाहिले जाऊ शकते. ,

त्यांच्या ऑपरेशनबद्दल, ऑक्सिमीटर वेगळे उत्सर्जित करतात प्रकाश तरंगलांबी जे त्वचेतून जातात. या प्रकाशावर काय कार्य करते ते म्हणजे हिमोग्लोबिन, ऑक्सिजन वाहून नेण्यासाठी जबाबदार असलेला रक्ताचा रेणू, ऑक्सिजनच्या पातळीनुसार विविध प्रमाणात प्रकाश शोषून घेतो. तपशीलवार प्रक्रिया खालीलप्रमाणे आहे:

प्रकाश उत्सर्जन- ऑक्सिमीटर दोन तरंगलांबीच्या प्रकाशाचे उत्सर्जन करते, एक लाल आणि एक अवरक्त, जो डिव्हाइसवर ठेवलेल्या बोटातून जातो.
प्रकाश शोषण: हिमोग्लोबिन, लाल रक्तपेशींमधील एक रेणू जो ऑक्सिजन वाहून नेतो, या दिवे वेगवेगळ्या प्रमाणात शोषून घेतो. ऑक्सिजन-युक्त हिमोग्लोबिन (ऑक्सिहेमोग्लोबिन) आणि ऑक्सिजन-मुक्त हिमोग्लोबिन (डीऑक्सीहेमोग्लोबिन) मध्ये भिन्न प्रकाश शोषण्याचे गुणधर्म आहेत.
प्रकाश ओळख: प्रकाश उत्सर्जकाच्या विरुद्ध बाजूस असलेला डिटेक्टर बोटातून गेलेला प्रकाश गोळा करतो.
ऑक्सिजन संपृक्ततेची गणना- हे उपकरण ऑक्सिहेमोग्लोबिन आणि ऑक्सिहेमोग्लोबिन आणि डीऑक्सीहेमोग्लोबिन अशा एकूण हिमोग्लोबिनचे गुणोत्तर मोजते. हे प्रमाण रक्त ऑक्सिजन संपृक्ततेची टक्केवारी (%SpO2) म्हणून सादर केले जाते. हे या इलेक्ट्रिकल सिग्नल्सचे अंकीय मूल्यामध्ये भाषांतर करण्यासाठी अर्थ लावण्यास सक्षम असलेल्या प्रोसेसरद्वारे केले जाते.

MAX30102 मॉड्यूल म्हणजे काय?

सेन्सर MAX30102, Maxim Integrated द्वारे निर्मित, हे एकात्मिक उपकरण आहे जे हृदय गती मॉनिटर आणि ऑक्सिमीटरची कार्यक्षमता एकत्र करते. हा सेन्सर Arduino सारख्या मायक्रोकंट्रोलरसह सहज वापरता येतो. MAX30102 या फर्मच्या ऑप्टिकल सेन्सर्सच्या MAX3010x मालिकेशी संबंधित आहे.

त्याचे ऑपरेशन रक्ताद्वारे प्रकाश शोषणाच्या भिन्नतेवर आधारित आहे, त्यावर अवलंबून आहे ऑक्सिजन संपृक्तता पातळी, आणि नाडी मी मागील दोन भागांमध्ये नमूद केल्याप्रमाणे. हा सेन्सर दोन एलईडी, एक लाल आणि एक इन्फ्रारेडने सुसज्ज आहे. ते त्वचेवर, जसे की बोट किंवा मनगटावर ठेवले जाते आणि ऑक्सिजन संपृक्ततेची डिग्री निर्धारित करण्यासाठी परावर्तित प्रकाश शोधते.

MAX30102 सह संप्रेषण केले जाते I2C बस मार्गे, Arduino सारख्या मायक्रोकंट्रोलरशी कनेक्ट करणे सोपे करते. MAX30102 ला दुहेरी वीज पुरवठा आवश्यक आहे: तर्कासाठी 1.8V आणि LEDs साठी 3.3V. सामान्यत: 5V मॉड्यूल्सवर आढळतात ज्यात आधीपासूनच आवश्यक पातळी जुळणी समाविष्ट असते.

MAX30102 हे घर किंवा क्रीडा प्रकल्पांमध्ये वापरले जाणारे सेन्सर आहे, म्हणजेच व्यावसायिक वैद्यकीय वापरासाठी त्यात पुरेशी विश्वासार्हता आणि संवेदनशीलता असू शकत नाही.

La ऑप्टिकल पल्स ऑक्सिमेट्री रक्तातील ऑक्सिजन संपृक्ततेची टक्केवारी निश्चित करण्यासाठी ही एक गैर-आक्रमक पद्धत आहे. मी आधी सांगितल्याप्रमाणे, हे वेगवेगळ्या तरंगलांबींसाठी हिमोग्लोबिन (Hb) आणि ऑक्सिहेमोग्लोबिन (HbO2) च्या प्रकाश शोषण गुणांकातील फरकावर आधारित आहे. ऑक्सिजनने समृद्ध असलेले रक्त अधिक अवरक्त प्रकाश शोषून घेते, तर ऑक्सिजनचे प्रमाण कमी असलेले रक्त अधिक लाल प्रकाश शोषून घेते. शरीराच्या ज्या भागात त्वचा पुरेशी पातळ आहे आणि खाली रक्तवाहिन्या आहेत, या फरकाचा उपयोग ऑक्सिजन संपृक्ततेची डिग्री निर्धारित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

पल्स आणि रक्त ऑक्सिजन सेन्सरसह MAX30102 मॉड्यूलची वैशिष्ट्ये

MAX30102 मध्ये हे समाविष्ट आहे:

2x LEDs, एक लाल (660nm) आणि एक इन्फ्रारेड (880nm)
परावर्तित प्रकाश मोजण्यासाठी 2x फोटोडायोड्स
प्रति सेकंद 18 ते 50 नमुन्यांच्या सॅम्पलिंग दरासह 3200-बिट एडीसी कनवर्टर.
याव्यतिरिक्त, त्यात सिग्नल प्रवर्धन आणि फिल्टरिंग, सभोवतालचा प्रकाश रद्द करणे, 50-60Hz (कृत्रिम प्रकाश) च्या फ्रिक्वेन्सी नाकारणे आणि तापमान भरपाईसाठी आवश्यक इलेक्ट्रॉनिक्स आहे.

मॉड्यूलचा वापर 50mA पर्यंत पोहोचू शकते मापन दरम्यान, जरी मापन दरम्यान 0.7µA च्या कमी पॉवर मोडसह तीव्रता प्रोग्रामेटिक पद्धतीने समायोजित केली जाऊ शकते.

किंमत आणि कुठे खरेदी करावी

नाडी आणि रक्त ऑक्सिजन मोजण्यासाठी MAX30102 सेन्सर ते बरेच स्वस्त आहेत. हे मॉड्यूल्स eBay, Aliexpress किंवा Amazon सारख्या साइटवर फक्त काही युरोमध्ये तुमचे असू शकतात. आपण पहाल की अनेक प्रकार आहेत आणि आम्ही खालील शिफारस करतो:

HiLetgo MAX30102 हार्ट...

DAOKAI MAX30102 मॉड्यूल...

व्हड्डा सेन्सर...

Arduino सह कनेक्शन आणि उदाहरण

Arduino सह MAX30102 ची चाचणी करण्यासाठी, पहिली गोष्ट म्हणजे हे मॉड्यूल Arduino बोर्डशी जोडणे. या कनेक्शन खूप सोपे आहे, तुम्हाला फक्त खालील कनेक्ट करावे लागेल:

मॉड्यूलचा Vcc Arduino बोर्डच्या 5V आउटपुटशी जोडलेला असणे आवश्यक आहे.
मॉड्यूलचा GND Arduino बोर्डच्या GND सॉकेटशी जोडलेला असणे आवश्यक आहे.
मॉड्यूलचे SCL हे A5 सारख्या Arduino बोर्डच्या अॅनालॉग इनपुटपैकी एकाशी जोडले जाणे आवश्यक आहे.
मॉड्यूलचे SDA हे Arduino बोर्डच्या अन्य एनालॉग इनपुटशी जोडले जावे, जसे की A4.

एकदा का MAX30102 बोर्ड आणि Arduino बोर्ड यांच्यात योग्य कनेक्शन स्थापित केले गेले की, ते कार्य करण्यासाठी सोर्स कोड किंवा स्केच लिहिणे आणि संबंधित व्यक्तीकडून बायोमेट्रिक डेटा प्राप्त करणे सुरू करणे ही पुढील गोष्ट असेल. हे खालील कोड लिहिण्याइतके सोपे आहे अर्दूनो आयडीई आणि बोर्ड प्रोग्राम करा:

ते वापरण्यासाठी तुम्हाला Arduino IDE मध्ये लायब्ररी देखील स्थापित करावी लागेल. लायब्ररी SparkFun द्वारे विकसित केली गेली आहे आणि येथे उपलब्ध आहे https://github.com/sparkfun/SparkFun_MAX3010x_Sensor_Library.

#include <Wire.h>
#include "MAX30105.h"
#include "spo2_algorithm.h"

MAX30102 pulsioximetro;


#define MAX_BRIGHTNESS 255


#if defined(__AVR_ATmega328P__) || defined(__AVR_ATmega168__)
//Arduino Uno no tiene suficiente SRAM para almacenar 100 muestreos, por lo que hay que truncar las muestras en 16-bit MSB.
uint16_t pulsoBuffer[100]; //infrared LED sensor data
uint16_t oxiBuffer[100];  //red LED sensor data

#else
uint32_t pulsoBuffer[100]; //Sensores
uint32_t oxiBuffer[100];  

#endif

int32_t BufferLongitud; //Longitud de datos
int32_t spo2; //Valor de SPO2
int8_t SPO2valido; //Indicador de validez del valor SPO2
int32_t rangopulsacion; //PR BPM o pulsaciones
int8_t validrangopulsacion; //Indicador de validez del valor PR BPM

byte pulsoLED = 11; //Pin PWM
byte lecturaLED = 13; //Titila con cada lectura

void setup()
{
  Serial.begin(115200); // Inicia la comunicación con el microcontrolador a 115200 bits/segundo

  pinMode(pulsoLED, OUTPUT);
  pinMode(lecturaLED, OUTPUT);

  // Inicializar sensores
  if (!pulsioximetro.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) //Usar el bus I2C a 400kHz 
  {
    Serial.println(F("MAX30102 no encontrado. Por favor, comprueba la conexión y alimentación del módulo."));
    while (1);
  }

  Serial.println(F("Pon el sensor en contacto con tu dedo y presiona cualquier tecla para iniciar la conversión."));
  while (Serial.available() == 0) ; //Esperar hasta que se pulsa una tecla
  Serial.read();

  byte brilloLED = 60; //Opciones: 0=Apagado hasta 255=50mA
  byte mediaMuestreo = 4; //Opciones: 1, 2, 4, 8, 16, 32
  byte ModoLED = 2; //Opciones: 1 = Rojo solo, 2 = Rojo + IR, 3 = Rojo + IR + Verde
  byte rangoMuestreo = 100; //Opciones: 50, 100, 200, 400, 800, 1000, 1600, 3200
  int anchoPulso = 411; //Opciones: 69, 118, 215, 411
  int rangoADC = 4096; //Opciones: 2048, 4096, 8192, 16384

  pulsioximetro.setup(brilloLED, mediaMuestreo, ModoLED, rangoMuestreo, anchoPulso, rangoADC); //Configuración del módulo
}

void loop()
{
  BufferLongitud = 100; //10 almacenamientos en el buffer con 4 segundos corriendo a 25sps

  //Leer las primeras 100 muestras
  for (byte i = 0 ; i < BufferLongitud ; i++)
  {
    while (pulsioximetro.available() == false) //Comprobar nuevos datos
      pulsioximetro.check(); 
    oxiBuffer[i] = pulsioximetro.getRed();
    pulsoBuffer[i] = pulsioximetro.getIR();
    pulsioximetro.siguienteMuestreo(); //Muestreo terminado, ir al siguiente muestreo

    Serial.print(F("red="));
    Serial.print(oxiBuffer[i], DEC);
    Serial.print(F(", ir="));
    Serial.println(pulsoBuffer[i], DEC);
  }

  //Calcular el valor del pulso PM y SpO2 tras los primeros 100 samples
  maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(pulsoBuffer, BufferLongitud, oxiBuffer, &spo2, &SPO2valido, &rangopulsacion, &validrangopulsacion);

  //Calcular muestreos continuos
  while (1)
  {
    //Volcar los 25 primeros valores en memoria y desplazar los últimos 75 arriba
    for (byte i = 25; i < 100; i++)
    {
      oxiBuffer[i - 25] = oxiBuffer[i];
      pulsoBuffer[i - 25] = pulsoBuffer[i];
    }

    for (byte i = 75; i < 100; i++)
    {
      while (pulsioximetro.available() == false) //Comprobar si existen nuevos datos
        pulsioximetro.check(); 

      digitalWrite(lecturaLED, !digitalRead(lecturaLED)); //Parpadea el LED on-board con cada dato

      oxiBuffer[i] = pulsioximetro.getRed();
      pulsoBuffer[i] = pulsioximetro.getIR();
      pulsioximetro.siguienteMuestreo(); //Al finalizar, moverse al siguiente muestreo

      Serial.print(F("Oxígeno="));
      Serial.print(oxiBuffer[i], DEC);
      Serial.print(F(", Pulso="));
      Serial.print(pulsoBuffer[i], DEC);

      Serial.print(F(", HR="));
      Serial.print(rangopulsacion, DEC);

      Serial.print(F(", HRvalid="));
      Serial.print(validrangopulsacion, DEC);

      Serial.print(F(", SPO2="));
      Serial.print(spo2, DEC);

      Serial.print(F(", SPO2 válido="));
      Serial.println(SPO2valido, DEC);
    }

    //Recalcular tras los primeros muestreos
    maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(pulsoBuffer, BufferLongitud, oxiBuffer, &spo2, &SPO2valido, &rangopulsacion, &validrangopulsacion);
  }
}

अर्थात, तुम्ही तुमच्या गरजेनुसार कोड बदलू शकता, हे फक्त एक उदाहरण आहे...

टिप्पणी करणारे सर्वप्रथम व्हा

आपली टिप्पणी द्या उत्तर रद्द करा

आपला ई-मेल पत्ता प्रकाशित केला जाणार नाही. आवश्यक फील्ड चिन्हांकित केले आहेत *

टिप्पणी *

नाव*

Correo electrónico*

मी स्वीकारतो गोपनीयता अटी*

डेटा जबाबदार: मिगुएल Áन्गल गॅटन
डेटाचा उद्देशः नियंत्रण स्पॅम, टिप्पणी व्यवस्थापन.
कायदे: आपली संमती
डेटा संप्रेषण: कायदेशीर बंधन वगळता डेटा तृतीय पक्षास कळविला जाणार नाही.
डेटा संग्रहण: ओकेन्टस नेटवर्क (EU) द्वारा होस्ट केलेला डेटाबेस
अधिकारः कोणत्याही वेळी आपण आपली माहिती मर्यादित, पुनर्प्राप्त आणि हटवू शकता.

मला वृत्तपत्र प्राप्त करायचे आहे

Hardwarelibre

MAX30102: Arduino साठी हृदय गती मॉनिटर आणि ऑक्सिमीटर मॉड्यूल