MAX30102: இதய துடிப்பு மானிட்டர் மற்றும் Arduino க்கான ஆக்சிமீட்டர் தொகுதி

இந்த நேரத்தில், நாங்கள் ஒரு பெரிய எண்ணிக்கையைக் காட்டியுள்ளோம் மின்னணு கூறுகள் இணக்கமானது Arduino அல்லது இணக்கமான பலகைகள், அத்துடன் பல தயாரிப்பாளர்கள் அல்லது DIY வேலைகள். இப்போது நாங்கள் உங்களை தொகுதிக்கு அறிமுகப்படுத்துவோம் அதிகபட்சம் 30102, இது துடிப்பு மற்றும் இரத்த ஆக்ஸிஜனை அளவிட ஒரு சென்சார் அடங்கும்.

இந்த வழியில், நீங்கள் சுய-உருவாக்கப்பட்ட செயல்பாட்டு வளையல்கள் அல்லது வன்பொருள் போன்ற அணியக்கூடியவற்றையும் உருவாக்கலாம் சுகாதார நிலையை கண்காணிக்க இந்தச் சாதனத்தில் இதயத் துடிப்பு மானிட்டர் மற்றும் ஆக்சிமீட்டரின் ஒருங்கிணைப்புக்கு நன்றி தெரிவிக்கும் நபரின் பயோமெட்ரிக் தரவு அல்லது டெலிமெட்ரியை வழங்குதல்...

இதய துடிப்பு மானிட்டர் என்றால் என்ன? இது எப்படி வேலை செய்கிறது?

Un துடிப்பு சென்சார் அல்லது இதய துடிப்பு மானிட்டர் இது ஒரு நபரின் இதயத் துடிப்பை உண்மையான நேரத்தில் அளவிட பயன்படும் மின்னணு சாதனம். பயிற்சியின் போது அல்லது தினசரி அடிப்படையில் செயல்திறன் மற்றும் முயற்சியைக் கண்காணிக்க இது முக்கியமாக விளையாட்டுத் துறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதய துடிப்பு மானிட்டர்கள் விளையாட்டு வீரர்களிடையே பிரபலமாக உள்ளன, ஆனால் அவை இதயத் துடிப்பை அறிய மருத்துவ மையங்களில் ஒரு அடிப்படை சாதனமாகும், அதாவது இதய துடிப்பு அல்லது நிமிடத்திற்கு துடிப்பு:

பிஆர் பிபிஎம்: இதயத் துடிப்பைக் காட்டுகிறது, அதாவது நிமிடத்திற்கு துடிக்கிறது.

எல்லா சந்தர்ப்பங்களிலும், தி சென்சார்கள் ஒவ்வொரு இதயத்துடிப்பிலும் இரத்த அளவின் மாறுபாட்டைப் பிடிக்கின்றன. இந்த மாறுபாடு இதயத் துடிப்பைப் பெற செயலாக்கப்படும் மின் சமிக்ஞையாக மொழிபெயர்க்கப்படுகிறது. சில இதயத் துடிப்பு மானிட்டர்களில், அளவீடுகளின் துல்லியத்தை மேம்படுத்த, பெருக்கம் மற்றும் இரைச்சல் ரத்துச் சுற்றுகளும் அடங்கும்.

ஆக்சிமீட்டர் என்றால் என்ன? இது எப்படி வேலை செய்கிறது?

Un oximeter ஒரு மருத்துவ அல்லது விளையாட்டு சாதனம் இது இரத்தத்தில் ஆக்ஸிஜன் செறிவூட்டலை அளவிட பயன்படுகிறது. இந்த சாதனம் 0 முதல் 100% மதிப்புகளுடன் இரத்த ஆக்ஸிஜன் செறிவூட்டல் தரவை வழங்குகிறது. அதே சாதனம் இதய துடிப்பு விருப்பத்தையும் உள்ளடக்கியது, இது கண்காணிப்பு அல்லது பதிவுக்கான அனைத்து தகவல்களையும் குறிக்கிறது.

அந்த தரவு ஒரு ஆக்சிமீட்டரை அளவிடுகிறது எஸ்:

%SpO2: இரத்தத்தில் ஆக்ஸிஜன் செறிவூட்டலின் சதவீதத்தைக் குறிக்கிறது.

ஆக்ஸிமீட்டர் ஒரு கவ்வி போல் வைக்கப்பட்டுள்ளது, அது நம் விரலின் உருவ அமைப்பிற்கு ஏற்றவாறு அல்லது உடலின் மற்ற இடங்களிலும் வைக்கப்படலாம், இதய துடிப்பு மானிட்டரைப் போலவே, மணிக்கட்டு போன்ற பல செயல்பாட்டு வளையல்களில் காணலாம். ,

அவற்றின் செயல்பாட்டைப் பொறுத்தவரை, ஆக்சிமீட்டர்கள் வேறுபட்டவை ஒளி அலைநீளங்கள் இது தோல் வழியாக செல்கிறது. இந்த ஒளியில் செயல்படுவது ஹீமோகுளோபின், ஆக்ஸிஜனைக் கடத்துவதற்குப் பொறுப்பான இரத்த மூலக்கூறு, அது கடத்தும் ஆக்ஸிஜனின் அளவைப் பொறுத்து வெவ்வேறு அளவு ஒளியை உறிஞ்சுகிறது. விரிவான செயல்முறை பின்வருமாறு:

ஒளி உமிழ்வு- ஆக்சிமீட்டர் இரண்டு அலைநீள ஒளியை வெளியிடுகிறது, ஒரு சிவப்பு மற்றும் ஒரு அகச்சிவப்பு, இது சாதனத்தில் வைக்கப்பட்டுள்ள விரல் வழியாக செல்கிறது.
ஒளி உறிஞ்சுதல்: ஹீமோகுளோபின், ஆக்ஸிஜனைக் கொண்டு செல்லும் சிவப்பு இரத்த அணுக்களில் உள்ள ஒரு மூலக்கூறு, இந்த விளக்குகளை வெவ்வேறு அளவுகளில் உறிஞ்சுகிறது. ஆக்ஸிஜன் நிறைந்த ஹீமோகுளோபின் (oxyhemoglobin) மற்றும் ஆக்ஸிஜன் இல்லாத ஹீமோகுளோபின் (deoxyhemoglobin) வெவ்வேறு ஒளி உறிஞ்சுதல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன.
ஒளி கண்டறிதல்: ஒளி உமிழ்ப்பான் எதிர் பக்கத்தில் உள்ள டிடெக்டர் விரல் வழியாக சென்ற ஒளியை சேகரிக்கிறது.
ஆக்ஸிஜன் செறிவூட்டலின் கணக்கீடு- ஆக்ஸிஹெமோகுளோபின் மற்றும் டியோக்சிஹெமோகுளோபின் ஆகிய இரண்டும் உள்ள மொத்த ஹீமோகுளோபினுக்கான விகிதத்தை சாதனம் கணக்கிடுகிறது. இந்த விகிதம் இரத்த ஆக்ஸிஜன் செறிவூட்டலின் சதவீதமாக வழங்கப்படுகிறது (%SpO2). இந்த மின் சமிக்ஞைகளை எண் மதிப்பாக மொழிபெயர்க்கும் திறன் கொண்ட செயலி மூலம் இது செய்யப்படுகிறது.

MAX30102 தொகுதி என்றால் என்ன?

சென்சார் MAX30102, Maxim Integrated தயாரித்தது, இதய துடிப்பு மானிட்டர் மற்றும் ஆக்சிமீட்டரின் செயல்பாடுகளை ஒருங்கிணைக்கும் ஒரு ஒருங்கிணைந்த சாதனம். இந்த சென்சார் Arduino போன்ற மைக்ரோகண்ட்ரோலருடன் எளிதாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். MAX30102 ஆனது இந்த நிறுவனத்தின் MAX3010x தொடர் ஆப்டிகல் சென்சார்களுக்கு சொந்தமானது.

அதன் செயல்பாடு இரத்தத்தின் ஒளி உறிஞ்சுதலின் மாறுபாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது, அதன் அடிப்படையில் ஆக்ஸிஜன் செறிவு நிலை, மற்றும் துடிப்பு நான் முந்தைய இரண்டு பிரிவுகளில் குறிப்பிட்டேன். இந்த சென்சார் இரண்டு LED, ஒரு சிவப்பு மற்றும் ஒரு அகச்சிவப்பு பொருத்தப்பட்ட. இது விரல் அல்லது மணிக்கட்டு போன்ற தோலின் மீது வைக்கப்படுகிறது, மேலும் ஆக்ஸிஜன் செறிவூட்டலின் அளவைக் கண்டறிய பிரதிபலித்த ஒளியைக் கண்டறிகிறது.

MAX30102 உடனான தொடர்பு மேற்கொள்ளப்படுகிறது I2C பேருந்து வழியாக, Arduino போன்ற மைக்ரோகண்ட்ரோலருடன் இணைப்பதை எளிதாக்குகிறது. MAX30102 க்கு இரட்டை மின்சாரம் தேவை: தர்க்கத்திற்கு 1.8V மற்றும் LED களுக்கு 3.3V. பொதுவாக 5V மாட்யூல்களில் ஏற்கனவே தேவையான நிலை பொருத்தம் உள்ளது.

MAX30102 என்பது வீடு அல்லது விளையாட்டுத் திட்டங்களில் பயன்படுத்தப்படும் சென்சார் ஆகும், அதாவது, தொழில்முறை மருத்துவப் பயன்பாட்டிற்கு போதுமான நம்பகத்தன்மை மற்றும் உணர்திறன் இல்லாமல் இருக்கலாம்.

La ஆப்டிகல் பல்ஸ் ஆக்சிமெட்ரி இரத்தத்தில் ஆக்ஸிஜன் செறிவூட்டலின் சதவீதத்தை தீர்மானிக்க இது ஒரு ஆக்கிரமிப்பு அல்லாத முறையாகும். நான் முன்பு குறிப்பிட்டது போல, இது வெவ்வேறு அலைநீளங்களுக்கான ஹீமோகுளோபின் (Hb) மற்றும் oxyhemoglobin (HbO2) ஆகியவற்றின் ஒளி உறிஞ்சுதல் குணகங்களின் வேறுபாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது. ஆக்ஸிஜன் நிறைந்த இரத்தம் அதிக அகச்சிவப்பு ஒளியை உறிஞ்சுகிறது, அதே நேரத்தில் ஆக்ஸிஜன் குறைந்த இரத்தம் அதிக சிவப்பு ஒளியை உறிஞ்சுகிறது. தோல் போதுமான அளவு மெல்லியதாகவும், கீழே இரத்த நாளங்கள் இருக்கும் உடலின் பகுதிகளில், ஆக்ஸிஜன் செறிவூட்டலின் அளவை தீர்மானிக்க இந்த வேறுபாட்டைப் பயன்படுத்தலாம்.

துடிப்பு மற்றும் இரத்த ஆக்ஸிஜன் சென்சார் கொண்ட MAX30102 தொகுதியின் அம்சங்கள்

MAX30102 உள்ளடக்கியது:

2x LEDகள், ஒரு சிவப்பு (660nm) மற்றும் ஒரு அகச்சிவப்பு (880nm)
பிரதிபலித்த ஒளியை அளவிட 2x ஃபோட்டோடியோட்கள்
ஒரு வினாடிக்கு 18 முதல் 50 மாதிரிகள் மாதிரி விகிதத்துடன் 3200-பிட் ADC மாற்றி.
கூடுதலாக, சமிக்ஞை பெருக்கம் மற்றும் வடிகட்டுதல், சுற்றுப்புற ஒளியை ரத்து செய்தல், 50-60 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்களை நிராகரித்தல் (செயற்கை ஒளி) மற்றும் வெப்பநிலை இழப்பீடு ஆகியவற்றிற்கு தேவையான மின்னணுவியல் உள்ளது.

தொகுதி நுகர்வு 50mA வரை அடையலாம் அளவீட்டின் போது, அளவீடுகளின் போது 0.7µA குறைந்த ஆற்றல் பயன்முறையுடன் தீவிரத்தை நிரல் ரீதியாக சரிசெய்ய முடியும்.

விலை மற்றும் எங்கே வாங்குவது

MAX30102 சென்சார்கள் துடிப்பு மற்றும் இரத்த ஆக்ஸிஜனை அளவிடுகின்றன அவை மிகவும் மலிவானவை. eBay, Aliexpress அல்லது Amazon போன்ற தளங்களில் சில யூரோக்களுக்கு இந்த தொகுதிகள் உங்களுடையதாக இருக்கலாம். பல வகைகள் இருப்பதை நீங்கள் காண்பீர்கள், பின்வருவனவற்றை நாங்கள் பரிந்துரைக்கிறோம்:

HiLetgo MAX30102 இதயம்...

DAOKAI MAX30102 தொகுதி...

வாடா சென்சார்...

Arduino உடனான இணைப்புகள் மற்றும் எடுத்துக்காட்டு

Arduino உடன் MAX30102 ஐ சோதிக்க, முதலில் இந்த தொகுதியை Arduino போர்டுடன் இணைக்க வேண்டும். இது இணைப்பு மிகவும் எளிது, நீங்கள் பின்வருவனவற்றை இணைக்க வேண்டும்:

தொகுதியின் Vcc Arduino போர்டின் 5V வெளியீட்டுடன் இணைக்கப்பட வேண்டும்.
தொகுதியின் GND ஆனது Arduino போர்டின் GND சாக்கெட்டுடன் இணைக்கப்பட வேண்டும்.
தொகுதியின் SCL ஆனது A5 போன்ற Arduino போர்டின் அனலாக் உள்ளீடுகளில் ஒன்றோடு இணைக்கப்பட வேண்டும்.
தொகுதியின் SDA ஆனது, A4 போன்ற Arduino போர்டின் மற்றொரு அனலாக் உள்ளீடுகளுடன் இணைக்கப்பட வேண்டும்.

MAX30102 போர்டுக்கும் Arduino போர்டுக்கும் இடையில் பொருத்தமான இணைப்புகள் நிறுவப்பட்டவுடன், அடுத்த விஷயம், ஒரு மூலக் குறியீடு அல்லது ஓவியத்தை எழுதுவது, அதைச் செயல்படுத்துவது மற்றும் கேள்விக்குரிய நபரிடமிருந்து பயோமெட்ரிக் தரவைப் பெறுவது. பின்வரும் குறியீட்டை எழுதுவது போல் இது எளிதானது Arduino IDE மற்றும் பலகையை நிரல்படுத்தவும்:

நீங்கள் Arduino IDE இல் ஒரு நூலகத்தை நிறுவ வேண்டும். இந்த நூலகம் SparkFun ஆல் உருவாக்கப்பட்டது, மேலும் இங்கு கிடைக்கிறது 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);
  }
}

நிச்சயமாக, உங்கள் தேவைகளுக்கு ஏற்ப குறியீட்டை மாற்றலாம், இது ஒரு உதாரணம் மட்டுமே...

கருத்து தெரிவிப்பதில் முதலில் இருங்கள்

உங்கள் கருத்தை தெரிவிக்கவும்

உங்கள் மின்னஞ்சல் முகவரி வெளியிடப்பட்ட முடியாது. தேவையான புலங்கள் குறிக்கப்பட்டிருக்கும் *

கருத்து *

பெயர்*

மின்னணு அஞ்சல்*

நான் ஏற்றுக்கொள்கிறேன் தனியுரிமை விதிமுறைகள்*

தரவுக்கு பொறுப்பு: மிகுவல் ஏஞ்சல் கேடன்
தரவின் நோக்கம்: கட்டுப்பாட்டு ஸ்பேம், கருத்து மேலாண்மை.
சட்டபூர்வமாக்கல்: உங்கள் ஒப்புதல்
தரவின் தொடர்பு: சட்டபூர்வமான கடமையால் தவிர மூன்றாம் தரப்பினருக்கு தரவு தெரிவிக்கப்படாது.
தரவு சேமிப்பு: ஆக்சென்டஸ் நெட்வொர்க்குகள் (EU) வழங்கிய தரவுத்தளம்
உரிமைகள்: எந்த நேரத்திலும் உங்கள் தகவல்களை நீங்கள் கட்டுப்படுத்தலாம், மீட்டெடுக்கலாம் மற்றும் நீக்கலாம்.

செய்திமடலைப் பெற விரும்புகிறேன்