MAX30100 Pulse Oximeter: pinout, caratteristiche, specifiche, interfaccia, lavoro, foglio dati e applicazioni

Il pulsossimetro è un dispositivo medico, utilizzato per misurare la saturazione di ossigeno nel sangue non invasivo. Un ingegnere elettrico di nome Takuo Aoyagi lo inventò a Nihon Kohden nel 1972. Successivamente, il primo impulso ossimetro fu lanciato nel 1973. Mentre il principio di base della pulse ossimetrica rimane lo stesso ci sono continui sforzi per progredire la tecnologia come lo sviluppo di algoritmi per il filtraggio del rumore e l'accuratezza del progresso in varie condizioni. I professionisti medici utilizzano questi dispositivi in ​​contesti di terapia intensiva come ospedali o stanze di emergenza. Questo articolo fornisce la panoramica, il lavoro e le applicazioni di MAX30100 Pulse Oximeter.

Qual è il impulso di MAX30100 Oximeter?

Il max30100 è un impulso ossimetro che combina la pulsossimetria e il monitor della frequenza cardiaca sensori . Quindi include due LED, un fotodettore, ottica ottimizzata e elaborazione del segnale analogico a basso rumore per notare l'ossimetria dell'impulso e i segnali di velocità cardiaca. La tensione operativa di questo modulo varia da 1,8 volt e alimentatori da 3,3 volt.

Il software può accenderlo con una corrente di standby minore mantenendo il Alimentazione elettrica collegato in ogni momento. L'ossimetro del impulso MAX30100 misura i livelli di saturazione di ossigeno nel sangue, impulso e resistenza alla frequenza cardiaca. Quindi utilizza una tecnica non invasiva per misurare i livelli di saturazione dell'ossigeno all'interno del sangue.

In che modo il max30100 ottiene l'ossimetro?

Il sensore di polso di impulso MAX30100 funziona misurando la saturazione di ossigeno nel sangue o SPO2 e la frequenza cardiaca con PPG (fotopletismografia) con infrarossi e rosso LED , un fotodettore e un'elaborazione del segnale per esaminare l'assorbimento della luce in tutto il dito. Il modulo MAX30100 contiene una serie di LED che generano una luce di colore rosso monocromatico a lunghezza d'onda di 660 nm e luce IR a lunghezza d'onda di 940 nm.

Quando il fotodiodo emette luce, colpisce il dito e il sangue ossigenato lo assorbe mentre la luce rimanente si riflette attraverso il dito e colpisce il rivelatore. Pertanto, gli avvisi e elabora i segnali fornendo l'output. Questo sensore funziona sul protocollo di comunicazione seriale I2C.

Configurazione del pin:

Di seguito è mostrata la configurazione del pin di impulso MAX30100. Questo modulo include sette pin con un abilitato I2c Protocollo di comunicazione per comunicare con il microcontrollore.

• Pin-1 (vino): È un pin di tensione di ingresso del modulo di impulso ossimetro che può essere collegato all'uscita 5V da 3,3 V (o) dal controller. =
• PIN-2 (SCL): È un pin CLK I2C - seriale del modulo, usato per la comunicazione seriale I2C, che è collegato alla linea di clock I2C del tuo controller.
• PIN-3 (SDA): È un pin i2C - dati seriali del modulo collegato alla riga di dati I2C del microcontrollore.
• PIN-4 (int): È un pin di interrupt basso attivo del modulo di impulso ossimetro che è programmato per produrre un interrupt per ogni impulso.
• PIN-5 (IRD): È un punto di connessione a LED a LED a infrarossi e il punto di connessione del driver LED che incorpora un driver LED per guidare i segnali a LED per le misurazioni SPO2 e HR.
• PIN-6 (RD): È un punto di connessione del driver LED e del LED rosso, utilizzato per guidare il LED rosso. Se non vuoi guidare da soli il rosso, lascialo non collegato.
• PIN-7 (GND): È il perno di terra del modulo.

Funzionalità e specifiche:

IL Caratteristiche e specifiche del impulso di MAX30100 Oximeter includere quanto segue.

• Max30100 è un modulo di polso ossimetro.
• Questo modulo include sette pin.
• La sua tensione operativa varia da 1,8 V a 3.3V
• La corrente di input è 20 mA.
• Questo modulo ha una cancellazione della luce ambientale integrata.
• Ha un output di dati rapido e una velocità di campionamento elevata.
• La corrente di alimentazione è 1200ua.
• La corrente LED varia da 0 mA a 50 Ma.
• La larghezza dell'impulso a LED varia da 200o a 1,6 ms.
• Il suo alimentatore varia da 3,3 V a 5,5 V.
• Il disegno corrente durante le misurazioni è ~ 600μA e 0,7 μA durante la modalità di standby.
• La lunghezza d'onda a LED rossa è di 660 nm.
• La lunghezza d'onda LED IR è di 880 nm.
• L'accuratezza della temperatura è ± 1 ° C.
• La temperatura operativa varia da -40c a +85c.

Equivalente e alternative

Equivalente a Max30100 Pulse Oximeter è MAX30102 IC. Le alternative ai pulsossimetri MAX30100 sono; Pulse 3+, FSH 7060, ROHM BH1792GLC, Proto Central AFE4490, ecc.

Max30100 Pulse Oximeter Interfacing con Arduino

Qui come interfacciarsi il modulo sensore MAX30100 Pulse Oximeter con Arduino è mostrato di seguito. Il modulo misura la frequenza cardiaca e l'ossigeno nel sangue. La concentrazione di ossigeno nel sangue, definita SPO2, mostra letture in percentuale, mentre il battito cardiaco/impulso mostra letture in BPM.

Il sensore MAX30100 Pulse Oximetry & Heart Fores Monitor combina principalmente due LED, a FotoDetector , Ottica ottimizzata e elaborazione del segnale analogico a basso rumore per notare segnali di impulso e tasso cardiaco. Qui questo sensore può essere utilizzato con qualsiasi microcontrollore per misurare facilmente i parametri di salute del paziente.

Il richiesto componenti Per fare in modo che questo modulo includa principalmente; UN Arduino One Scheda, sensore di ossimetro del impulso max30100, 16 × 2 LCD , Potenziometro 10k, Breadboard e collegando i fili. Le connessioni di questa interfaccia seguono come segue;

• Collegare il pin Vin del modulo MAX30100 al pin da 5 V (o) 3.3V di Arduino.
• Il pin GND del modulo è collegato al pin GND della scheda Arduino.
• Collega i pin i2C del modulo MAX30100 come SCL e SDA ai pin di Arduino A5 e A4.

Codice:

Di seguito è mostrato il codice richiesto per l'interfaccia di Oximetro di impulsi MAX30100 con Arduino. Questo codice sorgente è scritto all'interno del programma C principalmente per Arduino IDE. Quindi questo codice visualizza il valore sul monitor seriale.

#include
#include 'max30100_pulseoximeter.h'
#define reporting_period_ms 1000
Pulseossimetro Pox;
uint32_t tslastreport = 0;
void OnBeatDetected ()
{
Serial.println ('beat!');
}
void setup ()
{
Serial.begin (115200);
Serial.print ('Inizializzazione del polso ossimetro ..'); // Inizializza l'istanza del pulseossimetro
// I guasti sono generalmente dovuti a un cablaggio I2C improprio, alimentazione mancante
// o chip target sbagliato
if (! Pox.begin ()) {
Serial.println ('fallito');
per(;;);
} altro {
Serial.println ('successo');
}
Pox.setirledCurrent (max30100_led_curr_7_6ma);
// Registra un callback per il rilevamento di beat
Pox.setonBeatDetectedCallback (OnBeatDetected);
}
void loop ()
{
// Assicurati di chiamare l'aggiornamento il più velocemente possibile
Pox.update ();
if (millis () - tslastreport> reporting_period_ms) {
Serial.print ('Frequenza cardiaca:');
Serial.print (pox.getheartrate ());
Serial.print ('bpm / spo2:');
Serial.print (pox.getSpo2 ());
Serial.println ('%');
tslasTreport = millis ();
}
}

Lavorando

Una volta caricato il codice Arduino del impulso MAX30100, aprire il monitor seriale per osservare i valori. Inizialmente, i valori di BPM e SPO2 appariranno come valore sbagliato, ma presto potrai monitorare la giusta lettura stabile.

Vantaggi e svantaggi

IL Vantaggi del impulso di Max30100 Oximeter includere quanto segue.

• Questo modulo ha un'operazione di alimentazione ultra bassa.
• Ha un basso consumo energetico che estende la durata della batteria all'interno dei dispositivi indossabili.
• Questo design del modulo è piccolo, compatto, ottimizzato e indossabile.
• Ha una cancellazione di luce ALC o ambientale che riduce l'interferenza dalla luce ambientale per garantire letture precise anche in un ambiente illuminato.
• Questo modulo ha un elevato rapporto SNR o segnale-rumore.
• Ha una capacità di output di dati rapido che consente un'elaborazione efficiente e rapida dei dati del sensore.
• Questo modulo integra tutti i componenti richiesti che semplificano la progettazione e riducono la necessità di componenti esterni.
• Consente la programmazione della corrente a LED e la larghezza dell'impulso consentendo l'accuratezza della misurazione e l'ottimizzazione del consumo di energia.
• Il sensore di temperatura su chip aiuta a bilanciare eventuali errori di lettura che si verificano a causa di fluttuazioni a temperatura ambiente.
• Utilizza un'interfaccia I2C per una semplice comunicazione attraverso un microcontrollore.

IL Svantaggi del impulso di Max30100 Oximeter includere quanto segue.

• Il posizionamento errato delle dita o il contatto inadeguato porta a dati errati.
• Artefatti di movimento come convulsioni o brividi possono interferire con il rilevamento e l'interpretazione del segnale che si traducono in letture errate.
• L'illuminazione ad alta intensità, in particolare le luci fluorescenti, possono ostacolare le letture dei sensori.
• L'accuratezza di questo sensore può essere influenzata dal colore e dalla larghezza della pelle.
• Lo smalto unghie interferisce con la capacità del sensore di rilevare con precisione i livelli di ossigeno nel sangue.
• La scarsa periferica periferica a causa dell'ipotensione o del freddo può portare a un'onda di impulso insufficiente e letture errate.
• Letture ipotensive di BP sistolica <80 mm Hg possono causare letture errate e variabili di ossimetria.
• Il verificarsi di livelli anormali di emoglobina può portare a letture SPO2 errate.
• Troppa pressione può serrare il flusso sanguigno capillare che riduce l'affidabilità dei dati.

Applicazioni

Le applicazioni del impulso di MAX30100 Oximeter includono quanto segue.

• Il pulsossimetro aiuta gli operatori sanitari a rivedere i livelli di saturazione di ossigeno all'interno dei pazienti mediante problemi cardiovascolari respiratori (o) consentendo interventi tempestivi.
• L'accuratezza del sensore all'interno delle letture è fondamentale per il riconoscimento dell'ipossiemia che può evitare complicanze nell'insufficienza cardiaca e nelle condizioni della BPCO.
• Monitora continuamente i segni vitali fornendo ai consumatori approfondimenti sulla loro salute e benessere durante il giorno.
• Questo sensore consente la frequenza cardiaca in tempo reale e il monitoraggio del livello di ossigeno nel sangue rendendolo uno strumento costoso per individui e atleti con condizioni cardiache o respiratorie.
• I dati raccolti del sensore di polse ossimetro possono personalizzare i piani di formazione e fornire feedback agli operatori sulle loro prestazioni.
• Il campo educativo utilizza questo modulo per mostrare come funzionano questi moduli e fornire approfondimenti sull'elaborazione bio-segnale.
• L'Arduino Board si abbina bene a questo modulo, rendendolo utile per gli hobbisti e gli studenti per studiare bio-rilevamento ed elettronica.
• I tracker di fitness utilizzano questo modulo per la frequenza cardiaca continua e il monitoraggio della saturazione dell'ossigeno fornendo dati immediati per una migliore assistenza ai pazienti.

Si prega di fare riferimento a questo link per il Foglio dati di Oximeter MAX30100 .

Pertanto, si tratta di una panoramica del modulo di polso di impulso MAX30100, pinout, caratteristiche, specifiche, lavoro e applicazioni. Questo è un modulo versatile che ha le capacità di monitoraggio della frequenza cardiaca e dell'ossimetria che forniscono una soluzione efficiente e compatta per diversi dispositivi indossabili come le attrezzature di monitoraggio medico e i tracker di fitness. Quindi è ben noto per il suo basso consumo di energia e esattezza. Ecco una domanda per te, cos'è Max30102 IC?