آموزش ماژول ضربان قلب و اکسیژن خون MAX30102 با آردوینو

ماژول MAX30102 برای سنجش ضربان قلب (heart rate) و اکسیژن خود (oximeter) به‌کار می‌رود . این ماژول نمونه کم مصرف و مدرن MAX30100 می باشد که با استفاده از پروتکل I2C می توان با آن ارتباط برقرار کرد . برای راه‌اندازی این ماژول می توان از بردهای آردوینو ، رزبپری‌پای پیکو ، AVR ، PIC و سایر بردهای توسعه و میکروکنترلرها استفاده کرد .


ماژول MAX30102 قیمت مناسبی دارد و دانش‌آموزان، علاقه‌مندان، مهندسان که می‌خواهند داده‌های زنده ضربان قلب را در پروژه‌های خود بگنجانند، می‌توانند از آن استفاده کنند. با ما همراه باشید تا بیشتر با این ماژول دوست داشتنی آشنا شویم .

بررسی سخت افزار ماژول MAX30102

ماژول MAX30102 از یک چیپ یکپارچه به منظور سنجش ضربان قلب و اکسیژن خون تشکیل شده است . بخش حسگر ماژول ترکیبی از 2 عدد LED و یک حسگر نور photodetector تشکیل شده است . این حسگر به صورتی بهینه شده است که نویز تاثیر کمی روی آن دارد و اطلاعات ضربان قلب (HR) و اکسیژن خون (SpO2) را به دقت انداره گیری می کند .

همانطور که در تصویر بالا مشاهده می کنید در یک طرف سنسور MAX30102 دو عدد LED‌ وجود دارد یکی از ال‌ای‌دی ها مادون قرمز و دیگری ال‌ای‌دی عادی به رنگ قرمز می باشد و در سمت دیگر سنسور یک گیرنده بسیار حساس نوری وجود دارد . مکانیزم عملکرد سنسور به این شیوه است که ابتدا با استفاده از LED‌ ها نور وارد انگشت دست می شود و سپس نور بعداز برخورد با خون ما منعکس می شود و ماژول گیرنده نور آن را دریافت و پردازش می کند و سپس بر اساس الگوریتم های تعریف شده در داخل پردازنده ماژول ، ضربان قلب و اکسیژن خود اندازه گیری می شود .

تغذیه ماژول MAX30102

این سنسور به دو ولتاژ مختلف 1.8 ولت برای عملکرد پردازنده و 3.3 ولت برای راه اندازی LED مادون قرمز و LED رنگ قرمز نیاز دارد . در این ماژول برای تامین ولتاژ‌ها از دو رگولاتور استفاده شده است . به تصویر زیر نگاه کنید

سنسور MAX30102

با توجه به اینکه برای تامین ولتاژ‌ از رگولاتور استفاده شده است ما با خیال راحت می توانیم ماژول را به آردوینو وصل کنیم و از 5 ولت برای تامین ولتاژ ماژول استفاده کنیم . یکی از ویژگی های خوب این ماژول مصرف بسیار پایین آن است که در حالت استفاده 600μA و در حالت استندبای تنها 0.7μA مصرف دارد . این مصرف پایین برای زمانی که از باتری استفاده می کنیم فاکتور بسیار مهمی است.

دماسنج ماژول MAX30102

ماژول MAX30102 دارای یک سنسور دماسنج داخلی است که می توان از آن برای جبران تغییرات محیطی و کالیبره کردن اندازه گیری ها استفاده کرد. دماسنجی که روی تراشه MAX30102 تعبیه شده است نسبتاً دقیق است  و دما را در محدوده -40 درجه سانتیگراد تا +85 درجه سانتیگراد با دقت 1± درجه سانتیگراد اندازه گیری می کند.

درگاه ارتباطی سنسور 

این ماژول از یک رابط ساده دو سیمه I2C برای ارتباط با میکروکنترلر استفاده می کند که به راحتی می‌توان این ماژول را با انواع میکروکنترلر و بردهای توسعه راه‌اندازی کرد . برای برقراری ارتباط از دو آدرس ثابت هگز 0xAE برای نوشتن و آدرس هگز 0xAF برای خواندن اطلاعات استفاده می کند .

وقفه خارجی INT

ماژول MAX30102 دارای پایه وقفه INT است و می توان آن را طوری برنامه‌ ریزی کرد تا زمانی که داده ها توسط سنسور جمع آوری می شود، کارهای دیگری را انجام دهد. وقفه را می توان برای 5 حالت مختلف فعال زیر فعال کرد:

  • Power Ready: در هنگام روشن شدن یا پس‌ از ایجاد تغییری در تغذیه
  • New Data Ready: پس از خواندن داده‌های SpO2 و HR فعال می‌شود
  • Ambient Light Cancellation: زمانی فعال می شود که نور بیش از حد مجاز به گیرنده نوری SpO2/HR برسد.
  • Temperature Ready: هنگامی که دما توسط ماژول خوانده شد.
  • FIFO Full: زمانی فعال می شود که FIFO پر می شود و داده های جدید دیگر نتوانند در حافظه ذخیره شوند

ماژول MAX30102

مشخصات فنی ماژول 

تغذیه ماژول   3.3 تا 5.5 ولت
جریان کشی در حالت نمونه برداری ~600μA
جریان کشی در حالت استندبای ~0.7μA
طول موج نور قرمز 660nm
طول موج مادون قرمز  880nm
رنج عملکرد دماسنج  -40 تا +85 درجه
دقت دماسنج ±1 درجه

برای اطلاعات بیشتر درمورد این ماژول دیتاشیت آن را دانلود کنید

پروژه عملی شمارش ضربان قلب با AVR
پروژه عملی شمارش ضربان قلب با AVR
پروژه شمارش ضربان قلب با AVR  از یک عدد ATMEA8 و یک عدد LCD 2*16  تشکیل شده است با استفاده از مادون قرمز تپش قلب را تشخیص داده و بعداز شماش و پردازش تعداد ضربان قلب توسط AVR  تعداد ضربان قلب در یک دقیقه روی LCD به نمایش در خواهد آمد . یک عدد LED [&he...

مطلب پیشنهادی

ماژول MAX30102 چگونه ضربان قلب و اکسیژن خون را اندازه می‌گیرد؟

ماژول MAX30102 یا هرنوع سنسور دیگری که ضربان قلب و اکسیژن خود را اندازه گیری می‌کنند، از یک جفت (یک LED مادون قرمز و یک LED نوری قرمز) با شدت نور بالا و یک گیرنده نوری حساس شکیل شده‌اند.

 

MAX30102 با تابش هر دو نوع نور مرئي و مادون قرمز به انگشت یا لاله گوش (یا اساساً هر جایی که پوست خیلی ضخیم نیست) و با استفاده از سنسور حساس نوری میزان نور بازتاب شده را اندازه گیری می کند. این روش تشخیص ضربان قلب با استفاده از نور PPG نامیده می شود.

سنسور MAX30102 علاوه بر ضربان سنج، Pulse Oximetry پالس اکسیمتر نیز می باشد یعنی می تواند سطح اکسیژن خون را اندازه گیری کند . حالا بیایید ببییم این ماژول چگونه این کار را انجا می‌دهد

اندازه گیری ضربان قلب با سنسور MAX30102

در یک طرف MAX30102 دو LED فرستنده قرار دارد که دو موج قرمز با طول موج 660 نانومتر و مادون قرمز با طول موج 880 نانومتر انتشار می‌دهد. نور قرمز رنگ توسط هموگلوبین که رنگ طبیعی آن آبی است جذب می‌شود و مادون قرمز توسط اکسیژن ترکیبی با هموگلوبین (HbO2) جذب می‌شود. در حالت کلی دو نوع طول موج متفاوت توسط این دو LED که فرستنده هستند فرستاده می‌شود. در سمت دیگر یک گیرنده حساس نوری یا فتودیود قرار دارد که وظیفه شخیص نور عبوری از بافت را دارد.

همانطور که خون با هر ضربان قلب از طریق رنگ های موجود در انگشت پمپاژ می شود، مقدار نور منعکس شده نیز تغییر می کند و یک شکل موج متغیر در خروجی آشکارساز نور ایجاد می کند. به این شیوه با خواندن اطلاعات خروجی در طول زمان می توان ضربان قلب (HR) را اندازه گیری کرد.

اندازه گیری سطح اکسیژن خون با سنسور MAX30102

پالس اکسیمتر (سطح اکسیژن خون) بر این اصل استوار است که میزان جذب نور قرمز و مادون قرمز بسته به میزان اکسیژن خون شما متفاوت است. نمودار زیر طیف جذب هموگلوبین اکسیژن (HbO2) و هموگلوبین بدون اکسیژن (Hb) است.

همانطور که از نمودار می بینید، خون بدون اکسیژن نور قرمز بیشتری (660 نانومتر) جذب می کند، در حالی که خون اکسیژن دار نور مادون قرمز بیشتری (880 نانومتر) جذب می کند. با اندازه گیری نسبت نور مادون قرمز IR و نور LED قرمز دریافتی توسط سنسور حساس نوری، سطح اکسیژن (SpO2) در خون محاسبه می شود.

پروژه عملی شمارش ضربان قلب از راه دور
پروژه عملی شمارش ضربان قلب از راه دور
این پروژه یک نبض شمار یا ضربان سنج قلب وایرلس است که براساس نور مادون قرمز انعکاس یافته ازگلبول های خون جاری در رگها کار میکند, در این پروژه از میکروکنترلر atmega8 استفاده شده است و سنسور مورد استفاده از نوع مادون قرمز میباشد, برنامه به زبان بیسیک نو...

مطلب پیشنهادی

پایه‌های خروجی ماژول MAX30102

چینش و عنوان پایه های ماژول را در تصویر زیر مشاهده می کنید

VIN  این پایه برای تغذیه ماژول مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌توان 3.3v تا 5v به آن اعمال کرد.

SCL این پایه برای کلاک ارتباط I2C مورد استفاده قرار میگیرد .

SDA این پایه برای مبادله دیتا در ارتباط I2C مورد استفاده قرار میگیرد .

INT این پایه وقفه است و می توان برای عملیات مختلف آن را برنامه ریزی کرد

IRD در صورتی که میخواهید LED مادون قرمز را به صورت خارجی درایو کنید از این پایه استفاده می شود.

RD در صورتی که میخواهید LED رنگ قرمز را به صورت خارجی درایو کنید از این پایه استفاده می شود.

GND این پایه زمین ماژول است.

اتصال ماژول MAX30102 به آردوینو

اکنون که همه چیز را در مورد ماژول می‌دانیم، می‌توانیم آن را به آردوینو متصل کنیم . برای شروع ابتدا تغذیه ماژول را وصل می کنیم . پایه VIN‌ ماژول را به 5 ولت و پایه GND ماژول را به یکی از پایه های GND آردوینو وصل می کنیم .

اکنون پایه SCL ماژول را به SCL آردوینو و پایه SDA را به پایه SDA آردوینو وصل می کنیم. دو پایه SDA و SDA که برای ارتباط I2C مورد استفاده قرار می‌گرند، ممکن است در برد های مختلف آردوینوی نام گذاری های متفاوتی داشته باشند .بردهای آردوینو که بر پایه Atmega328 طراحی می شوند پایه های آنالوگ A5 (SCL) و A4 (SDA) برای ارتباط I2C مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تصویر زیر سیم کشی را نشان می دهد.

نصب کتابخانه MAX30102 روی آردوینو

کتابخانه های مختلفی برای راه‌اندازی ماژول MAX30102 موجود هستند ولی ما در این آموزش از کتابخانه SparkFun Electronics استفاده می‌کنیم .با استفاده از این کتابخانه می توان از همه امکانات ماژول MAX30102 استفاده کرد . می توانید این کتابخانه را از داخل Arduino IDE Library Manager نصب کرد .

برای نصب کتابخانه ابتدا به مسیر زیر رفته

Sketch > Include Library > Manage Libraries

منتظر بمانید تا Library Manager فهرست کتابخانه ها را بارگیری کند و لیست کتابخانه های نصب شده را به روز کند.

اکنون کلمه MAX3010x را جستجو کنید و از بین نتایج پیدا شده کتابخانه SparkFun MAX3010x Pulse and Proximity Sensor را نصب کنید

استفاده از مثال های آماده کتابخانه MAX30102

کتابخانه SparkFun_MAX3010x دارای تعدادی مثال نمونه است. شما می توانید از این نمونه ها برای الگو برداری و نوشتن برنامه خود استفاده کنید. برای دسترسی به مثال های آماده به مسیر زیر بروید

 File > Examples > SparkFun MAX3010x Pulse and Proximity Sensor Library

مثال های آماده کتابخانه MAX30102

حالا نوبت آن رسیده مثال های کتابخانه را در عمل تست کنیم

مثال 1 : خواندن مقادیر LED ها در MAX30102

#include <Wire.h>
#include "MAX30105.h"
MAX30105 particleSensor;
void setup() {
	Serial.begin(9600);
	// Initialize sensor
	if (particleSensor.begin() == false) {
		Serial.println("MAX30102 was not found. Please check wiring/power.");
		while (1);
	}
	particleSensor.setup(); //Configure sensor. Use 6.4mA for LED drive
}
void loop() {
	Serial.print(" R[");
	Serial.print(particleSensor.getRed());
	Serial.print("] IR[");
	Serial.print(particleSensor.getIR());
	Serial.println("]");
}
در صورتی که سریال مانیتور آردوینو را باز کنید ، مقداری خوانده شده را می بینید . حالا اگر دست خود را روی سنسور بگذارید و دست خود را بردارید مقادیر به شکل زیر تغییر خواهند کرد
مثال 1 : خواندن مقادیر LED ها
همچنین اگر نرم افزار آردوینو شما نسخه بالای  v1.6.6 باشد می توانید با استفاده از Arduino Serial Plotter مقادیر دریافتی را به صورت نمودار نمایش دهید . برای این کار کافی است حلقه اصلی برنامه را با حلقه زیر جایگزین کنید

void loop() {
	Serial.print(particleSensor.getRed());
	Serial.print(", ");
	Serial.println(particleSensor.getIR());
}
حالا کدها را روی آردوینو آپلود کنید و به مسیر Tools > Serial Plotter بروید .هنگامی که دست خود را روی سنسور قرار دهید و دیتا به درستی خوانده شود، باید نموداری شبیه به تصویر زیر مشاهده کنید.
Arduino Serial Plotter

مثال 2 : تشخیص قرار گیری انگشت روی سنسور MAX30102

این مقال به ما کمک می کند که از ماژول بعنوان یک سنسور مجاورت استفاده کنیم و در صورتی که انگشت ما جلو سنسور بود آن را تشخیص دهد .

در این مثال در حلقه اولیه و زمان روشن شدن ماژول مقادیر را دریافت و از آن مقادیر بعنوان رفرنس استفاده می کند

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

MAX30105 particleSensor;

long samplesTaken = 0; //Counter for calculating the Hz or read rate
long unblockedValue; //Average IR at power up
long startTime; //Used to calculate measurement rate

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // Initialize sensor
  if (particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST) == false) { //Use default I2C port, 400kHz speed
    Serial.println("MAX30102 was not found. Please check wiring/power. ");
    while (1);
  }

  //Setup to sense up to 18 inches, max LED brightness
  byte ledBrightness = 0xFF; //Options: 0=Off to 255=50mA
  byte sampleAverage = 4; //Options: 1, 2, 4, 8, 16, 32
  byte ledMode = 2; //Options: 1 = Red only, 2 = Red + IR, 3 = Red + IR + Green
  int sampleRate = 400; //Options: 50, 100, 200, 400, 800, 1000, 1600, 3200
  int pulseWidth = 411; //Options: 69, 118, 215, 411
  int adcRange = 2048; //Options: 2048, 4096, 8192, 16384
  
  //Configure sensor with these settings
  particleSensor.setup(ledBrightness, sampleAverage, ledMode, sampleRate, pulseWidth, adcRange);

  particleSensor.setPulseAmplitudeRed(0); //Turn off Red LED
  particleSensor.setPulseAmplitudeGreen(0); //Turn off Green LED

  //Take an average of IR readings at power up
  unblockedValue = 0;
  for (byte x = 0 ; x < 32 ; x++) {
    unblockedValue += particleSensor.getIR(); //Read the IR value
  }
  unblockedValue /= 32;

  startTime = millis();
}

void loop() {
  samplesTaken++;

  Serial.print("IR[");
  Serial.print(particleSensor.getIR());
  Serial.print("] Hz[");
  Serial.print((float)samplesTaken / ((millis() - startTime) / 1000.0), 2);
  Serial.print("]");

  long currentDelta = particleSensor.getIR() - unblockedValue;

  Serial.print(" delta[");
  Serial.print(currentDelta);
  Serial.print("]");

  if (currentDelta > (long)100) {
    Serial.print(" Something is there!");
  }

  Serial.println();
}
حالا اگر انگشت خود را روی سنسور قرار دهید پیام “Something is there!” نمایش داده می شود.
تشخیص قرار گیری انگشت روی سنسور MAX30102
ماژول MAX30102 مقادیر را تا 18 بیت (مقادیر تا 262,144 ) به صورت دیجیتال به ما تحویل می دهد که دقت بسیار بالایی است .

مثال 3 : خواندن دما توسط ماژول MAX30102

مثال بعدی ما خواندن دما توسط سنسور MAX30102 و نمایش آن به درجه سانتیگراد و فارنهایت است. اگرچه از دما باید برای کالیبره کردن اندازه‌گیری‌های HR و SpO2 استفاده شود، اما اگر به یک سنسور دما حساس و با پاسخ سریع نیاز دارید، می‌تواند مفید باشد.

#include <Wire.h>

#include "MAX30105.h"
MAX30105 particleSensor;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Initializing...");

  // Initialize sensor
  if (particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST) == false) { //Use default I2C port, 400kHz speed
    Serial.println("MAX30102 was not found. Please check wiring/power. ");
    while (1);
  }

  //The LEDs are very low power and won't affect the temp reading much but
  //you may want to turn off the LEDs to avoid any local heating
  particleSensor.setup(0); //Configure sensor. Turn off LEDs

  particleSensor.enableDIETEMPRDY(); //Enable the temp ready interrupt. This is required.
}

void loop() {
  float temperature = particleSensor.readTemperature();

  Serial.print("temperatureC=");
  Serial.print(temperature, 4);

  float temperatureF = particleSensor.readTemperatureF();

  Serial.print(" temperatureF=");
  Serial.print(temperatureF, 4);

  Serial.println();
}
حالا سعی کنید سنسور را با انگشت خود گرم کنید، شما باید چیزی شبیه به خروجی زیر ببینید.
خواندن دما توسط ماژول MAX30102

مثال 4 : اندازه گیری ضربان قلب (BPM) با MAX30102

بخش جالب ماجرا از اینجا شروع میشه! در این مثال، ضربان قلب (ضربان در دقیقه یا BPM) را اندازه‌گیری می‌کنیم.

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

MAX30105 particleSensor;

const byte RATE_SIZE = 4; //Increase this for more averaging. 4 is good.
byte rates[RATE_SIZE]; //Array of heart rates
byte rateSpot = 0;
long lastBeat = 0; //Time at which the last beat occurred

float beatsPerMinute;
int beatAvg;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Initializing...");

  // Initialize sensor
  if (!particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) {
    Serial.println("MAX30102 was not found. Please check wiring/power. ");
    while (1);
  }
  Serial.println("Place your index finger on the sensor with steady pressure.");

  particleSensor.setup(); //Configure sensor with default settings
  particleSensor.setPulseAmplitudeRed(0x0A); //Turn Red LED to low to indicate sensor is running
  particleSensor.setPulseAmplitudeGreen(0); //Turn off Green LED
}

void loop() {
  long irValue = particleSensor.getIR();

  if (checkForBeat(irValue) == true) {
    //We sensed a beat!
    long delta = millis() - lastBeat;
    lastBeat = millis();

    beatsPerMinute = 60 / (delta / 1000.0);

    if (beatsPerMinute < 255 && beatsPerMinute > 20) {
      rates[rateSpot++] = (byte)beatsPerMinute; //Store this reading in the array
      rateSpot %= RATE_SIZE; //Wrap variable

      //Take average of readings
      beatAvg = 0;
      for (byte x = 0 ; x < RATE_SIZE ; x++)
        beatAvg += rates[x];
      beatAvg /= RATE_SIZE;
    }
  }

  Serial.print("IR=");
  Serial.print(irValue);
  Serial.print(", BPM=");
  Serial.print(beatsPerMinute);
  Serial.print(", Avg BPM=");
  Serial.print(beatAvg);

  if (irValue < 50000)
    Serial.print(" No finger?");

  Serial.println();
}
پس از آپلود کدها، انگشت خود را روی سنسور تا حد امکان ثابت نگه دارید و چند ثانیه صبر کنید تا قرائت ها منطقی شوند. نتیجه ای مثل تصویر زیر را خواهید دید.
 

اگر نتوانستید ضربان قلب خود را بگیرید موارد زیر را بررسی کنید

  • اگر انگشت خود را محکم روی سنسور فشار دهید، جریان خون در انگشت کم می شود و سنسور نمی تواند ضربان قلب شما را اندازه بگیرد و اگر خلی اهسته انگشتتان روی سنسور باشد نور محیط به زیر سنسور نشت پیدا می کند و بخاطظر نویز ایجاد شده باز سنسور نمی تواند به درستی ضربان قلب شما را اندازه بگیرد .
  • فشار متغیر انگشت شما به سنسور باعث می شود سنسور نتواند اطلاعات درستی بخواند ، بهتر است سنسور را با یک کش به انگشت خود و یا مانند مچ بند روی دست خود وصل کنید تا فشار ثابتی به سنسور وارد شود.
  • سنسور را در قسمت های مختلف بدن خود که دارای بافت مویرگی هستند (مانند لاله گوش یا لب پایین) امتحان کنید.

مثال 5 – اندازه گیری سطح اکسیژن خون (SpO2) با MAX30102

در آخرین مثال ، سطح اکسیژن خون (SpO2) را با استفاده از ماژول MAX30102 اندازه گیری می کنیم .

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

MAX30105 particleSensor;

#define MAX_BRIGHTNESS 255

#if defined(__AVR_ATmega328P__) || defined(__AVR_ATmega168__)
//Arduino Uno doesn't have enough SRAM to store 100 samples of IR led data and red led data in 32-bit format
//To solve this problem, 16-bit MSB of the sampled data will be truncated. Samples become 16-bit data.
uint16_t irBuffer[100]; //infrared LED sensor data
uint16_t redBuffer[100];  //red LED sensor data
#else
uint32_t irBuffer[100]; //infrared LED sensor data
uint32_t redBuffer[100];  //red LED sensor data
#endif

int32_t bufferLength; //data length
int32_t spo2; //SPO2 value
int8_t validSPO2; //indicator to show if the SPO2 calculation is valid
int32_t heartRate; //heart rate value
int8_t validHeartRate; //indicator to show if the heart rate calculation is valid

byte pulseLED = 11; //Must be on PWM pin
byte readLED = 13; //Blinks with each data read

void setup()
{
  Serial.begin(115200); // initialize serial communication at 115200 bits per second:

  pinMode(pulseLED, OUTPUT);
  pinMode(readLED, OUTPUT);

  // Initialize sensor
  if (!particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) //Use default I2C port, 400kHz speed
  {
    Serial.println(F("MAX30105 was not found. Please check wiring/power."));
    while (1);
  }

  Serial.println(F("Attach sensor to finger with rubber band. Press any key to start conversion"));
  while (Serial.available() == 0) ; //wait until user presses a key
  Serial.read();

  byte ledBrightness = 60; //Options: 0=Off to 255=50mA
  byte sampleAverage = 4; //Options: 1, 2, 4, 8, 16, 32
  byte ledMode = 2; //Options: 1 = Red only, 2 = Red + IR, 3 = Red + IR + Green
  byte sampleRate = 100; //Options: 50, 100, 200, 400, 800, 1000, 1600, 3200
  int pulseWidth = 411; //Options: 69, 118, 215, 411
  int adcRange = 4096; //Options: 2048, 4096, 8192, 16384

  particleSensor.setup(ledBrightness, sampleAverage, ledMode, sampleRate, pulseWidth, adcRange); //Configure sensor with these settings
}

void loop()
{
  bufferLength = 100; //buffer length of 100 stores 4 seconds of samples running at 25sps

  //read the first 100 samples, and determine the signal range
  for (byte i = 0 ; i < bufferLength ; i++)
  {
    while (particleSensor.available() == false) //do we have new data?
      particleSensor.check(); //Check the sensor for new data

    redBuffer[i] = particleSensor.getRed();
    irBuffer[i] = particleSensor.getIR();
    particleSensor.nextSample(); //We're finished with this sample so move to next sample

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

  //calculate heart rate and SpO2 after first 100 samples (first 4 seconds of samples)
  maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(irBuffer, bufferLength, redBuffer, &spo2, &validSPO2, &heartRate, &validHeartRate);

  //Continuously taking samples from MAX30102.  Heart rate and SpO2 are calculated every 1 second
  while (1)
  {
    //dumping the first 25 sets of samples in the memory and shift the last 75 sets of samples to the top
    for (byte i = 25; i < 100; i++)
    {
      redBuffer[i - 25] = redBuffer[i];
      irBuffer[i - 25] = irBuffer[i];
    }

    //take 25 sets of samples before calculating the heart rate.
    for (byte i = 75; i < 100; i++)
    {
      while (particleSensor.available() == false) //do we have new data?
        particleSensor.check(); //Check the sensor for new data

      digitalWrite(readLED, !digitalRead(readLED)); //Blink onboard LED with every data read

      redBuffer[i] = particleSensor.getRed();
      irBuffer[i] = particleSensor.getIR();
      particleSensor.nextSample(); //We're finished with this sample so move to next sample

      //send samples and calculation result to terminal program through UART
      Serial.print(F("red="));
      Serial.print(redBuffer[i], DEC);
      Serial.print(F(", ir="));
      Serial.print(irBuffer[i], DEC);

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

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

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

      Serial.print(F(", SPO2Valid="));
      Serial.println(validSPO2, DEC);
    }

    //After gathering 25 new samples recalculate HR and SP02
    maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(irBuffer, bufferLength, redBuffer, &spo2, &validSPO2, &heartRate, &validHeartRate);
  }
}
پس از آپلود کد، انگشت خود را روی سنسور تا حد امکان ثابت نگه دارید و چند ثانیه صبر کنید تا اطلاعات صحیح خوانده شوند. نتیجه  مثل تصویر زیر خواهید بود.
اندازه گیری سطح اکسیژن خون (SpO2) با MAX30102

امتیاز و دیدگاه کاربران

ارسال دیدگاه
برای ارسال دیدگاه لازم است ابتدا وارد حساب کاربری خود شوید

سان

یکی از ساده ترین و کاربردی ترین آموزش ها در مورد ماژول MAX30102 همین آموزش است ، دمتون گرممممممم .

بسیار سپاسگزارم. شنیدن این حرف از شما برایم افتخار بزرگی است. امیدوارم بتوانم در آینده نیز آموزش‌های مفیدتری ارائه دهم.

کامران محمودزاده
پاسخ
×
آموزش رایگان
×
به سبد خرید اضافه شد
×
به سبد خرید اضافه شد