אוקסימטר הדופק הוא מכשיר רפואי המשמש למדידת רוויה חמצן בדם לא פולשני. מהנדס חשמל בשם טאקו אויאגי המציא אותו בניהון קוהדן בשנת 1972. לאחר מכן, הושק אוקסימטר הדופק הראשון בשנת 1973. בעוד שעיקרון הבסיס של אוקסימטרי הדופק נותר זהה יש למאמצים מתמשכים להתקדם בטכנולוגיה כמו פיתוח אלגוריתמים לסינון רעשים ולשאת התקדמות בתנאים שונים. אנשי מקצוע בתחום הרפואה משתמשים במכשירים אלה במסגרות טיפול קריטיות כמו בתי חולים או חדרים. מאמר זה מספק את סקירה, עבודה ויישומים של MAX30100 Oximeter.
מהו אוקסימטר הדופק Max30100?
MAX30100 הוא אוקסימטר דופק המשלב אוקסימטרי דופק ומוניטור דופק חיישנים ו אז הוא כולל שני נוריות LED, גלאי פוטו, אופטיקה אופטימלית ועיבוד אות אנלוגי עם רעש נמוך כדי לשים לב לדופק-אוקסימטריה כמו גם לאותות קצב לב. מתח ההפעלה של מודול זה נע בין 1.8 וולט וספקי חשמל 3.3 וולט.
התוכנה יכולה להפיל אותה עם זרם המתנה מינורי על ידי שמירה על ספק כוח מחובר בכל עת. דופק MAX30100 מודד את רמות הרוויה של חמצן בדם, דופק וכוח דופק. אז היא משתמשת בטכניקה לא פולשנית למדידת רמות הרוויה של החמצן בתוך הדם.
כיצד פועל אוקסימטר MAX30100?
חיישן הדופק של MAX30100 פועל על ידי מדידת רוויה חמצן בדם או SPO2 וקצב לב עם PPG (Photoplethysmography) עם אינפרא אדום ואדום נוריות LED , גלאי פוטו ועיבוד אותות לבחינת ספיגת אור לאורך כל האצבע. מודול MAX30100 מכיל קבוצה של נוריות LED המייצרות אור צבע אדום מונוכרומטי באורך גל 660 ננומטר ואור IR באורך גל של 940 ננומטר.
כאשר הפוטודיוד פולט אור, הוא מכה באצבע, ודם מחומצן סופג אותו בעוד שהאור שנותר משקף דרך האצבע ומכה את הגלאי. אז הגלאי מבחין ומעבד את האותות על ידי מתן הפלט. חיישן זה מתפקד על פרוטוקול התקשורת הסידורי I2C.
תצורת PIN:
להלן תצורת סיכת ה- Oximeter Max30100 מוצגת להלן. מודול זה כולל שבעה סיכות עם מופעלות I2c פרוטוקול תקשורת לתקשורת עם בקר המיקרו.
- Pin-1 (יין): זהו סיכת מתח קלט של מודול אוקסימטר הדופק שניתן לחבר ל -3.3 וולט (או) פלט 5 וולט מהבקר שלך. =
- PIN-2 (SCL): זהו סיכת CLK I2C - סידורית של המודול, המשמשת לתקשורת סדרתית של i2C, המחוברת לקו השעון I2C של הבקר שלך.
- PIN-3 (SDA): זהו סיכת נתונים I2C - סידורי נתונים של המודול המחובר לקו הנתונים I2C של מיקרו -בקר שלך.
- Pin-4 (int): זהו סיכת הפרעה נמוכה פעילה של מודול אוקסימטר הדופק המתוכנת לייצר הפרעה לכל דופק.
- PIN-5 (IRD): זוהי נקודת חיבור לנהג LED ואינפרא אדום, היא משלבת מנהל התקן LED כדי להניע אותות LED למדידות SPO2 ו- HR.
- PIN-6 (RD): זוהי נקודת חיבור קתודה אדומה של LED ונקודת חיבור לנהג LED, המשמשת להנעת ה- LED האדום. אם אינך רוצה לנהוג בעצמך ב- LED האדום, השאר אותו ללא קשר.
- PIN-7 (GND): זהו סיכת הקרקע של המודול.
תכונות ומפרטים:
THE מאפיינים ומפרטים של אוקסימטר הדופק Max30100 כלול את הדברים הבאים.
- MAX30100 הוא מודול אוקסימטר דופק.
- מודול זה כולל שבעה סיכות.
- מתח ההפעלה שלו נע בין 1.8 וולט ל -3.3 וולט
- זרם הקלט הוא 20mA.
- מודול זה שילב ביטול אור הסביבה.
- יש לו פלט נתונים מהיר וקצב מדגם גבוה.
- זרם האספקה הוא 1200UA.
- זרם LED נע בין 0 mA ל- 50 mA.
- רוחב דופק LED נע בין 200us ל- 1.6ms.
- אספקת החשמל שלה נעה בין 3.3 וולט ל -5.5 וולט.
- השרטוט הנוכחי במהלך המדידות הוא ~ 600μA ו- 0.7μA במהלך מצב המתנה.
- אורך הגל האדום של LED הוא 660 ננומטר.
- אורך הגל של LED IR הוא 880 ננומטר.
- דיוק הטמפרטורה הוא ± 1˚C.
- טמפרטורת ההפעלה נעה בין -40C ל- +85C.
שווה ערך וחלופות
שווה ערך ל- Max30100 דופק אוקסימטר הוא MAX30102 IC. חלופות ל- MAX30100 דופק אוקסימטרות הן; Pulse 3+, FSH 7060, ROHM BH1792GLC, Proto Central AFE4490 וכו '.
MAX30100 דופק אוקסימטר ממשק עם ארדואינו
הנה כיצד לממשק את מודול חיישן אוקסימטר Max30100 עם Arduino מוצג להלן. המודול מודד דופק וחמצן בדם. ריכוז החמצן בדם, המכונה SPO2, מראה קריאות באחוזים, ואילו פעימות הלב/הדופק מציגות קריאות ב- BPM.
חיישן MAX30100 אוקסימטרי דופק וצג דופק משלב בעיקר שני נוריות LED, א גלאי פוטו , אופטיקס אופטימיזציה ועיבוד אות אנלוגי עם רעש נמוך כדי לשים לב לאותות אוקסימטרי דופק ואותות קצב לב. כאן ניתן להשתמש בחיישן זה עם כל בקר מיקרו כדי למדוד את הפרמטרים הבריאותיים של המטופל בקלות.
הנדרש רכיבים כדי להפוך את המודול הזה בעיקר לכלול; AN ארדואינו אחד לוח, Max30100 חיישן אוקסימטר דופק, 16 × 2 LCD , 10K פוטנציומטר, קרש לחם וחוטי חיבור. החיבורים של ממשק זה עוקבים כדלקמן;
- חבר את סיכת ה- VIN של מודול Max30100 ל- 5V (OR) 3.3 וולט של ארדואינו.
- סיכת ה- GND של המודול מחוברת לסיכת GND של לוח הארדואינו.
- חבר את סיכות ה- I2C של MAX30100 של MAX30100 כמו SCL ו- SDA לסיכות A5 ו- A4 של Arduino.
קוד:
להלן הקוד הנדרש עבור MAX30100 Oximeter Pulse Oximeter עם Arduino. קוד מקור זה נכתב במסגרת תוכנית C בעיקר עבור Arduino IDE. אז קוד זה מציג את הערך בצג הסידורי.
#כלול
#כלול 'max30100_pulseoximeter.h'
#הגדר דיווח_פרוד_ממס 1000
Pulseoximeter Pox;
UINT32_T TSLASTREPORT = 0;
בטל OnBeatDetected ()
{
Serial.println ('פעימה!');
}
הגדרת ריק ()
{
Serial.Begin (115200);
Serial.print ('אתחול דופק אוקסימטר ..'); // לאתחל את מופע ה- Pulseoximeter
// כישלונות נובעים בדרך כלל מחיווט I2C לא תקין, חסרים אספקת חשמל
// או שבב יעד שגוי
אם (! pox.begin ()) {
Serial.println ('נכשל');
עֲבוּר(;;);
} אחרת {
Serial.println ('הצלחה');
}
pox.setirledcurrent (max30100_led_curr_7_6ma);
// רשום התקשרות חוזרת לגילוי פעימות
pox.setonbeatdetectedcallback (onbeatdetected);
}
לולאה בטלה ()
{
// הקפד להתקשר לעדכון במהירות האפשרית
pox.update ();
if (millis () - tslastreport> דיווח_פרוד_ממס) {
Serial.print ('דופק:');
Serial.print (pox.getHreadtrate ());
Serial.print ('BPM / SPO2:');
Serial.print (pox.getspo2 ());
Serial.println ('%');
tslastreport = millis ();
}
}
עובד
לאחר העלאת קוד ה- Max30100 Oximeter Arduino מועלה ואז פתח את המסך הסידורי כדי לצפות בערכים. בהתחלה, ערכי ה- BPM ו- SPO2 יופיעו כערך הלא נכון אך בקרוב תוכלו לפקח על הקריאה היציבה הנכונה.
יתרונות וחסרונות
THE היתרונות של אוקסימטר הדופק Max30100 כלול את הדברים הבאים.
- למודול זה יש פעולת כוח נמוכה במיוחד.
- יש לו צריכת חשמל נמוכה המרחיבה חיי סוללה בתוך מכשירים לבישים.
- עיצוב מודול זה הוא קטן, קומפקטי, אופטימלי וידידותי לביש.
- יש לו ביטול ALC או Abient Light Light המפחית את ההפרעות מאור הסביבה כדי להבטיח קריאות מדויקות אפילו בסביבה מוארת בהירה.
- למודול זה יחס SNR או יחס של אות לרעש.
- יש לו יכולת פלט נתונים מהירה המאפשרת עיבוד נתונים יעיל ומהיר של חיישנים.
- מודול זה משלב את כל הרכיבים הנדרשים אשר מפשט את העיצוב ומוריד את ההכרח של רכיבים חיצוניים.
- זה מאפשר תכנות של זרם LED ורוחב הדופק על ידי מתן דיוק מדידה ואופטימיזציה של צריכת חשמל.
- חיישן הטמפרטורה על השבב מסייע באיזון שגיאות קריאה המתרחשות כתוצאה מתנודות בטמפרטורת הסביבה.
- הוא משתמש בממשק I2C לתקשורת פשוטה באמצעות בקר מיקרו.
THE חסרונות של אוקסימטר הדופק Max30100 כלול את הדברים הבאים.
- הצבת אצבעות שגויה או מגע לא מספק מוביל לנתונים שגויים.
- חפצי תנועה כמו התקפים או רעד יכולים להפריע לגילוי ופרשנות אותות אשר גורמים לקריאות שגויות.
- תאורה בעצימות גבוהה אורות פלורסנט במיוחד יכולים להכשיל את קריאות החיישנים.
- דיוק חיישן זה יכול להיות מושפע מצבע ורוחב העור.
- לק מפריע ליכולתו של החיישן לאתר במדויק את רמות החמצן בדם.
- זלוף היקפי לקוי בגלל יתר לחץ דם או קור יכול להוביל לגל דופק לא מספיק ולקריאות שגויות.
- קריאות BP סיסטוליות היפוטוטיביות <80 מ'מ Hg יכולות לגרום לקריאות אוקסימטרי דופק שגויות ומשתנות.
- התרחשותם של רמות המוגלובין לא תקינות עלולות להוביל לקריאות SPO2 שגויות.
- לחץ רב מדי יכול להדק את זרימת הדם הנימית, מה שמקטין את אמינות הנתונים.
יישומים
היישומים של אוקסימטר הדופק Max30100 כוללים את הדברים הבאים.
- אוקסימטר הדופק מסייע לאנשי מקצוע בתחום הבריאות לסקור את רמות הרוויה בחמצן בקרב חולים על ידי בעיות נשימה (או) לב וכלי דם על ידי מתן התערבויות בזמן.
- הדיוק של החיישן בקריאות הוא בסיסי להכרת היפוקסמיה שיכולה להימנע מסיבוכים בתנאי אי ספיקת לב ותנאי COPD.
- זה עוקב אחר סימנים חיוניים ברציפות על ידי מתן לצרכנים תובנות לגבי בריאותם ורווחתם במהלך היום.
- חיישן זה מאפשר ניטור דופק וחמצן בדם בזמן אמת על ידי הפיכתו לכלי יקר עבור אנשים וספורטאים עם מצבי לב או נשימה.
- הנתונים שנאספו של חיישן הדופק אוקסימטר יכולים להתאים אישית את תוכניות ההדרכה ולתת משוב למפעילים על ביצועיהם.
- התחום החינוכי משתמש במודול זה כדי להראות כיצד מודולים אלה מתפקדים ומעניקים תובנות לגבי עיבוד אות ביו.
- לוח הארדואינו תואם היטב את המודול הזה, מה שהופך אותו לכלי שימושי עבור חובבים ותלמידים ללמוד חישה ביולוגית ואלקטרוניקה.
- עוקבי כושר משתמשים במודול זה לניטור דופק רציף וניטור רוויה בחמצן על ידי מתן נתונים מיידיים לשיפור הטיפול בחולים.
אנא עיין בקישור זה עבור MAX30100 דופק אוקסימטר ו
לפיכך, זוהי סקירה של מודול ה- Max30100 Oximeter Pulse, Pinout, תכונות, מפרטים, עבודה ויישומים. זהו מודול רב -תכליתי שיש לו יכולות ניטור דופק ודופק אוקסימטרי המספק פיתרון יעיל וקומפקטי למכשירים לבישים שונים כמו ציוד ניטור רפואי ומעקב כושר. אז זה ידוע בזכות צריכת החשמל הנמוכה והדייקנות שלו. הנה שאלה עבורך, מהי MAX30102 IC?
