Arduino Nano, MAX30100 և Bluetooth HC06 օգտագործելով զարկերակային օքսիմետր սարքը. 5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Ողջույն տղերք, Այսօր մենք մտադիր ենք կառուցել զգայական սարք `արյան մեջ թթվածնի մակարդակը և սրտի բաբախյունը ոչ ինվազիվ կերպով կարդալու համար` օգտագործելով MAX30100 սենսորը:

MAX30100- ը զարկերակային օքսիմետրիայի և սրտի զարկերի մոնիտորի տվիչի լուծույթ է: Այն համատեղում է երկու LED- ներ, ֆոտոդետեկտոր, օպտիմիզացված օպտիկա և ցածր աղմուկի անալոգային ազդանշանի մշակում ՝ իմպուլսային օքսիմետրիայի և սրտի բաբախման ազդանշանների հայտնաբերման համար: MAX30100- ը աշխատում է 1.8 Վ և 3.3 Վ սնուցման աղբյուրներից և կարող է անջատվել աննշան սպասման հոսանք ունեցող ծրագրակազմի միջոցով ՝ թույլ տալով, որ սնուցման աղբյուրը մշտապես միացված լինի:

Այս հոդվածի համար ես կօգտագործեմ Bluetooth մոդուլ HC-06 (աշխատում է ստրուկ ռեժիմում) ՝ կապված Arduino Nano- ի հետ: Այս կերպ մենք կարող ենք սարքից կարդացած տվյալները ուղարկել այլ սարքի կամ ինտերնետ: Նախնական առաջարկության մեջ բջջային հավելված է մշակվել `տվյալների վիզուալիզացիան դիտարկելու համար: Այնուամենայնիվ, այս բջջային Android հավելվածը չի լուսաբանվի այս հոդվածում:

Եկեք սկսենք!

Քայլ 1: Անհրաժեշտ նյութեր

Այս փորձի ընթացքում օգտագործված նյութը կարելի է տեսնել ստորև.

• Արդուինո Նանո
• Փոքր նախատախտակ
• Լարեր և թռիչքների շարք
• Bluetooth մոդուլ HC-06
• Սենսոր MAX30100
• LED
• Երկու ռեզիստոր 4.7k Օմ

Քայլ 2. MAX30100 լարերի միացում

Նախ, մենք պետք է մետաղալարենք MAX30100- ը Arduino- ի հետ օգտագործելու համար: Այս քայլի վերևի սխեմատիկ պատկերը ցույց կտա, թե ինչպես պետք է կատարվի էլեկտրագծերը:

Հիմնականում, մենք պետք է լարերը լարենք սենսորի վրա առկա կապումներով: Սոդայի պատրաստման համար անհրաժեշտ կլինի հեռացնել թռիչքի կանանց հատվածը: Jumper- ի արական հատվածը կօգտագործվի Arduino- ի վրա միանալու համար:

MAX30100- ն ունի հետևյալ կապում.

VIN, SCL, SDA, INT, IRD, RD, GND:

Այդ նպատակով մենք կօգտագործենք միայն VIN, SCL, SDA, INT և GND մուտքագրումները:

Խորհուրդներ. Սոդան կատարելուց հետո լավ է մի քիչ տաք սոսինձ մտցնել `սոդան պաշտպանելու համար (ինչպես տեսնում եք նկարում):

Քայլ 3: Լարացրեք Bluetooth HC-06 մոդուլը

Բացի այդ, մենք պետք է նույնը անենք Bluetooth HC06 մոդուլի համար:

Bluetooth մոդուլում ստացված ամբողջ տեղեկատվությունը սերիայի միջոցով կփոխանցվի Arduino- ին (մեր դեպքում):

Մոդուլի տիրույթը հետևում է bluetooth հաղորդակցության ստանդարտին, որը մոտավորապես 10 մետր է: Այս մոդուլն աշխատում է միայն ստրուկ ռեժիմում, այսինքն ՝ թույլ է տալիս այլ սարքերին միանալ դրան, բայց իրեն թույլ չի տալիս միանալ այլ bluetooth սարքերին:

Մոդուլն ունի 4 կապ (Vcc, GND, RX e TX): RX- ը և TX- ն օգտագործվում են միկրոկառավարիչի հետ սերիական եղանակով հաղորդակցվելու համար:

Կատարման ընթացքում որոշ խնդիրներ են հայտնաբերվել ՝ միաժամանակ օգտագործելով Bluetooth- ի համար TX և RX ելքերը ՝ USB- ի միջոցով հաղորդակցության կամ սերիայի միջոցով (որն օգտագործվում է Arduino- ն սնուցելու և ծածկագիրը բեռնելու համար) տախտակի վրա:

Այսպիսով, զարգացման ընթացքում A6 և A7 կապումներն ժամանակավորապես օգտագործվել են սերիական հաղորդակցության մոդելավորման համար: Softwareրագրային ապահովման գրադարանն օգտագործվել է ծրագրային ապահովման միջոցով սերիական պորտի աշխատանքը թույլատրելու համար:

Տեղեկանք. Bluetooth Պատկերի միացումն իրականացվում է https://www.uugear.com/portfolio/bluetooth-communication-between-raspberry-pi-and-arduino- ից

Քայլ 4. Հավաքեք սարքի կառուցվածքը ՝ հետևելով Bluetooth մոդուլին, LED- ին և Arduino- ին Protoboard- ում:

Հաջորդ քայլն այն է, որ բոլոր բաղադրիչները տեղադրվեն նախատախտակի մեջ և դրանք ճիշտ միացնեն:

Դուք կարող եք դա անել հիմա, ինչպես ցանկանում եք: Եթե ցանկանում եք օգտագործել մեկ այլ միկրոկառավարիչ, ինչպիսին է Arduino Uno- ն կամ ավելի մեծ տախտակը, ազատ զգացեք դա անել: Ես օգտագործել եմ ավելի փոքրը, քանի որ ինձ պետք էր ունենալ կոմպակտ սարք, որը հնարավոր կլիներ իրականացնել չափումը, ինչպես նաև տվյալները ուղարկել այլ սարքի:

Առաջին քայլը. Arduino- ն սպիտակ տախտակին ամրացնելը:

Կցեք Arduino Nano- ն նախատախտակի կենտրոնում:

Երկրորդ քայլ. Arduino- ում Bluetooth մոդուլի միացում:

Միացրեք bluetooth մոդուլը տախտակի հետևի մասում և միացրեք մետաղալարն Arduino- ում հետևյալ կերպ

1. RX Bluetooth- ից Arduino- ի TX1 կապին:
2. TX Bluetooth- ից մինչև RX0 քորոց Arduino- ում:
3. GND Bluetooth- ից GND (քորոց RX0- ի կողքին) Arduino- ում:
4. Vcc Bluetooth- ից մինչև 5V պին Arduino- ում:

Երրորդ քայլը. Arduino- ում MAX30100 սենսորի միացում:

1. VIN MAX30100- ից մինչև Arvino- ի 5V պին (նույնը, ինչ մենք ունենք Bluetooth քայլում):
2. SCL կապը MAX30100- ից մինչև A5 պինդ Arduino- ում:
3. SDA կապը MAX30100- ից մինչև A4 պին Arduino- ում:
4. INT կապը MAX30100- ից մինչև Ar2- ի A2 կապը:
5. GND կապում MAX30100- ից մինչև GND կապում Arduino- ում (կապում VIN- ի և RST- ի միջև):
6. Միացրեք մեկ ռեզիստոր: Մի ոտքը նույն 5 Վ -ի քորոցով մենք միացրեցինք Bluetooth- ը, իսկ մյուս մասը ՝ A4 կապում:
7. Միացրեք երկրորդ ռեզիստորը: Մի ոտքը նույնպես միացված է 5 վ պինին, իսկ մյուսը միանում է A5 պինին:

Կարևոր է. Որպեսզի MAX30100- ը ճիշտ աշխատի, մենք պետք է համապատասխանաբար այդ դիմադրողները քաշենք A4 և A5 կապումներին: Հակառակ դեպքում, մենք կարող ենք ականատես լինել սենսորային անսարքության, ինչպիսին է թույլ լույսը և հաճախ դրա ամբողջական չգործելը:

Չորրորդ քայլ. Կանաչի ավելացումը թույլ տվեց հստակ իմանալ, թե երբ է սրտի բաբախյունը չափվում սենսորով:

1. Միացրեք կանաչ led- ի (կամ ձեր նախընտրած այլ գույնի) ամենափոքր ոտքը GND կապին (նույնը, ինչ մենք միացրեցինք Bluetooth- ը):
2. Մյուս մասը միացրեք D2 կապին:

Քայլ 5: Ավարտելով մեր սարքի հավաքումը:

Այս պահին մենք արդեն ունենք սարքը հավաքված, բայց ոչ ծրագրավորված: Մենք ունենք Arduino- ին միացված bluetooth մոդուլը, ինչպես նաև MAX30100 սենսորը, որը կկատարի բոլոր տվյալների չափումը և կուղարկի այն Bluetooth մոդուլին, որն էլ իր հերթին կուղարկի այլ սարքի:

Այս հոդվածի համար նպատակը սարքի հավաքման ցուցադրումն էր: Հաջորդ մի քանի հոդվածներում ես կանդրադառնամ, թե ինչպես ծրագրավորել սարքը Arduino IDE- ի միջոցով: Այս պատկերում կարող եք տեսնել, թե ինչպես է աշխատելու սարքը ՝ տվյալները կարդալուց մինչև ձեր Android սարքում դիտելը:

Դուք ավարտել եք ձեր սեփական Pulse Oximeter սարքի չափումը `պարզապես ցածր գնով: Շարունակեք հետևել հաջորդ հոդվածին:: D