מכשיר דופק אוקסימטר באמצעות Arduino Nano, MAX30100 ו- Bluetooth HC06: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

היי חבר'ה, היום אנו הולכים לבנות מכשיר חושי לקריאת רמת החמצן בדם וקצב פעימות הלב בצורה לא פולשנית באמצעות חיישן MAX30100.

ה- MAX30100 הוא פתרון חיישן צג דופק אוקסימטריה ודופק לב. הוא משלב שני נוריות LED, פוטודקטור, אופטיקה מותאמת ועיבוד אותות אנלוגיים בעלי רעש נמוך לאיתור אוקסימטריה של דופק ואותות קצב לב. ה- MAX30100 פועל מספקי כוח של 1.8V ו -3.3V וניתן להפעיל אותו באמצעות תוכנה עם זרם המתנה זניח, מה שמאפשר את אספקת החשמל להישאר מחובר כל הזמן.

עבור מאמר זה, אני הולך להשתמש במודול Bluetooth HC-06 (הפועל במצב עבד) המשויך ל- Arduino Nano. בדרך זו נוכל לשלוח את הנתונים הנקראים מהמכשיר למכשיר אחר או לאינטרנט. בהצעה הראשונית פותחה אפליקציה לנייד במטרה להרהר בהדמיה של הנתונים. עם זאת, יישום Android זה לנייד לא יכוסה במאמר זה.

בואו נתחיל!

שלב 1: חומר הכרחי:

ניתן לראות את החומר המשמש בניסוי זה להלן:

• ארדואינו ננו
• פרוטובארד קטן
• חוטים וסט מגשרים
• מודול בלוטות 'HC-06
• חיישן MAX30100
• לד
• שני נגדים 4.7k אוהם

שלב 2: חיווט ה- MAX30100

ראשית, עלינו לחבר את ה- MAX30100 על מנת להשתמש בו עם Arduino. התמונה הסכמטית למעלה בשלב זה תראה כיצד יש לבצע את החיווט.

בעיקרון, אנחנו צריכים לספוג את החוטים בעזרת הסיכות הזמינות בחיישן. יהיה צורך להסיר את החלק הנקבי של המגשר כדי לייצר את הסודה. החלק הגברי של המגשר ישמש לעגון על הארדואינו.

ל- MAX30100 יש את הסיכות הבאות:

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

לשם כך נשתמש רק בכניסות VIN, SCL, SDA, INT ו- GND.

טיפים: לאחר ביצוע הסודה, טוב להכניס מעט דבק חם להגנה על הסודה (כפי שניתן לראות בתמונה).

שלב 3: חבר את מודול ה- Bluetooth HC-06

בנוסף, עלינו לעשות את אותו הדבר עבור מודול Bluetooth HC06.

כל המידע שיתקבל במודול ה- Bluetooth יועבר ל- Arduino (במקרה שלנו) באמצעות סדרה.

טווח המודולים עוקב אחר תקן התקשורת של בלוטות ', שהוא כ -10 מטרים. מודול זה פועל רק במצב עבדים, כלומר הוא מאפשר להתקנים אחרים להתקשר אליו, אך אינו מאפשר לעצמו להתחבר להתקני Bluetooth אחרים.

המודול כולל את 4 הפינים (Vcc, GND, RX e TX). ה- RX וה- TX משמשים לאפשר תקשורת עם המיקרו -בקר בצורה סדרתית.

במהלך הביצוע, כמה בעיות התגלו על ידי שימוש במקביל ביציאות TX ו- RX עבור Bluetooth יחד עם התקשורת או הסידורי באמצעות USB (המשמש להפעלת הארדואינו וטעינת הקוד) על הלוח.

כך, במהלך הפיתוח, סיכות A6 ו- A7 שימשו באופן זמני כדי לדמות תקשורת טורית. הספרייה SoftwareSerial שימשה לאפשר הפעלת יציאות טוריות באמצעות תוכנה.

הפניה: חיווט תמונות בלוטות 'הוא מ

שלב 4: הרכיב את מבנה המכשיר, בהתאם למודול בלוטות ', הנורית והארדואינו על הפרוטובארד

השלב הבא הוא לשים את כל הרכיבים בלוח הפרוטובור ולחבר אותם בצורה הנכונה.

אתה יכול לעשות את זה עכשיו כרצונך. אם אתה רוצה להשתמש במיקרו -בקר אחר כמו Arduino Uno או לוח גדול יותר, אל תהסס לעשות זאת. השתמשתי במכשיר קטן יותר, כיוון שהייתי צריך מכשיר קומפקטי שאפשר יהיה לבצע את המדידה וגם לשלוח את הנתונים למכשיר אחר.

שלב ראשון: הצמדת הארדואינו ללוח הלבן.

חבר את ה- Arduino Nano במרכז הלוח

שלב שני: חיבור מודול ה- Bluetooth בארדואינו.

חבר את מודול ה- Bluetooth בחלק האחורי של הלוח וחבר גם את החוט בארדואינו כדלקמן:

1. RX מ- Bluetooth לסיכה TX1 בארדואינו.
2. TX מ- Bluetooth לסיכה RX0 בארדואינו.
3. GND מ- Bluetooth ל- GND (סיכה מלבד סיכת RX0) בארדואינו.
4. Vcc מ- Bluetooth לסיכה של 5V בארדואינו.

שלב שלישי: חיבור חיישן MAX30100 בארדואינו.

1. VIN מ- MAX30100 לסיכה 5V בארדואינו (כמו שיש לנו בשלב ה- Bluetooth).
2. סיכת SCL מ- MAX30100 לסיכה A5 בארדואינו.
3. סיכת SDA מ- MAX30100 לסיכה A4 בארדואינו.
4. סיכת INT מ- MAX30100 לסיכה A2 בארדואינו.
5. סיכת GND מ- MAX30100 לסיכת ה- GND בארדואינו (סיכה בין VIN ל- RST).
6. חבר נגד אחד. רגל אחת באותו פין 5V חיברנו את ה- Bluetooth ואת החלק השני בסיכה A4.
7. חבר את הנגד השני. רגל אחת גם מחוברת בסיכת 5v והשנייה מתחברת לסיכה A5.

חשוב: על מנת לגרום ל- MAX30100 לפעול כראוי, עלינו למשוך נגדים אלה בהתאמה לסיכות A4 ו- A5. אחרת, אנו עשויים לחזות בתקלה בחיישן, כגון אור עמום ולעתים קרובות אי תפקוד מוחלט של אותו.

שלב רביעי: הוספת ירוק הובילה לידיעה המדויקת של מד הדופק על ידי החיישן.

1. חבר את הרגל הקטנה ביותר של הלד הירוק (או צבע אחר שאתה עשוי להעדיף) לסיכת ה- GND (כמו שחיברנו את ה- Bluetooth).
2. חבר את החלק השני לסיכה D2.

שלב 5: סיום הרכבת המכשיר שלנו

בשלב זה כבר יש לנו את המכשיר מורכב אך לא מתוכנת. יש לנו את מודול ה- Bluetooth המחובר ל- Arduino, כמו גם את חיישן MAX30100, שיבצע את כל מדידות הנתונים וישלח אותו למודול ה- Bluetooth, אשר בתורו ישלח למכשיר אחר.

עבור מאמר זה, המטרה הייתה להדגים את הרכבת המכשיר. במאמרים הבאים אעסוק כיצד לתכנת את המכשיר באמצעות Arduino IDE. אתה יכול לראות בתמונה זו כיצד המכשיר יפעל, החל מקריאת נתונים ועד צפייה במכשיר האנדרואיד שלך.

סיימת לבצע מדידת מכשיר דופק אוקסימטר משלך רק בעלות נמוכה. המשך לעקוב אחר המאמר הבא!: ד