MAX30102: હાર્ટ રેટ મોનિટર અને Arduino માટે ઓક્સિમીટર મોડ્યુલ

આ બધા સમય દરમિયાન, અમે મોટી સંખ્યામાં બતાવ્યા છે ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો સાથે સુસંગત Arduino અથવા સુસંગત જેવા બોર્ડ, તેમજ અન્ય ઘણી નિર્માતા અથવા DIY નોકરીઓ માટે. હવે અમે તમને મોડ્યુલનો પરિચય આપીશું MAX30102, જેમાં પલ્સ અને બ્લડ ઓક્સિજનને માપવા માટે સેન્સરનો સમાવેશ થાય છે.

આ રીતે, તમે વેરેબલ્સ પણ બનાવી શકો છો જેમ કે સ્વ-નિર્મિત પ્રવૃત્તિ બ્રેસલેટ અથવા હાર્ડવેર માટે આરોગ્યની સ્થિતિનું નિરીક્ષણ કરો આ ઉપકરણમાં હાર્ટ રેટ મોનિટર અને ઓક્સિમીટરના એકીકરણને કારણે વ્યક્તિનો બાયોમેટ્રિક ડેટા અથવા તે વ્યક્તિનો ટેલિમેટ્રી પ્રદાન કરે છે...

હાર્ટ રેટ મોનિટર શું છે? તે કેવી રીતે કામ કરે છે?

Un પલ્સ સેન્સર અથવા હાર્ટ રેટ મોનિટર તે એક ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ છે જેનો ઉપયોગ વાસ્તવિક સમયમાં વ્યક્તિના હૃદયના ધબકારા માપવા માટે થાય છે. તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે રમતગમતના ક્ષેત્રમાં તાલીમ દરમિયાન અથવા દૈનિક ધોરણે પ્રદર્શન અને પ્રયત્નોનું નિરીક્ષણ કરવા માટે થાય છે. હાર્ટ રેટ મોનિટર એથ્લેટ્સમાં લોકપ્રિય છે, પરંતુ તે હૃદયના ધબકારા, એટલે કે, હૃદયના ધબકારા અથવા પ્રતિ મિનિટ ધબકારા જાણવા માટે તબીબી કેન્દ્રોમાં એક મૂળભૂત ઉપકરણ પણ છે:

PR Bpm: ધબકારા બતાવે છે, એટલે કે, ધબકારા પ્રતિ મિનિટ.

તમામ કિસ્સાઓમાં, ધ સેન્સર દરેક ધબકારા સાથે લોહીના જથ્થામાં ફેરફારને કેપ્ચર કરે છે. આ વિવિધતાને વિદ્યુત સંકેતમાં અનુવાદિત કરવામાં આવે છે જે હૃદયના ધબકારા મેળવવા માટે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. કેટલાક હાર્ટ રેટ મોનિટરમાં રીડિંગ્સની ચોકસાઈને સુધારવા માટે એમ્પ્લીફિકેશન અને નોઈઝ કેન્સલેશન સર્કિટનો પણ સમાવેશ થાય છે.

ઓક્સિમીટર શું છે? તે કેવી રીતે કામ કરે છે?

Un ઓક્સિમીટર એ તબીબી અથવા રમતગમતનું ઉપકરણ છે જેનો ઉપયોગ લોહીમાં ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ માપવા માટે થાય છે. આ ઉપકરણ 0 થી 100% સુધીના મૂલ્યો સાથે બ્લડ ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ ડેટા પ્રદાન કરે છે. તે જ ઉપકરણ માટે હાર્ટ રેટ વિકલ્પનો પણ સમાવેશ કરવો સામાન્ય છે, જે દેખરેખ અથવા રેકોર્ડિંગ માટેની તમામ માહિતી સૂચવે છે.

ડેટા કે ઓક્સિમીટર માપે છે છે:

% SpO2: રક્તમાં ઓક્સિજન સંતૃપ્તિની ટકાવારીનો ઉલ્લેખ કરે છે.

ઓક્સિમીટરને ક્લેમ્પની જેમ એવી રીતે મૂકવામાં આવે છે કે તે આપણી આંગળીના આકારશાસ્ત્રને અનુરૂપ હોય અથવા તેને શરીરના અન્ય સ્થળોએ પણ મૂકી શકાય, જેમ કે હાર્ટ રેટ મોનિટરની બાબતમાં, જેમ કે કાંડા, ઘણી પ્રવૃત્તિ કડાઓમાં જોઈ શકાય છે. ,

તેમના ઓપરેશન અંગે, ઓક્સિમીટર અલગ અલગ ઉત્સર્જન કરે છે પ્રકાશ તરંગલંબાઇ જે ત્વચામાંથી પસાર થાય છે. આ પ્રકાશ પર શું કાર્ય કરે છે તે હિમોગ્લોબિન છે, જે ઓક્સિજનના પરિવહન માટે જવાબદાર રક્ત પરમાણુ છે, જે તે પરિવહન કરે છે તે ઓક્સિજનના સ્તરને આધારે પ્રકાશના વિવિધ પ્રમાણને શોષી લે છે. વિગતવાર પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:

પ્રકાશ ઉત્સર્જન- ઓક્સિમીટર બે તરંગલંબાઇના પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે, એક લાલ અને એક ઇન્ફ્રારેડ, જે ઉપકરણ પર મૂકેલી આંગળીમાંથી પસાર થાય છે.
પ્રકાશ શોષણ: હિમોગ્લોબિન, લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં એક પરમાણુ કે જે ઓક્સિજનનું વહન કરે છે, આ લાઇટ્સની વિવિધ માત્રામાં શોષણ કરે છે. ઓક્સિજનથી ભરપૂર હિમોગ્લોબિન (ઓક્સિહેમોગ્લોબિન) અને ઓક્સિજન-મુક્ત હિમોગ્લોબિન (ડીઓક્સીહેમોગ્લોબિન) અલગ અલગ પ્રકાશ શોષણ ગુણધર્મો ધરાવે છે.
પ્રકાશ શોધ: પ્રકાશ ઉત્સર્જકની વિરુદ્ધ બાજુએ એક ડિટેક્ટર આંગળીમાંથી પસાર થયેલા પ્રકાશને એકત્રિત કરે છે.
ઓક્સિજન સંતૃપ્તિની ગણતરી- ઉપકરણ ઓક્સિહિમોગ્લોબિન અને ઓક્સિહેમોગ્લોબિન અને ડીઓક્સીહેમોગ્લોબિન બંનેમાં હાજર હિમોગ્લોબિનની કુલ માત્રા સાથેના ગુણોત્તરની ગણતરી કરે છે. આ પ્રમાણ રક્ત ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ (%SpO2) ની ટકાવારી તરીકે રજૂ થાય છે. આ વિદ્યુત સંકેતોને આંકડાકીય મૂલ્યમાં અનુવાદિત કરવા માટે અર્થઘટન કરવામાં સક્ષમ પ્રોસેસર દ્વારા કરવામાં આવે છે.

MAX30102 મોડ્યુલ શું છે?

સેન્સર MAX30102, મેક્સિમ ઇન્ટિગ્રેટેડ દ્વારા ઉત્પાદિત, એક સંકલિત ઉપકરણ છે જે હાર્ટ રેટ મોનિટર અને ઓક્સિમીટરની કાર્યક્ષમતાને જોડે છે. આ સેન્સરનો ઉપયોગ માઇક્રોકન્ટ્રોલર જેમ કે Arduino સાથે સરળતાથી કરી શકાય છે. MAX30102 આ પેઢીના ઓપ્ટિકલ સેન્સરની MAX3010x શ્રેણીની છે.

તેનું ઓપરેશન લોહી દ્વારા પ્રકાશ શોષણની વિવિધતા પર આધારિત છે, તેના આધારે ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ સ્તર, અને પલ્સ જેમ કે મેં અગાઉના બે વિભાગોમાં ઉલ્લેખ કર્યો છે. આ સેન્સર બે LED, એક લાલ અને એક ઇન્ફ્રારેડથી સજ્જ છે. તે ત્વચા પર મૂકવામાં આવે છે, જેમ કે આંગળી અથવા કાંડા પર, અને ઓક્સિજન સંતૃપ્તિની ડિગ્રી નક્કી કરવા માટે પ્રતિબિંબિત પ્રકાશને શોધે છે.

MAX30102 સાથે સંચાર કરવામાં આવે છે I2C બસ દ્વારા, Arduino જેવા માઇક્રોકન્ટ્રોલર સાથે જોડવાનું સરળ બનાવે છે. MAX30102 ને ડબલ પાવર સપ્લાયની જરૂર છે: તર્ક માટે 1.8V અને LEDs માટે 3.3V. સામાન્ય રીતે 5V મોડ્યુલ પર જોવા મળે છે જેમાં પહેલાથી જ જરૂરી લેવલ મેચિંગનો સમાવેશ થાય છે.

MAX30102 એ સેન્સર છે જેનો ઉપયોગ ઘર અથવા રમતગમતના પ્રોજેક્ટ્સમાં થાય છે, એટલે કે, વ્યાવસાયિક તબીબી ઉપયોગ માટે તેની પર્યાપ્ત વિશ્વસનીયતા અને સંવેદનશીલતા ન હોઈ શકે.

La ઓપ્ટિકલ પલ્સ ઓક્સિમેટ્રી લોહીમાં ઓક્સિજન સંતૃપ્તિની ટકાવારી નક્કી કરવા માટે તે બિન-આક્રમક પદ્ધતિ છે. મેં અગાઉ ઉલ્લેખ કર્યો તેમ, તે વિવિધ તરંગલંબાઇઓ માટે હિમોગ્લોબિન (Hb) અને ઓક્સિહેમોગ્લોબિન (HbO2) ના પ્રકાશ શોષણ ગુણાંકમાં તફાવત પર આધારિત છે. ઓક્સિજનથી સમૃદ્ધ લોહી વધુ ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશને શોષી લે છે, જ્યારે ઓક્સિજનમાં ઓછું લોહી વધુ લાલ પ્રકાશને શોષી લે છે. શરીરના એવા વિસ્તારોમાં જ્યાં ત્વચા પૂરતી પાતળી હોય અને નીચે રક્તવાહિનીઓ હોય, આ તફાવતનો ઉપયોગ ઓક્સિજન સંતૃપ્તિની ડિગ્રી નક્કી કરવા માટે કરી શકાય છે.

પલ્સ અને બ્લડ ઓક્સિજન સેન્સર સાથે MAX30102 મોડ્યુલની વિશેષતાઓ

MAX30102 માં શામેલ છે:

2x LEDs, એક લાલ (660nm) અને એક ઇન્ફ્રારેડ (880nm)
પ્રતિબિંબિત પ્રકાશને માપવા માટે 2x ફોટોડાયોડ્સ
18-બીટ ADC કન્વર્ટર પ્રતિ સેકન્ડ 50 થી 3200 નમૂનાના નમૂના દર સાથે.
આ ઉપરાંત, તેમાં સિગ્નલ એમ્પ્લીફિકેશન અને ફિલ્ટરિંગ, એમ્બિયન્ટ લાઇટ કેન્સલેશન, 50-60Hz (કૃત્રિમ પ્રકાશ) ની ફ્રીક્વન્સીઝનો અસ્વીકાર અને તાપમાન વળતર માટે જરૂરી ઇલેક્ટ્રોનિક્સ છે.

મોડ્યુલ વપરાશ 50mA સુધી પહોંચી શકે છે માપન દરમિયાન, જો કે માપ દરમિયાન 0.7µA ના નીચા પાવર મોડ સાથે, તીવ્રતાને પ્રોગ્રામેટિક રીતે એડજસ્ટ કરી શકાય છે.

કિંમત અને ક્યાં ખરીદવી

પલ્સ અને બ્લડ ઓક્સિજન માપવા માટે MAX30102 સેન્સર તેઓ ખૂબ સસ્તા છે. આ મોડ્યુલ્સ eBay, Aliexpress અથવા Amazon જેવી સાઇટ્સ પર માત્ર થોડા યુરોમાં તમારા હોઈ શકે છે. તમે જોશો કે ત્યાં ઘણા પ્રકારો છે, અને અમે નીચેની ભલામણ કરીએ છીએ:

HiLetgo MAX30102 હાર્ટ...

DAOKAI MAX30102 મોડ્યુલ...

વ્હાડા સેન્સર...

Arduino સાથે જોડાણો અને ઉદાહરણ

Arduino સાથે MAX30102 નું પરીક્ષણ કરવા માટે, પ્રથમ વસ્તુ આ મોડ્યુલને Arduino બોર્ડ સાથે જોડવાનું છે. આ જોડાણ ખૂબ સરળ છે, તમારે ફક્ત નીચેનાને કનેક્ટ કરવું પડશે:

મોડ્યુલનું Vcc Arduino બોર્ડના 5V આઉટપુટ સાથે જોડાયેલ હોવું જોઈએ.
મોડ્યુલનો GND Arduino બોર્ડના GND સોકેટ સાથે જોડાયેલ હોવો જોઈએ.
મોડ્યુલનું SCL એ Arduino બોર્ડના એનાલોગ ઇનપુટ્સમાંથી એક સાથે જોડાયેલ હોવું જોઈએ, જેમ કે A5.
મોડ્યુલનું SDA એ Arduino બોર્ડના અન્ય એનાલોગ ઇનપુટ્સ સાથે જોડાયેલ હોવું જોઈએ, જેમ કે A4.

એકવાર MAX30102 બોર્ડ અને Arduino બોર્ડ વચ્ચે યોગ્ય જોડાણો સ્થાપિત થઈ જાય, પછી તે કાર્ય કરવા માટે સ્રોત કોડ અથવા સ્કેચ લખવાનું અને પ્રશ્નમાં રહેલી વ્યક્તિ પાસેથી બાયોમેટ્રિક ડેટા પ્રાપ્ત કરવાનું શરૂ કરવાનું રહેશે. આ નીચેનો કોડ લખવા જેટલું સરળ છે અરડિનો આઇડીઇ અને બોર્ડને પ્રોગ્રામ કરો:

તેનો ઉપયોગ કરવા માટે તમારે Arduino IDE માં લાઇબ્રેરી ઇન્સ્ટોલ કરવાની પણ જરૂર છે. લાઇબ્રેરી સ્પાર્કફન દ્વારા વિકસાવવામાં આવી છે, અને અહીં ઉપલબ્ધ છે https://github.com/sparkfun/SparkFun_MAX3010x_Sensor_Library.

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

MAX30102 pulsioximetro;


#define MAX_BRIGHTNESS 255


#if defined(__AVR_ATmega328P__) || defined(__AVR_ATmega168__)
//Arduino Uno no tiene suficiente SRAM para almacenar 100 muestreos, por lo que hay que truncar las muestras en 16-bit MSB.
uint16_t pulsoBuffer[100]; //infrared LED sensor data
uint16_t oxiBuffer[100];  //red LED sensor data

#else
uint32_t pulsoBuffer[100]; //Sensores
uint32_t oxiBuffer[100];  

#endif

int32_t BufferLongitud; //Longitud de datos
int32_t spo2; //Valor de SPO2
int8_t SPO2valido; //Indicador de validez del valor SPO2
int32_t rangopulsacion; //PR BPM o pulsaciones
int8_t validrangopulsacion; //Indicador de validez del valor PR BPM

byte pulsoLED = 11; //Pin PWM
byte lecturaLED = 13; //Titila con cada lectura

void setup()
{
  Serial.begin(115200); // Inicia la comunicación con el microcontrolador a 115200 bits/segundo

  pinMode(pulsoLED, OUTPUT);
  pinMode(lecturaLED, OUTPUT);

  // Inicializar sensores
  if (!pulsioximetro.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) //Usar el bus I2C a 400kHz 
  {
    Serial.println(F("MAX30102 no encontrado. Por favor, comprueba la conexión y alimentación del módulo."));
    while (1);
  }

  Serial.println(F("Pon el sensor en contacto con tu dedo y presiona cualquier tecla para iniciar la conversión."));
  while (Serial.available() == 0) ; //Esperar hasta que se pulsa una tecla
  Serial.read();

  byte brilloLED = 60; //Opciones: 0=Apagado hasta 255=50mA
  byte mediaMuestreo = 4; //Opciones: 1, 2, 4, 8, 16, 32
  byte ModoLED = 2; //Opciones: 1 = Rojo solo, 2 = Rojo + IR, 3 = Rojo + IR + Verde
  byte rangoMuestreo = 100; //Opciones: 50, 100, 200, 400, 800, 1000, 1600, 3200
  int anchoPulso = 411; //Opciones: 69, 118, 215, 411
  int rangoADC = 4096; //Opciones: 2048, 4096, 8192, 16384

  pulsioximetro.setup(brilloLED, mediaMuestreo, ModoLED, rangoMuestreo, anchoPulso, rangoADC); //Configuración del módulo
}

void loop()
{
  BufferLongitud = 100; //10 almacenamientos en el buffer con 4 segundos corriendo a 25sps

  //Leer las primeras 100 muestras
  for (byte i = 0 ; i < BufferLongitud ; i++)
  {
    while (pulsioximetro.available() == false) //Comprobar nuevos datos
      pulsioximetro.check(); 
    oxiBuffer[i] = pulsioximetro.getRed();
    pulsoBuffer[i] = pulsioximetro.getIR();
    pulsioximetro.siguienteMuestreo(); //Muestreo terminado, ir al siguiente muestreo

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

  //Calcular el valor del pulso PM y SpO2 tras los primeros 100 samples
  maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(pulsoBuffer, BufferLongitud, oxiBuffer, &spo2, &SPO2valido, &rangopulsacion, &validrangopulsacion);

  //Calcular muestreos continuos
  while (1)
  {
    //Volcar los 25 primeros valores en memoria y desplazar los últimos 75 arriba
    for (byte i = 25; i < 100; i++)
    {
      oxiBuffer[i - 25] = oxiBuffer[i];
      pulsoBuffer[i - 25] = pulsoBuffer[i];
    }

    for (byte i = 75; i < 100; i++)
    {
      while (pulsioximetro.available() == false) //Comprobar si existen nuevos datos
        pulsioximetro.check(); 

      digitalWrite(lecturaLED, !digitalRead(lecturaLED)); //Parpadea el LED on-board con cada dato

      oxiBuffer[i] = pulsioximetro.getRed();
      pulsoBuffer[i] = pulsioximetro.getIR();
      pulsioximetro.siguienteMuestreo(); //Al finalizar, moverse al siguiente muestreo

      Serial.print(F("Oxígeno="));
      Serial.print(oxiBuffer[i], DEC);
      Serial.print(F(", Pulso="));
      Serial.print(pulsoBuffer[i], DEC);

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

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

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

      Serial.print(F(", SPO2 válido="));
      Serial.println(SPO2valido, DEC);
    }

    //Recalcular tras los primeros muestreos
    maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(pulsoBuffer, BufferLongitud, oxiBuffer, &spo2, &SPO2valido, &rangopulsacion, &validrangopulsacion);
  }
}

અલબત્ત, તમે તમારી જરૂરિયાતો અનુસાર કોડમાં ફેરફાર કરી શકો છો, આ માત્ર એક ઉદાહરણ છે...

ટિપ્પણી કરવા માટે સૌ પ્રથમ બનો

તમારી ટિપ્પણી મૂકો જવાબ રદ કરો

તમારું ઇમેઇલ સરનામું પ્રકાશિત કરવામાં આવશે નહીં. આવશ્યક ક્ષેત્રો સાથે ચિહ્નિત થયેલ છે *

ટિપ્પણી *

નામ*

ઇલેક્ટ્રોનિક મેલ*

હું સ્વીકારું છું ગોપનીયતા શરતો*

ડેટા માટે જવાબદાર: મિગ્યુએલ gelંજેલ ગેટóન
ડેટાનો હેતુ: નિયંત્રણ સ્પામ, ટિપ્પણી સંચાલન.
કાયદો: તમારી સંમતિ
ડેટાની વાતચીત: કાયદાકીય જવાબદારી સિવાય ડેટા તૃતીય પક્ષને આપવામાં આવશે નહીં.
ડેટા સ્ટોરેજ: cસેન્ટસ નેટવર્ક્સ (ઇયુ) દ્વારા હોસ્ટ કરેલો ડેટાબેઝ
અધિકાર: કોઈપણ સમયે તમે તમારી માહિતીને મર્યાદિત, પુન recoverપ્રાપ્ત અને કા deleteી શકો છો.

હું ન્યૂઝલેટર મેળવવા માંગુ છું