ماژول اکسیمتر Max30100 تشخیص اکسیژن خون با رابط I2C
ماژول اکسیمتر Max30100 تشخیص اکسیژن خون با رابط I2C
ماژولهای سنجش ضربان قلب MAX30100 و MAX30102 هر دو توسط شرکت Maxim Integrated توسعه داده شدهاند. این ماژولها برای تشخیص ضربان قلب و غلظت اکسیژن خون (SpO2) بدون نیاز به تجاویز، طراحی شدهاند. آنها از تکنیکی به نام فتوپلتیسموگرافی (PPG) استفاده میکنند تا این پارامترها را اندازهگیری کنند. ماژول سنسور ضربان قلب MAX30100 دارای LEDهای قرمز و مادون قرمز یکپارچه و یک فتودتکتور است.
با استفاده از اصل PPG، این ماژول میتواند ضربان قلب را اندازهگیری و غلظت اکسیژن خون (SpO2) را تخمین بزند. این ماژول در دستگاههای قابل استفاده بر روی بدن مانند ترکرهای تناسب اندام برای نظارت بر ضربان قلب و تخمین میزان SpO2 کاربر استفاده میشود.
برای استفاده از این ماژولهای سنسور، آنها را به میکروکنترلر یا برد توسعه (مانند آردوینو، رزبریپای و غیره) متصل میکنید. سپس میتوانید با ماژول سنسور ارتباط برقرار کرده و درخواست دادههای ضربان قلب و SpO2 کنید. DSP ماژول، پردازش سیگنال را انجام میدهد و پارامترهای محاسبه شده میتوانند از طریق رابط ارتباطی از ثبتهای ماژول خوانده شوند.
مشخصات فنی ماژول اکسیمتر Max30100 تشخیص اکسیژن خون با رابط I2C
- طول موج LED: 660 نانومتر / 880 نانومتر
- ولتاژ LED: 3.3 تا 5 ولت
- نوع سیگنال تشخیص: سیگنال بازتاب نور (PPG)
- رابط سیگنال خروجی: رابط I2C
- ولتاژ رابط ارتباطی: 3.3 تا 5 ولت (اختیاری)
اندازهگیری ضربان و اشباع اکسیژن خون با استفاده از بافت بدن انسان برای ایجاد میزان نفوذ نور متفاوت هنگامی که رگ خون میکوبد؛ منبع نور: یک لامپ الکترونیکی با طول موج خاص که برای هموگلوبین اکسیژنی (HbO2) و هموگلوبین (Hb) در خون شریانی انتخاب میشود؛ تبدیل به سیگنال الکتریکی: حجم ضربان عروقی به نور نفوذی نور تبدیل میشود. در این زمان، نور توسط بافت بدن انسان به کمک تبدیل فوتوالکتریکی بازتاب میشود، به سیگنال الکتریکی تبدیل شده و تقویت و خروجی میشود.
بررسی پایه های ماژول اکسیمتر Max30100 تشخیص اکسیژن خون با رابط I2C
- VIN: ورودی تامین اصلی برق 1.8 ولت تا 5 ولت؛ پین 3 بیتی: انتخاب سطح پول آپ (pull-up) اتصال به اتصال باس، بسته به ولتاژ پین مستر، 1.8 ولت یا 3.3 ولت انتخاب میشود (این ترمینال شامل 3.3 ولت و بالاتر است)
- SCL: اتصال ساعت (clock) باس I2C
- SDA: اتصال دادهها به باس I2C
- INT: پین اختصاصی قطعی (Interrupt) چیپ MAX30102
- RD: قرمز (RED) چیپ MAX30102، ترمینال زمین LED
- IRD: زمین IR (مادون قرمز)، اتصال LED چیپ MAX30102
- GND: سیم زمین (سر کشیدن سیم به زمین)
به همراه ماژول اکسیمتر Max30100 تشخیص اکسیژن خون با رابط I2C چه اقلامی باید خریداری شود؟
- آردوینو
- کابل فلت و برد بورد
- نمایشگر LCD
- تغذیه
راه اندازی ماژول اکسیمتر Max30100 با آردوینو
کد آردوینو جهت راه اندازی ماژول سنسور ضربان قلب و غلظت اکسیژن خون Max30100 یا Max30102 و اندازهگیری ضربان قلب و غلظت اکسیژن خون طراحی شده است. در این کد از کتابخانه MAX30105 استفاده میشود که با ماژولهای سنسور Max30100 و Max30102 سازگار است.
تابع setup سنسور را مقداردهی اولیه میکند و شدت نور LED، نرخ نمونهبرداری و تنظیمات دیگر را تنظیم میکند. تابع loop ضربان قلب و غلظت اکسیژن خون را میخواند و سپس مقادیر را به مانیتور سریال چاپ میکند.
راه اندازی ماژول اکسیمتر Max30100 با میکروپایتون
در ادامه یک کد میکروپایتون برای راه اندازی ماژول max30100 نوشته شده است. ابتدا ماژول I2C را برای ارتباط با ماژول Max30100/Max30102 مقداردهی اولیه میکند. سپس تنظیمات اولیهای نظیر ریست کردن ماژول، تنظیم شدت نور LEDها، تنظیم حالت و نرخ نمونهبرداری (SPo2 و ضربان قلب) و تنظیم میانگینگیری نمونهها (SPo2) انجام میدهد.
برای خواندن دادهها، تابع read_sensor_data() تعریف شده است. این تابع با ارسال درخواست به ماژول از طریق I2C، دادههای دو LED قرمز و فروسرخ را دریافت کرده و به عنوان دادههای ورودی تابع برمیگرداند. این دادهها با استفاده از کد data[0] << 16 | data[1] << 8 | data[2] و data[3] << 16 | data[4] << 8 | data[5] از 3 بایت مختلف بدست آمده و ترکیب میشوند.
مشخصات
ویژگیهای فیزیکی
پردازنده
تغذیه
سایر ویژگیها
امکان راه اندازی چند سنسور DHT با ESP8266 با استفاده از MicroPython وجود دارد. سنسورهای DHT با پروتکل دیجیتال و از طریق پایههای GPIO قابل اتصال به میکروکنترلرها هستند.
برای ساخت یک سیستم کنترل دما با برد میکروکنترلر ESP32، به موارد زیر نیاز دارید:
یک برد میکروکنترلر ESP32
یک سنسور دما مثل DHT DS18B20
یک المان سرد کننده
با استفاده از کتابخانه DHT.h، میتوانید از سنسور دما برای خواندن دمای محیط استفاده کنید. سپس، میتوانید از این دما برای کنترل المان گرمایشی یا سرمایشی استفاده کنید.
در خصوص برنامه نویسی از کتابخانه DHT و در صورت نیاز کتابخانه وای فای برای ارسال دادهها به پلتفرم IoT باید استفاده کنید.