ضربان قلب روی LCD STONE: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

چند وقت پیش ، ماژول سنسور ضربان قلب MAX30100 را در خرید آنلاین پیدا کردم. این ماژول می تواند اطلاعات اکسیژن خون و ضربان قلب کاربران را جمع آوری کند که استفاده از آنها نیز ساده و راحت است.

با توجه به داده ها ، متوجه شدم که کتابخانه های MAX30100 در پرونده های کتابخانه آردوینو وجود دارد. به این معنا که اگر از ارتباط بین Arduino و MAX30100 استفاده کنم ، می توانم بدون نیاز به بازنویسی فایل های درایور ، مستقیماً با فایل های کتابخانه Arduino تماس بگیرم. این چیز خوبی است ، بنابراین ماژول MAX30100 را خریدم. تصمیم گرفتم از آردوینو برای بررسی ضربان قلب و عملکرد جمع آوری اکسیژن خون MAX30100 استفاده کنم.

مرحله 1: عملکرد

پیوند خرید ماژول MAX30100:

item.taobao.com/item.htm؟spm=a230r.1.14.69.c0c56556o8wH44&id=559690766124&ns=1&abbucket=2#detail

توجه: این ماژول به طور پیش فرض فقط با ارتباطات MCU سطح 3.3 ولت ، زیرا به طور پیش فرض در استفاده از پین IIC مقاومت 4.7 K تا 1.8 V را افزایش می دهد ، بنابراین اگر می خواهید با آردوینو ارتباط برقرار کنید ، به طور پیش فرض هیچ ارتباطی وجود ندارد. آردوینو و نیاز به دو مقاومت 4.7 کیلوگرمی IIC پین IIC متصل به پین VIN ، این محتویات در پشت فصل معرفی می شوند.

تکالیف عملکردی

قبل از شروع این پروژه ، من به چند ویژگی ساده فکر کردم: داده های ضربان قلب و داده های اکسیژن خون جمع آوری شد

داده های ضربان قلب و اکسیژن خون از طریق صفحه LCD نمایش داده می شود

اینها تنها دو ویژگی هستند ، اما اگر بخواهیم آن را پیاده کنیم ، باید کارهای بیشتری انجام دهیم

فكر كردن:

از چه MCU اصلی استفاده می شود؟

چه نوع نمایشگر LCD؟

همانطور که قبلاً اشاره کردیم ، ما از Arduino برای MCU استفاده می کنیم ، اما این یک پروژه صفحه نمایش LCD Arduino است ، بنابراین ما باید ماژول صفحه نمایش مناسب LCD را انتخاب کنیم. من قصد دارم از صفحه نمایش LCD با پورت سریال استفاده کنم. من اینجا یک نمایشگر STONE STVI070WT دارم ، اما اگر آردوینو نیاز به ارتباط با آن داشته باشد ، MAX3232 برای انجام تبدیل سطح مورد نیاز است. سپس مواد اولیه الکترونیکی به شرح زیر تعیین می شود:

1. برد توسعه Arduino Mini Pro

2. ماژول ضربان قلب MAX30100 و سنسور اکسیژن خون

3. ماژول نمایش پورت سریال STONE STVI070WT LCD

4. ماژول MAX3232

مرحله 2: معرفی سخت افزار

MAX30100

MAX30100 یک محلول سنسور پالس اکسیمتری و مانیتور ضربان قلب است. این دستگاه دو LED ، یک آشکارساز نوری ، اپتیک بهینه و پردازش سیگنال آنالوگ کم سر و صدا را برای تشخیص پالس اکسی متری و سیگنالهای ضربان قلب ترکیب می کند. MAX30100 از منبع تغذیه 1.8 ولت و 3.3 ولت کار می کند و می تواند از طریق نرم افزار با جریان آماده به کار ناچیز خاموش شود و این باعث می شود منبع تغذیه همیشه متصل باشد. برنامه های کاربردی

vices دستگاه های پوشیدنی

● دستگاه های تناسب اندام

دستگاه های نظارت پزشکی

مزایا و ویژگی ها

1 ، اکسی متر سنج کامل و سنسور ضربان قلب طراحی را ساده می کند

LED های یکپارچه ، سنسور عکس و جلوی آنالوگ با عملکرد بالا -End

ریز 5.6 میلی متر x 2.8 میلی متر x 1.2 میلی متر 14 پین OpticallyEnhanced System-in-Package

2 ، عملکرد فوق العاده کم مصرف ، عمر باتری دستگاه های پوشیدنی را افزایش می دهد

میزان نمونه قابل برنامه ریزی و جریان LED برای صرفه جویی در مصرف برق

جریان خاموش شدن فوق العاده کم (0.7µA ، نوع)

3 ، عملکرد پیشرفته عملکرد اندازه گیری را بهبود می بخشد

SNR بالا ، انعطاف پذیری قوی مصنوعی را ارائه می دهد

لغو یکپارچه نور محیط

قابلیت نمونه گیری بالا

قابلیت خروجی سریع داده ها

مرحله 3: اصل تشخیص

فقط انگشت خود را بر روی سنسور فشار دهید تا میزان اشباع اکسیژن نبض (SpO2) و نبض (معادل ضربان قلب) برآورد شود.

اکسی متر سنجی (oximeter) یک مینی طیف سنج است که از اصول طیف های مختلف جذب سلول های قرمز برای تجزیه اشباع اکسیژن خون استفاده می کند. این روش اندازه گیری سریع و سریع نیز در بسیاری از مراجع بالینی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. من MAX30100 را زیاد معرفی نمی کنم ، زیرا این مواد در اینترنت موجود است. دوستان علاقه مند می توانند اطلاعات این ماژول تست ضربان قلب را در اینترنت جستجو کرده و از اصل تشخیص آن مطلع شوند.

STONE STVI070WT-01

آشنایی با نمایشگر

در این پروژه ، من از STONE STVI070WT برای نمایش ضربان قلب و داده های اکسیژن خون استفاده خواهم کرد. تراشه درایور در داخل صفحه نمایش یکپارچه شده است و نرم افزاری برای استفاده کاربران وجود دارد. کاربران فقط باید دکمه ها ، جعبه های متنی و سایر منطق ها را از طریق تصاویر UI طراحی شده اضافه کنند ، و سپس فایل های پیکربندی ایجاد کرده و آنها را برای اجرا در صفحه نمایش بارگیری کنند. صفحه نمایش STVI070WT از طریق سیگنال uart-rs232 با MCU ارتباط برقرار می کند ، به این معنی که ما باید یک تراشه MAX3232 برای تبدیل سیگنال RS232 به سیگنال TTL اضافه کنیم تا بتوانیم با Arduino MCU ارتباط برقرار کنیم.

اگر از نحوه استفاده از MAX3232 مطمئن نیستید ، لطفاً به تصاویر زیر مراجعه کنید:

اگر فکر می کنید تبدیل سطح بسیار مشکل ساز است ، می توانید انواع دیگر نمایشگرهای STONE را انتخاب کنید ، که برخی از آنها می توانند مستقیماً سیگنال uart-ttl را خروجی دهند. وب سایت رسمی اطلاعات و معرفی دقیق دارد: https://www.stoneitech.com/ اگر برای استفاده به آموزش های تصویری و آموزشی نیاز دارید ، می توانید آن را در وب سایت رسمی نیز پیدا کنید.

مرحله 4: مراحل توسعه

سه مرحله از توسعه صفحه نمایش STONE:

منطق نمایش و منطق دکمه را با نرم افزار STONE TOOL طراحی کنید و فایل طراحی را در ماژول نمایشگر بارگیری کنید.

MCU از طریق پورت سریال با ماژول صفحه نمایش STONE LCD ارتباط برقرار می کند.

با داده های به دست آمده در مرحله 2 ، MCU اقدامات دیگری را انجام می دهد.

نصب نرم افزار STONE TOOL

آخرین نسخه نرم افزار STONE TOOL (در حال حاضر TOOL2019) را از وب سایت بارگیری کرده و نصب کنید. پس از نصب نرم افزار ، رابط زیر باز می شود:

برای ایجاد یک پروژه جدید ، روی دکمه "پرونده" در گوشه بالا سمت چپ کلیک کنید ، که بعداً در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

Arduino یک پلت فرم نمونه اولیه الکترونیکی منبع باز است که استفاده از آن آسان و آسان است. این شامل بخش سخت افزاری (تابلوهای مختلف توسعه مطابق با مشخصات آردوینو) و بخش نرم افزاری (Arduino IDE و کیت های توسعه مرتبط) می باشد. قسمت سخت افزاری (یا برد توسعه) شامل میکروکنترلر (MCU) ، حافظه فلش (Flash) و مجموعه ای از رابط های ورودی/خروجی جهانی (GPIO) است که می توانید آنها را به عنوان مادربرد میکرو کامپیوتر در نظر بگیرید. بخش نرم افزاری عمدتا شامل Arduino IDE بر روی رایانه ، بسته پشتیبانی سطح (BSP) و کتابخانه غنی از عملکرد شخص ثالث است. با Arduino IDE ، می توانید BSP مربوط به برد توسعه خود و کتابخانه های مورد نیاز را به راحتی بارگیری کنید برای نوشتن برنامه های خود آردوینو یک پلتفرم منبع باز است. تا کنون ، بسیاری از مدلها و کنترلرهای مشتق شده ، از جمله Arduino Uno ، Arduino Nano ، ArduinoYun و غیره وجود داشته است. علاوه بر این ، Arduino IDE اکنون نه تنها از بردهای توسعه سری Arduino پشتیبانی می کند ، بلکه از تخته های توسعه محبوب نیز پشتیبانی می کند. به عنوان Intel Galileo و NodeMCU با معرفی BSP. آردوینو محیط را از طریق انواع حسگرها ، چراغ ها ، موتورها و سایر دستگاه ها برای تغذیه و تأثیر بر محیط حس می کند. میکروکنترلر روی برد را می توان با یک زبان برنامه نویسی آردوینو برنامه ریزی کرد ، به صورت دوتایی جمع آوری کرد و در میکروکنترلر سوزاند. برای آردوینو با زبان برنامه نویسی آردوینو (بر اساس سیم کشی) و محیط توسعه آردوینو (بر اساس پردازش) پیاده سازی می شود. پروژه های مبتنی بر آردوینو می توانند فقط شامل آردوینو و همچنین آردوینو و سایر نرم افزارهای رایانه ای باشند که با هر یک از آنها ارتباط برقرار می کنند. دیگر (مانند فلش ، پردازش ، MaxMSP).

محیط توسعه Arduino Arduino IDE است که می توانید از اینترنت بارگیری کنید. وارد وب سایت رسمی Arduino شده و نرم افزار را دانلود کنید https://www.arduino.cc/fa/Main/Software؟setlang=cn پس از نصب Arduino IDE ، هنگام بازکردن نرم افزار ، رابط زیر ظاهر می شود:

Arduino IDE به طور پیش فرض دو تابع ایجاد می کند: تابع راه اندازی و تابع حلقه. معرفی های زیادی از آردوینو در اینترنت وجود دارد. اگر چیزی را متوجه نشده اید ، می توانید برای پیدا کردن آن به اینترنت بروید.

مرحله 5: فرآیند پیاده سازی پروژه Arduino LCD

اتصال سخت افزاری

برای اطمینان از اینکه مرحله بعدی در نوشتن کد بدون مشکل پیش می رود ، ابتدا باید قابلیت اطمینان اتصال سخت افزار را تعیین کنیم. فقط چهار قطعه سخت افزار در این پروژه استفاده شد:

1. برد توسعه Arduino Mini pro

2. صفحه نمایش STONE STVI070WT tft-lcd

3. سنسور ضربان قلب MAX30100 و اکسیژن خون

4. MAX3232 (rs232-> TTL) برد توسعه Arduino Mini Pro و صفحه نمایش STVI070WT tft-lcd از طریق UART متصل می شوند که نیاز به تبدیل سطح از طریق MAX3232 دارد و سپس برد توسعه Arduino Mini Pro و ماژول MAX30100 از طریق رابط IIC متصل می شوند.. پس از تفکر واضح ، می توانیم سیم کشی زیر را ترسیم کنیم:

مطمئن شوید که هیچ خطایی در اتصال سخت افزار وجود ندارد و به مرحله بعد بروید.

طراحی رابط کاربری LCD-TFT اول از همه ، ما باید یک صفحه نمایش UI طراحی کنیم ، که می تواند توسط PhotoShop یا سایر ابزارهای طراحی تصویر طراحی شود. پس از طراحی تصویر صفحه نمایش UI ، تصویر را با فرمت-j.webp

تصویری را که به طور پیش فرض در پروژه جدید بارگیری شده بود حذف کنید و تصویر UI را که طراحی کرده ایم اضافه کنید. جزء نمایش متن را اضافه کنید ، رقم نمایش و نقطه اعشار را طراحی کنید ، محل ذخیره سازی جزء نمایش متن را در نمایشگر بدست آورید. اثر به شرح زیر است:

آدرس جزء نمایش متن: محل اتصال: 0x0008

ضربان قلب: 0x0001

اکسیژن خون: 0x0005

محتویات اصلی رابط کاربری UI به شرح زیر است:

وضعیت اتصال

نمایش ضربان قلب

اکسیژن خون نشان داد

مرحله 6: ایجاد فایل پیکربندی

پس از اتمام طراحی رابط کاربری ، فایل پیکربندی را می توان تولید و در صفحه STVI070WT بارگیری کرد.

ابتدا مرحله 1 را انجام دهید ، سپس درایو فلش usb را در رایانه وارد کنید ، نماد دیسک نمایش داده می شود. سپس روی "بارگیری در دیسک u" کلیک کنید تا فایل پیکربندی را در درایو فلش USB بارگیری کنید ، و سپس درایو فلش usb را در STVI070WT وارد کنید تا ارتقا کامل شود.

MAX30100 از طریق IIC ارتباط برقرار می کند. اصل کار آن این است که مقدار ضربان قلب ADC را می توان از طریق اشعه مادون قرمز به دست آورد. ثبت MAX30100 را می توان به پنج دسته تقسیم کرد: ثبت وضعیت ، FIFO ، ثبت کنترل ، ثبت دما و ثبت شناسه. مقدار دمای تراشه را برای اصلاح انحراف ناشی از دما می خواند. ثبت شناسه می تواند شماره شناسه تراشه را بخواند.

MAX30100 از طریق رابط ارتباطی IIC با برد توسعه Arduino Mini Pro متصل است. از آنجا که فایلهای کتابخانه MAX30100 آماده در Arduino IDE وجود دارد ، ما می توانیم ضربان قلب و اطلاعات اکسیژن خون را بدون مطالعه رجیسترهای MAX30100 بخوانیم. برای کسانی که علاقه مند به کشف ثبت MAX30100 هستند ، به برگه اطلاعات MAX30100 مراجعه کنید.

مقاومت کششی MAX30100 IIC را اصلاح کنید

لازم به ذکر است که مقاومت 4.7k پین IIC ماژول MAX30100 به 1.8v متصل است که از لحاظ تئوری مشکلی ندارد. با این حال ، سطح منطق ارتباطی پین Arduino IIC 5V است ، بنابراین نمی تواند بدون تغییر سخت افزار ماژول MAX30100 با Arduino ارتباط برقرار کند. اگر MCU STM32 یا MCU منطقی سطح 3.3v دیگر باشد ، ارتباط مستقیم امکان پذیر است. بنابراین ، موارد زیر تغییرات باید انجام شود:

سه مقاومت 4.7k مشخص شده در تصویر را با آهن لحیم کاری بردارید. سپس دو مقاومت 4.7k را در پایه های SDA و SCL به VIN جوش دهید تا بتوانیم با Arduino ارتباط برقرار کنیم. Arduino IDE Arduino را باز کنید و موارد زیر را پیدا کنید دکمه ها:

عبارت "MAX30100" را جستجو کنید تا دو کتابخانه برای MAX30100 پیدا کنید ، سپس روی بارگیری و نصب کلیک کنید.

پس از نصب ، می توانید نسخه نمایشی MAX30100 را در پوشه کتابخانه LIB آردوینو پیدا کنید:

روی فایل دوبار کلیک کنید تا باز شود.

این نسخه ی نمایشی را می توان به طور مستقیم آزمایش کرد. اگر اتصال سخت افزاری خوب است ، می توانید مجموعه کد را در برد توسعه Arduibo بارگیری کرده و داده های MAX30100 را در ابزار اشکال زدایی سریال مشاهده کنید.

مرحله 7: جلوه را می توان در تصویر زیر مشاهده کرد:

برای آشنایی بیشتر با پروژه اینجا را کلیک کنید.

لطفاً در صورت نیاز به کد کامل با ما تماس بگیرید:

من ظرف 12 ساعت به شما پاسخ می دهم.