دستگاه پالس اکسی متر با استفاده از آردوینو نانو ، MAX30100 و بلوتوث HC06 .: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

سلام بچه ها،

امروز ما قصد داریم یک دستگاه حسی برای خواندن سطح اکسیژن در خون و ضربان قلب به روش غیر تهاجمی با استفاده از سنسور MAX30100 بسازیم.

MAX30100 یک محلول سنسور ضربان قلب و اندازه گیری 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.

برای این مقاله ، من از یک ماژول بلوتوث HC-06 (که در حالت برده کار می کند) مرتبط با آردوینو نانو استفاده می کنم. به این ترتیب ، می توانیم داده های خوانده شده از دستگاه را به دستگاه دیگری یا به اینترنت ارسال کنیم. در پیشنهاد اولیه ، یک برنامه تلفن همراه به منظور بررسی تجسم داده ها توسعه داده شد. با این حال ، این برنامه تلفن همراه Android در این مقاله پوشش داده نمی شود.

بیایید شروع کنیم!

مرحله 1: مواد لازم:

مواد مورد استفاده در این آزمایش را می توانید در زیر مشاهده کنید:

• آردوینو نانو
• تخته کوچک کوچک
• سیم و مجموعه ای از جامپرها
• ماژول بلوتوث HC-06
• سنسور MAX30100
• رهبری
• دو مقاومت 4.7 کیلو اهم

مرحله 2: سیم کشی MAX30100

ابتدا ما باید MAX30100 را سیم کشی کنیم تا از آن با آردوینو استفاده کنیم. تصویر شماتیک بالا در این مرحله نحوه انجام سیم کشی را نشان می دهد.

اساساً ، ما باید سیم ها را با پین های موجود بر روی سنسور خرد کنیم. برای تهیه نوشابه لازم است قسمت زن جهنده را بردارید. قسمت مردانه جامپر برای اتصال روی آردوینو استفاده می شود.

MAX30100 دارای پین های زیر است:

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

برای این منظور ، ما فقط از ورودی های VIN ، SCL ، SDA ، INT و GND استفاده می کنیم.

نکات: پس از انجام نوشابه ، خوب است مقداری چسب حرارتی برای محافظت از سودا وارد کنید (همانطور که در تصویر مشاهده می کنید).

مرحله 3: ماژول بلوتوث HC-06 را سیم کشی کنید

علاوه بر این ، ما باید همین کار را برای ماژول Bluetooth HC06 انجام دهیم.

تمام اطلاعات دریافت شده در ماژول بلوتوث از طریق سریال به Arduino (در مورد ما) منتقل می شود.

محدوده ماژول از استاندارد ارتباط بلوتوث پیروی می کند که تقریباً 10 متر است. این ماژول فقط در حالت برده کار می کند ، یعنی به دستگاه های دیگر اجازه می دهد تا به آن متصل شوند ، اما به خود اجازه نمی دهد به سایر دستگاه های بلوتوث متصل شود.

ماژول دارای 4 پین (Vcc ، GND ، RX e TX) است. RX و TX برای ارتباط سریع با میکروکنترلر استفاده می شود.

در حین اجرا ، برخی از مشکلات با استفاده همزمان از خروجی های TX و RX برای بلوتوث و ارتباط یا سریال از طریق USB (که برای تغذیه آردوینو و بارگذاری کد استفاده می شود) روی برد تشخیص داده شد.

بنابراین ، در طول توسعه ، پین A6 و A7 به طور موقت برای شبیه سازی ارتباط سریال استفاده شد. از کتابخانه SoftwareSerial برای اجازه عملیات پورت سریال از طریق نرم افزار استفاده شد.

مرجع: سیم کشی تصویر بلوتوث از https://www.uugear.com/portfolio/bluetooth-communication-between-raspberry-pi-and-arduino است

مرحله 4: ساختار دستگاه را ، به دنبال ماژول بلوتوث ، LED و آردوینو در Protoboard ، مونتاژ کنید

گام بعدی این است که همه اجزا را در صفحه اولیه قرار داده و آنها را به روش صحیح متصل کنید.

اکنون می توانید آن را به دلخواه انجام دهید. اگر می خواهید از میکروکنترلر دیگری مانند Arduino Uno یا برد بزرگتر استفاده کنید ، این کار را با خیال راحت انجام دهید. من از دستگاه کوچکتر استفاده کرده ام ، زیرا نیاز به یک دستگاه جمع و جور داشتم که بتواند اندازه گیری را انجام دهد و همچنین داده ها را به دستگاه دیگری ارسال کند.

مرحله اول: اتصال آردوینو به تخته سفید.

آردوینو نانو را در مرکز صفحه اصلی وصل کنید

مرحله دوم: اتصال ماژول بلوتوث در آردوینو.

ماژول بلوتوث را در پشت برد وصل کنید و همچنین سیم را در Arduino به شرح زیر وصل کنید:

1. RX از بلوتوث تا پین TX1 در آردوینو.
2. TX از بلوتوث تا پین RX0 در آردوینو.
3. GND از بلوتوث به GND (پین علاوه بر پین RX0) در آردوینو.
4. Vcc از بلوتوث تا پین 5 ولت در آردوینو.

مرحله سوم: اتصال سنسور MAX30100 در آردوینو.

1. VIN از MAX30100 تا پین 5V در آردوینو (همانطور که در مرحله بلوتوث داریم).
2. پین SCL از MAX30100 تا پین A5 در آردوینو.
3. پین SDA از MAX30100 تا پین A4 در آردوینو.
4. پین INT از MAX30100 تا پین A2 در آردوینو.
5. پین GND از MAX30100 تا پین GND در آردوینو (پین بین VIN و RST).
6. یک مقاومت را وصل کنید یک پا را در همان پین 5 ولت بلوتوث و قسمت دیگر را در پین A4 متصل کردیم.
7. دومین مقاومت را وصل کنید. یک پا نیز به پین 5 ولت متصل است و پای دیگر به پین A5 متصل می شود.

مهم: برای اینکه MAX30100 به درستی کار کند ، ما باید مقاومتها را به ترتیب به پین A4 و A5 بکشیم. در غیر این صورت ، ممکن است شاهد نقص سنسور ، مانند نور کم و اغلب عدم عملکرد کامل آن باشیم.

گام چهارم: با افزودن رنگ سبز مشخص شد که دقیقاً چه زمانی ضربان قلب توسط سنسور اندازه گیری شده است.

1. کوچکترین پایه لید سبز (یا رنگ دیگری که ترجیح می دهید) را به پین GND وصل کنید (همانطور که بلوتوث را وصل کردیم).
2. قسمت دیگر را به پین D2 وصل کنید.

مرحله 5: اتمام مونتاژ دستگاه ما

در این مرحله ، ما دستگاه خود را مونتاژ کرده ایم ، اما برنامه ریزی نشده است. ما ماژول بلوتوث متصل به آردوینو و همچنین سنسور MAX30100 را داریم که تمام اندازه گیری داده ها را انجام می دهد و به ماژول بلوتوث ارسال می کند ، که به نوبه خود به دستگاه دیگری ارسال می شود.

در این مقاله ، هدف نشان دادن مونتاژ دستگاه بود. در چند مقاله بعدی به نحوه برنامه ریزی دستگاه با استفاده از Arduino IDE می پردازم. در این تصویر می توانید نحوه کار دستگاه را مشاهده کنید ، از خواندن داده ها تا مشاهده در دستگاه Android شما.

شما فقط با هزینه کم ، اندازه گیری دستگاه پالس اکسی متر خود را به پایان رسانده اید. منتظر مقاله بعدی باشید!: D