MAX30100 Pulssioksimetri Sydämen Sykeanturi Moduuli

MAX30100 on anturiratkaisu SpO2- ja sykemittaukseen. Se yhdistää kaksi LED'iä, fotodetektorin, optimoidun optiikan ja vähäkohinaisen analogisen signaalinkäsittelyn pulssioksimetria- ja sykesignaalien havaitsemiseen.

Voit käyttää tätä anturia minkä tahansa mikro-ohjaimen, kuten Arduino, ESP8266 tai ESP32, kanssa ja mitata potilaan terveysparametrit helposti. Tätä edullista tee-se-itse-pulssioksimetrianturia voidaan käyttää useissa sovelluksissa, jos olet aloittelija tai elektroniikan harrastaja.

MAX30100-anturi voi mitata veren happisaturaatiota ja sykettä. Voimme käyttää mitä tahansa näyttöä, kuten 16x2 LCD-näyttöä, SpO2- ja BPM-arvojen tarkasteluun. Veren happipitoisuus, jota kutsutaan SpO2:ksi, mitataan prosentteina ja syke/pulssitaajuus mitataan BPM:nä.

koko: 30 * 20 mm

Lisää tästä moduulista

Siinä on edistynyt oksimetri- ja sykeanturi, joka toimii kahden integroidun LED'in, valoherkän elementin ja erittäin tarkan, vähäkohinaisen edistyneen analogisen etupään avulla, tuottaen puhtaita ja tarkkoja mittauksia.

Kun esimerkiksi etusormi asetetaan anturin päälle, voit saada sekä sykkeen että veren happisaturaation I2C-liitännän kautta.

Toiminnot kuten Ambient Light Cancellation (ALC) ja erilliset aikasuodattimet varmistavat, ettei ympäristön valo tai 50/60Hz häiritse mittauksia.

Yksi tämän laitteen tärkeimmistä ominaisuuksista on alhainen virrankulutus: laite voidaan asettaa Standby-tilaan, jossa sen virrankulutus on erittäin pieni.

Kaiken kaikkiaan tämä moduuli on siis ihanteellinen ratkaisu erilaisiin syke- ja SpO2-sovelluksiin sekä uusien algoritmien kehittämiseen veren parametrien lukemiseen, jotka perustuvat ihmiskehon puna- ja infrapunaabsorptio-ominaisuuksiin, pääasiassa valtimoveren happisaturaation (SpO2) ja sykkeen (HR) mittaamiseen.

Miten SpO2-mittaus toimii IR- ja punaisen LED-valon perusteella tällä MAX30100-anturilla

Hemoglobiinin happisaturaation (HbO2) mittaus pulssikomponenttien punaisen ja IR-valon absorptiota mittaamalla esiteltiin vuonna 1935 saksalaisen lääkärin Karl Matthesin toimesta. Aluksi ei ollut hyviä fotodetektoreita, ja sen sijaan käytettiin IR-kaistaa, valospektrin vihreää kaistaa. Teknologian kehittyessä kehitettiin luotettavampia valonhavaitsemismenetelmiä ja vihreä valo korvattiin IR-valolla. Nykyään kehittyneet algoritmit mahdollistavat pulsoivan valtimoveren ja liikkuvan laskimoveren signaalien erottamisen, mikä mahdollistaa tarkemmat ja luotettavammat mittaukset. Tämän moduulin anturi, MAX30100, on moderni, integroitu pulssioksimetri- ja sykeanturi-IC.

Tässä anturissa on kaksi integroitua LED'iä, RED- ja IR-LED'it, joita käytetään vastaavien aallonpituuksien lähettämiseen. Näiden LED'ien aallonpituudet ovat vastaavasti 660nm ja 880nm. Heijastunut valo havaitaan punainen/IR-fotodetektorilla ja näytteistetään vähäkohinaisella delta-sigma 16-bittisellä ADC:llä. MAX30100-anturin analoginen etupää sisältää Ambient Light Cancellation (ALC) -osion, joka poistaa fotodetektorielementin valosaasteen. 16-bittinen ADC suodatetaan erillisellä aikasuodattimella 50/60Hz häiriöiden ja hurinan estämiseksi. Lähtönäytteenottotaajuus voidaan säätää 50 Hz:stä 1 kHz:iin. Siinä on myös lämpötila-anturi, jota voidaan käyttää ympäristön muutosten kompensointiin ja mittausten kalibrointiin.

MAX30100-anturissa on FIFO-puskuri, jonka syvyys on 16 sanaa. FIFO-puskuri tallentaa mitatut arvot ja voi generoida keskeytyksen, kun puskuri on täynnä, jolloin isäntä-MCU voi suorittaa muita tehtäviä samalla kun anturi kerää dataa.

Integroidut LED-ohjaimet toimivat valittavan levyisillä pulsseilla: pulssit voivat vaihdella 200 µs:sta 1600 µs:iin. Pulssin leveys vaikuttaa käytettävissä olevaan ADC-bittisyvyyteen ja näytteenottotaajuuteen. 1600 µs:n pulssin leveys mahdollistaa enintään 16 bitin resoluution korkeimmalla 1 ksps:n näytteenottotaajuudella, kun taas 200 µs:n pulssin leveys sallii vain 100 sps:n 16 bitin resoluutiolla. Kun resoluutio lasketaan 13 bittiin, koko 1 ksps:n näytteenottotaajuus on mahdollinen. LED-pulssin leveyden hallinta yhdessä ohjelmoitavan LED-virran kanssa optimoi mittaustarkkuuden ja virrankulutuksen. LED'ien syöttö tulee suoraan mikroBUS™:n 3,3V-kiskosta.

Mittauksien parantamiseksi MAX30100-anturi käyttää lämpötila-anturia. Se on melko tarkka lämpötila-anturi, joka mittaa sirun lämpötilaa tarkkuudella ±1C alueella -40C - +85C. Tämä anturi voidaan lukea sen datarekisteristä ja sitä voidaan valinnaisesti käyttää kompensoimaan anturimittauksia ympäristön lämpötilan vaihteluiden varalta. On kuitenkin useita muita ulkoisia tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa laitteen tarkkuuteen: lämpötilan lisäksi mittauksiin voivat vaikuttaa negatiivisesti myös liiallinen liike. Myös liian suuri paine voi supistaa kapillaariverenkiertoa ja siten heikentää tietojen luotettavuutta. Nämä ongelmat johtuvat mittausmenetelmän luonteesta ja ne on otettava huomioon omaa sovellusta kehitettäessä.

MAX30100-anturi saa virtansa pienestä LDO:sta, joka tuottaa puhdasta ja aaltoilematonta 1,8 V:ia anturin sisäiselle logiikalle ja fotodetektorielementille. Tulovirta tulee myös mikroBUS™:n 3,3V-virtakiskosta.

Anturin IC:n I2C-linjojen lisäksi, jotka on johdettu vastaaville mikroBUS™ SCL- ja SDA-linjoille, anturin keskeytyslinja on myös johdettu mikroBUS™ INT-nastaan. Asettamalla oikea INT-rekisteri keskeytys voidaan generoida ja ottaa käyttöön 5 eri lähteelle: power ready, SpO2 ready, HR ready, temp ready, FIFO full. Power ready -keskeytys on oletuksena käytössä eikä sitä voi poistaa käytöstä ohjelmistossa, mutta kaikki muut keskeytykset voidaan poistaa käytöstä tai ottaa käyttöön.