Un dispositivo pulsossimetro che utilizza Arduino Nano, MAX30100 e Bluetooth HC06.: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Hey ragazzi, oggi realizzeremo un dispositivo sensoriale per leggere il livello di ossigeno nel sangue e la frequenza del battito cardiaco in modo non invasivo utilizzando il sensore MAX30100.

Il MAX30100 è una soluzione di pulsossimetria e sensore di monitoraggio della frequenza cardiaca. Combina due LED, un fotorilevatore, un'ottica ottimizzata e un'elaborazione del segnale analogico a basso rumore per rilevare la pulsossimetria e i segnali della frequenza cardiaca. Il MAX30100 funziona con alimentatori da 1,8 V e 3,3 V e può essere spento tramite software con una corrente di standby trascurabile, consentendo all'alimentatore di rimanere sempre connesso.

Per questo articolo utilizzerò un modulo Bluetooth HC-06 (che opera in modalità slave) associato ad Arduino Nano. In questo modo possiamo inviare i dati letti dal dispositivo a un altro dispositivo oa Internet. Nella proposta iniziale, è stata sviluppata un'applicazione mobile per contemplare la visualizzazione dei dati. Tuttavia, questa applicazione mobile Android non sarà trattata in questo articolo.

Iniziamo!

Passaggio 1: materiale necessario:

Il materiale utilizzato in questo esperimento può essere visto di seguito:

• Arduino Nano
• Piccola scheda prototipi
• Fili e una serie di ponticelli
• Modulo Bluetooth HC-06
• Sensore MAX30100
• GUIDATO
• Due resistori da 4,7k Ohm

Passaggio 2: cablaggio del MAX30100

Per prima cosa, dobbiamo cablare il MAX30100 per usarlo con Arduino. L'immagine schematica sopra in questo passaggio mostrerà come dovrebbe essere fatto il cablaggio.

Fondamentalmente, dobbiamo inzuppare i fili con i pin disponibili sul sensore. Sarà necessario rimuovere la parte femmina del ponticello per realizzare la soda. La parte maschio del Jumper verrà utilizzata per agganciare l'Arduino.

MAX30100 ha i seguenti pin:

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

Per questo scopo, utilizzeremo solo ingressi VIN, SCL, SDA, INT e GND.

Suggerimenti: Dopo aver eseguito la soda, è bene inserire della colla a caldo per proteggere la soda (come potete vedere nell'immagine).

Passaggio 3: cablare il modulo Bluetooth HC-06

Inoltre, dobbiamo fare lo stesso per il modulo Bluetooth HC06.

Tutte le informazioni ricevute nel modulo Bluetooth verranno passate all'Arduino (nel nostro caso) via seriale.

La gamma del modulo segue lo standard di comunicazione bluetooth, che è di circa 10 metri. Questo modulo funziona solo in modalità slave, ovvero consente ad altri dispositivi di connettersi ad esso, ma non consente a se stesso di connettersi ad altri dispositivi bluetooth.

Il modulo ha i 4 pin (Vcc, GND, RX e TX). Gli RX e TX sono utilizzati per consentire la comunicazione con il microcontrollore in modo seriale.

Durante l'esecuzione sono stati rilevati alcuni problemi utilizzando contemporaneamente le uscite TX e RX per Bluetooth insieme alla comunicazione o seriale via USB (che serve per alimentare Arduino e caricare il codice) sulla scheda.

Pertanto, durante lo sviluppo, i pin A6 e A7 sono stati temporaneamente utilizzati per simulare la comunicazione seriale. La libreria SoftwareSerial è stata utilizzata per consentire il funzionamento della porta seriale tramite software.

Riferimento: il cablaggio dell'immagine Bluetooth proviene da

Passaggio 4: assemblare la struttura del dispositivo, seguendo il modulo Bluetooth, il LED e l'Arduino sulla scheda prototipi

Il prossimo passo è mettere tutti i componenti nella scheda prototipi e collegarli nel modo giusto.

Puoi farlo ora come desideri. Se desideri utilizzare un altro microcontrollore come Arduino Uno o una scheda più grande, sentiti libero di farlo. Ne ho usato uno più piccolo, perché avevo bisogno di un dispositivo compatto che fosse possibile effettuare la misurazione e inviare i dati anche a un altro dispositivo.

Primo passo: collegare Arduino alla lavagna.

Attacca Arduino Nano al centro della scheda prototipi

Secondo passo: collegare il modulo Bluetooth ad Arduino.

Collega il modulo bluetooth sul retro della scheda e collega anche il filo nell'Arduino come segue:

1. RX da Bluetooth al pin TX1 in Arduino.
2. TX da Bluetooth al pin RX0 in Arduino.
3. GND da Bluetooth a GND (pin oltre al pin RX0) in Arduino.
4. Vcc da Bluetooth al pin 5V in Arduino.

Terzo passo: collegare il sensore MAX30100 ad Arduino.

1. VIN da MAX30100 al pin 5V in Arduino (lo stesso che abbiamo nel passaggio Bluetooth).
2. Pin SCL da MAX30100 al pin A5 in Arduino.
3. Pin SDA da MAX30100 al pin A4 in Arduino.
4. pin INT da MAX30100 al pin A2 in Arduino.
5. Pin GND da MAX30100 al pin GND in Arduino (pin tra VIN e RST).
6. Collegare un resistore. Una gamba nello stesso pin 5V abbiamo collegato il Bluetooth e l'altra parte nel pin A4.
7. Collega la seconda resistenza. Una gamba è collegata anche al pin 5v e l'altra si collega al pin A5.

Importante: per far funzionare correttamente MAX30100, è necessario collegare quei resistori rispettivamente ai pin A4 e A5. In caso contrario, potremmo assistere ad un malfunzionamento del sensore, come una luce fioca e spesso il completo non funzionamento dello stesso.

Quarto passaggio: aggiunta di un led verde per sapere esattamente quando una frequenza cardiaca è stata misurata dal sensore.

1. Collega la gamba più piccola del led verde (o di un altro colore che potresti preferire) al pin GND (come abbiamo collegato il Bluetooth).
2. Collegare l'altra parte al pin D2.

Passaggio 5: completamento dell'assemblaggio del dispositivo

A questo punto abbiamo già il nostro dispositivo assemblato, ma non programmato. Abbiamo il modulo bluetooth collegato ad Arduino, così come il sensore MAX30100, che eseguirà tutte le misurazioni dei dati e li invierà al modulo Bluetooth, che a sua volta invierà a un altro dispositivo.

Per questo articolo, lo scopo era dimostrare l'assemblaggio del dispositivo. Nei prossimi articoli tratterò come programmare il dispositivo utilizzando l'IDE di Arduino. Puoi vedere in questa immagine come funzionerà il dispositivo, dalla lettura dei dati alla visualizzazione sul tuo dispositivo Android.

Hai finito di effettuare la misurazione del tuo dispositivo pulsossimetro solo con un basso costo. Resta sintonizzato per il prossimo articolo!:D