Otkucaji srca na KAMENOM LCD -u: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Prije nekog vremena pronašao sam modul senzora otkucaja srca MAX30100 u internetskoj kupovini. Ovaj modul može prikupljati podatke o kisiku u krvi i broj otkucaja srca korisnika, što je također jednostavno i prikladno za upotrebu.

Prema podacima, otkrio sam da u datotekama knjižnice Arduino postoje knjižnice MAX30100. To jest, ako koristim komunikaciju između Arduina i MAX30100, mogu izravno pozvati datoteke knjižnice Arduino bez potrebe za prepisivanjem datoteka upravljačkog programa. To je dobra stvar, pa sam kupio modul MAX30100. Odlučio sam koristiti Arduino za provjeru otkucaja srca i funkcije prikupljanja kisika u krvi MAX30100.

Korak 1: Funkcija

Link za kupovinu modula MAX30100:

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

Napomena: ovaj modul prema zadanim postavkama samo s MCU komunikacijama razine 3,3 V, jer prema zadanim postavkama upotreba IIC pina povećava otpor od 4,7 K do 1,8 V, pa prema zadanim postavkama nema komunikacije s Arduinom, ako želite komunicirati s Arduino i trebaju dva 4,7 K otpornika za izvlačenje IIC pina spojenog na VIN pin, ovi sadržaji bit će predstavljeni na poleđini poglavlja.

Funkcionalni zadaci

Prije nego što sam započeo ovaj projekt, razmišljao sam o nekim jednostavnim značajkama: prikupljeni su podaci o broju otkucaja srca i kisiku u krvi

Podaci o broju otkucaja srca i kisiku u krvi prikazuju se putem LCD zaslona

To su jedine dvije značajke, ali ako želimo to implementirati, moramo učiniti više

razmišljanje:

Koji se master MCU koristi?

Kakav LCD zaslon?

Kao što smo ranije spomenuli, koristimo Arduino za MCU, ali ovo je Arduino LCD zaslon, pa moramo izabrati odgovarajući modul LCD zaslona. Planiram koristiti LCD zaslon sa serijskim priključkom. Ovdje imam prikaz STONE STVI070WT, ali ako Arduino mora komunicirati s njim, za pretvorbu razine potreban je MAX3232. Tada se osnovni elektronički materijali određuju na sljedeći način:

1. Arduino Mini Pro razvojna ploča

2. MAX30100 modul osjetnika brzine otkucaja srca i kisika u krvi

3. STONE STVI070WT LCD serijski priključni modul za prikaz

4. MAX3232 modul

Korak 2: Uvod u hardver

MAX30100

MAX30100 je integrirana otopina senzora za mjerenje pulsa i oksimetrije. Kombinira dvije LED diode, fotodetektor, optimiziranu optiku i tihu analognu obradu signala za otkrivanje pulsne oksimetrije i signala otkucaja srca. MAX30100 radi s izvorima napajanja od 1,8 V i 3,3 V i može se isključiti putem softvera s zanemarivom strujom u stanju mirovanja, dopuštajući da napajanje ostane stalno povezano. Prijave

● Nosivi uređaji

● Uređaji za pomoć u fitnesu

● Medicinski nadzorni uređaji

Prednosti i značajke

1 、 Kompletno rješenje za pulsni oksimetar i senzor otkucaja srca pojednostavljuje dizajn

Integrirane LED diode, foto senzor i analogni prednji kraj visokih performansi -kraj

Mali 5,6 mm x 2,8 mm x 1,2 mm 14-pinski optički poboljšani sustav u paketu

2 O Rad s iznimno niskom potrošnjom energije produljuje vijek trajanja baterije za nosive uređaje

Programabilna brzina uzorkovanja i LED struja za uštedu energije

Izuzetno niska struja isključivanja (0,7 μA, tip)

3, Napredna funkcionalnost poboljšava mjerne performanse

Visoki SNR pruža robusnu otpornost na artefakte pri kretanju

Integrirano poništavanje ambijentalnog svjetla

Visoka mogućnost uzorkovanja

Mogućnost brzog izlaza podataka

Korak 3: Načelo otkrivanja

Samo prstom pritisnite senzor da procijenite pulsnu zasićenost kisikom (SpO2) i puls (ekvivalent otkucaja srca).

Pulsni oksimetar (oksimetar) je mini-spektrometar koji KORISTI principe različitih apsorpcijskih spektra crvenih krvnih stanica za analizu zasićenja krvi kisikom. Ova metoda mjerenja u stvarnom vremenu i brzo se također široko koristi u mnogim kliničkim referencama. Neću previše predstavljati MAX30100 jer su ti materijali dostupni na internetu. Zainteresirani prijatelji mogu potražiti informacije o ovom modulu za mjerenje otkucaja srca na Internetu i dublje razumjeti njegovo načelo otkrivanja.

KAMENI STVI070WT-01

Uvod u prikaz

U ovom projektu koristit ću STONE STVI070WT za prikaz otkucaja srca i podataka o kisiku u krvi. Upravljački čip integriran je unutar zaslona, a korisnicima je na raspolaganju softver. Korisnici samo trebaju dodati gumbe, okvire za tekst i drugu logiku kroz dizajnirane slike korisničkog sučelja, a zatim generirati konfiguracijske datoteke i preuzeti ih na zaslon za pokretanje. Zaslon STVI070WT komunicira s MCU-om putem uart-rs232 signala, što znači da moramo dodati čip MAX3232 za pretvaranje RS232 signala u TTL signal kako bismo mogli komunicirati s Arduino MCU.

Ako niste sigurni kako koristiti MAX3232, pogledajte sljedeće slike:

Ako mislite da je pretvaranje razine previše problematično, možete odabrati druge vrste zaslona STONE, od kojih neki mogu izravno izlaziti uart-ttl signal. Službena web stranica ima detaljne informacije i uvod: https://www.stoneitech.com/ Ako su vam potrebni video vodiči i vodiči za korištenje, možete ih pronaći i na službenoj web stranici.

Korak 4: Koraci razvoja

Tri koraka razvoja STONE zaslona:

Dizajnirajte logiku zaslona i logiku gumba pomoću softvera STONE TOOL i preuzmite datoteku dizajna u modul zaslona.

MCU komunicira sa STONE LCD zaslonskim modulom preko serijskog porta.

S podacima dobivenim u koraku 2, MCU čini druge radnje.

Instalacija softvera STONE TOOL

Preuzmite najnoviju verziju softvera STONE TOOL (trenutno TOOL2019) sa web stranice i instalirajte je. Nakon instaliranja softvera otvorit će se sljedeće sučelje:

Pritisnite gumb "Datoteka" u gornjem lijevom kutu za stvaranje novog projekta, o čemu ćemo kasnije govoriti.

ArduinoArduino je elektronička prototipna platforma otvorenog koda koja je jednostavna za korištenje i laka za korištenje. Uključuje hardverski dio (razne razvojne ploče koje su u skladu sa Arduino specifikacijama) i softverski dio (Arduino IDE i povezani razvojni kompleti). Hardverski dio (ili razvojna ploča) sastoji se od mikrokontrolera (MCU), Flash memorije (Flash) i skupa univerzalnih ulazno/izlaznih sučelja (GPIO), koje možete zamisliti kao matičnu ploču mikroračunala. Softverski dio uglavnom se sastoji od Arduino IDE-a na računalu, srodnog paketa podrške na razini ploče (BSP) i bogate biblioteke funkcija trećih strana. Uz Arduino IDE možete jednostavno preuzeti BSP povezan s vašom razvojnom pločom i potrebnim knjižnicama. da napišete svoje programe. Arduino je platforma otvorenog koda. Do sada je bilo mnogo modela i mnogo izvedenih kontrolera, uključujući Arduino Uno, Arduino Nano, ArduinoYun i tako dalje. Osim toga, Arduino IDE sada ne podržava samo razvojne ploče serije Arduino, već dodaje i podršku za popularne razvojne ploče poput kao Intel Galileo i NodeMCU uvođenjem BSP -a. Arduino osjeća okoliš kroz razne senzore, upravljačka svjetla, motore i druge uređaje kako bi povratno djelovao i utjecao na okoliš. Mikrokontroler na ploči može se programirati s programskim jezikom Arduino, sastaviti u binarne datoteke i snimiti u mikrokontroler. za Arduino je implementiran s programskim jezikom Arduino (na temelju ožičenja) i razvojnim okruženjem Arduino (na temelju obrade). Projekti zasnovani na Arduinu mogu sadržavati samo Arduino, kao i Arduino i drugi softver koji radi na računalu, te komuniciraju sa svakim druge (poput Flash, Processing, MaxMSP).

razvojno okruženje Arduino razvojno okruženje je Arduino IDE, koji se može preuzeti s Interneta. Prijavite se na službenu web stranicu Arduina i preuzmite softver https://www.arduino.cc/en/Main/Software?setlang=cn Nakon instaliranja Arduino IDE -a, nakon otvaranja softvera pojavit će se sljedeće sučelje:

Arduino IDE prema zadanim postavkama stvara dvije funkcije: funkciju postavljanja i funkciju petlje. Na Internetu postoji mnogo Arduino predstavljanja. Ako nešto ne razumijete, idite na Internet da biste to pronašli.

Korak 5: Proces implementacije Arduino LCD projekta

hardverska veza

Kako bismo sljedeći korak u pisanju koda prošli bez problema, prvo moramo utvrditi pouzdanost hardverske veze. U ovom projektu korištena su samo četiri komada hardvera:

1. Arduino Mini pro razvojna ploča

2. KAMENI STVI070WT tft-lcd zaslon

3. MAX30100 senzor brzine otkucaja srca i kisika u krvi

4. MAX3232 (rs232-> TTL) Razvojna ploča Arduino Mini Pro i zaslon zaslona STVI070WT tft-lcd povezani su putem UART-a, što zahtijeva pretvaranje razine kroz MAX3232, a zatim su razvojna ploča Arduino Mini Pro i modul MAX30100 povezani putem IIC sučelja. Poslije jasnog razmišljanja, možemo nacrtati sljedeću sliku ožičenja:

Provjerite nema li pogrešaka u hardverskoj vezi i prijeđite na sljedeći korak.

Dizajn LCD-TFT korisničkog sučelja Prije svega, moramo dizajnirati sliku prikaza korisničkog sučelja koja se može dizajnirati pomoću PhotoShopa ili drugih alata za oblikovanje slika. Nakon dizajniranja slike prikaza korisničkog sučelja, spremite sliku u-j.webp

Uklonite sliku koja je prema zadanim postavkama učitana u novi projekt i dodajte sliku korisničkog sučelja koju smo osmislili. Dodajte komponentu za prikaz teksta, dizajnirajte znamenku prikaza i decimalnu točku, nabavite mjesto za pohranu komponente prikaza teksta u zaslonu. Učinak je sljedeći:

adresa komponente za prikaz teksta: Stanje veze: 0x0008

Broj otkucaja srca: 0x0001

Kiseonik u krvi: 0x0005

Glavni sadržaji sučelja sučelja su sljedeći:

Status veze

Prikaz pulsa

Kiseonik u krvi pokazao

Korak 6: Generirajte konfiguracijsku datoteku

Nakon što je dizajn korisničkog sučelja dovršen, konfiguracijska se datoteka može generirati i preuzeti na zaslon STVI070WT.

Prvo izvedite korak 1, zatim umetnite USB memorijski pogon u računalo i prikazat će se simbol diska. Zatim kliknite "Preuzmi na u-disk" za preuzimanje konfiguracijske datoteke na USB fleš disk, a zatim umetnite USB fleš disk u STVI070WT da biste dovršili nadogradnju.

MAX30100MAX30100 komunicira putem IIC -a. Njegov princip rada je da se ADC vrijednost otkucaja srca može dobiti putem infracrvenog zračenja. Registar MAX30100 može se podijeliti u pet kategorija: državni registar, FIFO, kontrolni registar, temperaturni registar i registar ID -a. čita temperaturnu vrijednost čipa radi ispravljanja odstupanja uzrokovanog temperaturom. ID registar može pročitati ID broj čipa.

MAX30100 je povezan s razvojnom pločom Arduino Mini Pro putem IIC komunikacijskog sučelja. Budući da u Arduino IDE-u postoje gotove datoteke knjižnice MAX30100, možemo čitati podatke o broju otkucaja srca i kisiku u krvi bez proučavanja registara MAX30100. Za one koji su zainteresirani za istraživanje registra MAX30100, pogledajte podatkovnu tablicu MAX30100.

Izmijenite vučni otpornik MAX30100 IIC

Valja napomenuti da je otpor pri podizanju IIC pina modula MAX30100 od 4,7 k spojen na 1,8 v, što u teoriji nije problem. Međutim, razina komunikacijske logike pina Arduino IIC je 5 V, pa ne može komunicirati s Arduinom bez promjene hardvera modula MAX30100. Izravna komunikacija je moguća ako je MCU STM32 ili drugi MCU razine logičke razine 3,3 V. Stoga slijedi: potrebno je izvršiti promjene:

Uklonite tri 4,7 k otpornika označena na slici električnim lemilicom. Zatim zavarite dva otpornika od 4,7 k na igle SDA i SCL na VIN, tako da možemo komunicirati s Arduinom. Arduino Otvorite Arduino IDE i pronađite sljedeće gumbi:

Potražite "MAX30100" da biste pronašli dvije knjižnice za MAX30100, a zatim kliknite preuzmi i instaliraj.

Nakon instalacije, demo datoteke MAX30100 možete pronaći u mapi biblioteke LIB Arduina:

Dvaput kliknite datoteku da biste je otvorili.

Ovaj se Demo može izravno testirati. Ako je hardverska veza u redu, možete preuzeti kompilaciju koda na razvojnu ploču Arduibo i vidjeti podatke MAX30100 u alatu za serijsko otklanjanje pogrešaka.

Korak 7: Učinak se može vidjeti na sljedećoj slici:

Za više informacija o projektu kliknite ovdje.

Molimo kontaktirajte nas ako vam je potreban potpuni kôd:

Odgovorit ću vam u roku od 12 sati.