Pulso oksimetras yra medicininis prietaisas, naudojamas neinvaziniam kraujo prisotinimui matuoti. Elektros inžinierius, vardu Takuo Aoyagi, 1972 m. Išrado jį Nihon Kohden. Po to buvo pradėtas pirmasis impulsų oksimetras 1973 m. Nors pagrindinis impulsų oksimetrijos principas išlieka tas pats, tačiau toliau stengiamasi tobulinti tokias technologijas, kaip ir triukšmo filtravimo algoritmų kūrimas ir tikslumas. Medicinos specialistai naudoja šiuos įrenginius kritinės priežiūros įstaigose, tokiose kaip skubios pagalbos ligoninės ar kambariai. Šiame straipsnyje pateikiama „MAX30100 Pulse“ oksimetro apžvalga, darbas ir programos.
Kas yra „MAX30100“ impulsų oksimetras?
„MAX30100“ yra impulsų oksimetras, sujungęs impulsų oksimetriją ir širdies ritmo monitorių Jutikliai . Taigi tai apima du šviesos diodus, fotodetektorių, optimizuotą optiką ir mažai triukšmo analoginį signalo apdorojimą, kad būtų galima pastebėti impulsų oksimetriją ir širdies ritmo signalus. Šio modulio veikimo įtampa svyruoja nuo 1,8 voltų ir 3,3 voltų maitinimo šaltinių.
Programinė įranga gali jį nuversti nedidele budėjimo režimo srove, išlaikydama maitinimo šaltinis Visada sujungtas. MAX30100 impulsų oksimetras matuoja kraujo prisotinimo, impulsų ir širdies ritmo stiprumo lygį. Taigi jis naudoja neinvazinę techniką, skirtą išmatuoti deguonies prisotinimo lygį kraujyje.
Kaip veikia „MAX30100“ impulsų oksimetras?
MAX30100 impulsų oksimetro jutiklis veikia matuojant kraujo prisotinimą arba SPO2 ir širdies ritmą su PPG (fotoplethysmografija) su infraraudonųjų spindulių ir raudonaisiais Šviesos diodai , fotodetektoriaus ir signalo apdorojimas, siekiant ištirti šviesos absorbciją per visą pirštą. MAX30100 modulyje yra šviesos diodų rinkinys, kuris sukuria vienspalvę raudonos spalvos šviesą esant 660 nm bangos ilgiui ir IR šviesai, esant 940 nm bangos ilgiui.
Kai fotodiodas skleidžia šviesą, jis smogia pirštu, o deguonimi prisotintas kraujas jį sugeria, o likusi šviesa atspindi per pirštą ir smogia detektoriui. Taigi detektorius pastebi ir apdoroja signalus pateikdamas išvestį. Šis jutiklis veikia I2C nuosekliojo ryšio protokole.
PIN konfigūracija:
Žemiau parodyta „MAX30100 Pulse“ oksimetro kaiščio konfigūracija. Šis modulis apima septynis kaiščius su įjungtu I2c Ryšio protokolas, skirtas bendrauti su mikrovaldikliu.
- 1 PIN (vynas): Tai yra impulsų oksimetro modulio įvesties įtampos kaištis, kurį galima prijungti prie jūsų valdiklio 3,3 V (OR) 5 V išėjimo. =
- PIN-2 (SCL): Tai yra „I2C“ modulio „I2C“ CLK kaištis, naudojamas „i2C“ serijiniam ryšiui, kuris yra prijungtas prie jūsų valdiklio I2C laikrodžio linijos.
- PIN-3 (SDA): Tai yra modulio, prijungto prie jūsų mikrovaldiklio I2C duomenų eilutės, „I2C“ serijos duomenų kaištis.
- PIN-4 (int): Tai yra aktyvus mažo pertraukimo impulsų oksimetro modulio kaištis, kuris yra užprogramuotas taip, kad būtų galima nutraukti kiekvieną impulsą.
- PIN-5 (IRD): Tai yra infraraudonųjų spindulių LED katodas ir LED tvarkyklės ryšio taškas. Jame yra LED tvarkyklė, skirta vardyti LED signalus „Spo2“ ir HR matavimams.
- PIN-6 (RD): Tai raudonas LED katodas ir LED tvarkyklės ryšio taškas, naudojamas raudonam LED vairuoti. Jei nenorite vairuoti „Red Led“, palikite jį nesusijusį.
- PIN-7 (GND): Tai yra modulio žemės kaištis.
Funkcijos ir specifikacijos:
MAX30100 impulsų oksimetro savybės ir specifikacijos Įtraukite šiuos dalykus.
- „MAX30100“ yra impulsų oksimetro modulis.
- Šis modulis apima septynis kaiščius.
- Jo darbo įtampa svyruoja nuo 1,8 iki 3,3 V
- Įvesties srovė yra 20 mA.
- Šis modulis turi integruotą aplinkos šviesos atšaukimą.
- Jis turi greitą duomenų išvestį ir aukštą imties greitį.
- Tiekimo srovė yra 1200UA.
- LED srovė svyruoja nuo 0 mA iki 50 Ma.
- LED impulsų plotis svyruoja nuo 200 iki 1,6 ms.
- Jo maitinimo šaltinis svyruoja nuo 3,3 V iki 5,5 V.
- Dabartinis lygiosios matavimų metu yra ~ 600 μA ir 0,7 μA budėjimo režimo metu.
- Raudonojo LED bangos ilgis yra 660 nm.
- IR LED bangos ilgis yra 880 nm.
- Temperatūros tikslumas yra ± 1 ° C.
- Darbinė temperatūra svyruoja nuo -40C iki +85C.
Lygiavertės ir alternatyvos
Lygiavertis MAX30100 impulsų oksimetrui yra MAX30102 IC. Alternatyvos MAX30100 impulsų oksimetams yra; „Pulse 3+“, „FSH 7060“, „Rohm BH1792GLC“, „Proto Central AFE4490“ ir kt.
MAX30100 impulsų oksimetro sąsaja su Arduino
Žemiau parodytas „Max30100 Pulse“ oksimetro jutiklio modulio su „Arduino“ sąsaja. Modulis matuoja širdies ritmą ir kraujo deguonį. Kraujo deguonies koncentracija, vadinama SPO2, rodo rodmenis procentine dalimi, o širdies plakimo/impulsų greitis rodo rodmenis BPM.
MAX30100 impulsų oksimetrija ir širdies ritmo monitoriaus jutiklis daugiausia sujungia du šviesos diodus, a fotodetektorius , optimizuota optika ir mažo triukšmo analoginio signalo apdorojimas, kad būtų galima pastebėti impulsų oksimetriją ir širdies ritmo signalus. Čia šį jutiklį galima naudoti su bet kuriuo mikrovaldikliu, norint lengvai išmatuoti paciento sveikatos parametrus.
Būtinas komponentai kad šis modulis daugiausia apima; an Arduino vienas Lenta, MAX30100 impulsų oksimetro jutiklis, 16 × 2 LCD , 10K potenciometras, Duonos lenta ir laidų prijungimas. Šios sąsajos jungtys tęsiamos taip;
- Prijunkite „Max30100“ modulio VIN kaiščią prie „Arduino“ 5 V (OR) 3,3 V kaiščio.
- Modulio GND kaištis yra prijungtas prie „Arduino“ plokštės GND kaiščio.
- Prijunkite „MAX30100“ modulio I2C kaiščius, tokius kaip SCL ir SDA, prie „Arduino“ A5 ir A4 kaiščių.
Kodas:
Reikalingas „MAX30100“ impulsų oksimetro sąsajos su Arduino kodas parodytas žemiau. Šis šaltinio kodas yra parašytas C programoje daugiausia „Arduino IDE“. Taigi šis kodas rodo serijinio monitoriaus vertę.
#include
#include „MAX30100_PULSEOXIMETR.H“
#Define Reporting_period_ms 1000
Pulseoksimetro raupai;
uint32_t tslastreport = 0;
void onBeatDeted ()
{
Serial.println („Beat!“);
}
void Setup ()
{
Serial.begin (115200);
Serial.print („Pulso oksimetro inicijavimas ..“); // Inicijuokite pulseoksimetro egzempliorių
// gedimai paprastai atsiranda dėl netinkamo I2C laidų, trūksta maitinimo šaltinio
// arba neteisingas taikinio lustas
if (! rox.begin ()) {
Serial.println („nepavyko“);
už (;;;);
} else {
Serial.println („Sėkmė“);
}
pox.seTirledCurrent (MAX30100_LED_CURR_7_6MA);
// Užregistruokite ritmo aptikimo atšaukimą
rox.setonBeatDetectedCallback (onBeatDetected);
}
void loop ()
{
// būtinai paskambinkite atnaujinimui kuo greičiau
pox.update ();
if (milis () - tslastreport> reporting_period_ms) {
Serial.print („Širdies ritmas:“);
Serial.print (rox.getHetrattrat ());
Serial.print („bpm / spo2:“);
Serial.print (rox.getSpo2 ());
Serial.println („%“);
tslastreport = milis ();
}
}
Darbas
Kai „MAX30100“ impulsų oksimetras yra įkeltas „Arduino“ kodas, atidarykite nuoseklųjį monitorių, kad stebėtumėte vertes. Iš pradžių „BPM“ ir „Spo2“ vertės pasirodys neteisinga vertė, tačiau netrukus galėsite stebėti tinkamą stabilų rodmenį.
Privalumai ir trūkumai
MAX30100 impulsų oksimetro pranašumai Įtraukite šiuos dalykus.
- Šis modulis turi ypač mažą galios veikimą.
- Jis turi mažą energijos suvartojimą, kuris prailgina akumuliatoriaus veikimo laiką nešiojamuose įrenginiuose.
- Šis modulio dizainas yra mažas, kompaktiškas, optimizuotas ir nešiojamas.
- Jis turi ALC arba aplinkos šviesos atšaukimą, kuris sumažina aplinkos šviesos trukdžius, kad būtų užtikrintas tikslus rodmenis net ryškiai apšviestoje aplinkoje.
- Šis modulis turi aukštą SNR arba signalo ir triukšmo santykį.
- Jis turi greitą duomenų išvesties galimybes, leidžiančias efektyviai ir greitai apdoroti jutiklių duomenis.
- Šis modulis integruoja visus reikalingus komponentus, kurie supaprastina dizainą ir sumažina išorinių komponentų būtinumą.
- Tai leidžia programuoti LED srovės ir impulsų plotį, leidžiant optimizuoti matavimo tikslumą ir energijos suvartojimą.
- On-lusto temperatūros jutiklis padeda subalansuoti visas skaitymo klaidas, atsirandančias dėl aplinkos temperatūros svyravimų.
- Jis naudoja I2C sąsają paprastam ryšiui per mikrovaldiklį.
MAX30100 impulsų oksimetro trūkumai Įtraukite šiuos dalykus.
- Neteisingas pirštų įdėjimas arba netinkamas kontaktas lemia neteisingus duomenis.
- Judesio artefaktai, tokie kaip traukuliai ar drebulys, gali trukdyti signalo aptikimui ir aiškinimui, dėl kurio klaidingi rodmenys.
- Didelio intensyvumo apšvietimas, ypač fluorescenciniai žibintai, gali kliudyti jutiklių rodmenis.
- Šiam jutiklio tikslumui gali turėti įtakos odos spalva ir plotis.
- Nagų lakas trukdo jutiklio gebėjimui tiksliai nustatyti deguonies kraujo kiekį.
- Dėl prastos periferinės perfuzijos dėl hipotenzijos ar šalčio gali sukelti nepakankamą impulsų bangą ir klaidingus rodmenis.
- Hipoteniniai sistoliniai BP rodmenys <80 mm Hg gali sukelti klaidingus ir kintančius impulsų oksimetrijos rodmenis.
- Nenormalaus hemoglobino lygio atsiradimas gali sukelti neteisingus SPO2 rodmenis.
- Per didelis slėgis gali sugriežtinti kapiliarų kraujotaką, o tai sumažina duomenų patikimumą.
Paraiškos
„MAX30100“ impulsų oksimetro taikymas apima šiuos dalykus.
- Pulso oksimetras padeda sveikatos priežiūros specialistams peržiūrėti pacientų deguonies prisotinimo lygį kvėpavimo takų (arba) širdies ir kraujagyslių problemomis, leisdami laiku intervencijai.
- Jutiklio tikslumas rodmenys yra esminis norint atpažinti hipoksemiją, kuri gali išvengti širdies nepakankamumo ir LOPL sąlygų komplikacijų.
- Tai nuolat stebi gyvybinius požymius, suteikdami vartotojams įžvalgą apie jų sveikatą ir gerovę dienos metu.
- Šis jutiklis leidžia realiojo laiko širdies ritmo ir kraujo deguonies kiekio stebėjimui, nes jis yra brangus įrankis asmenims ir sportininkams, sergantiems širdies ar kvėpavimo takų sąlygomis.
- Pulso oksimetro jutiklio surinkti duomenys gali suasmeninti treniruočių planus ir suteikti operatoriams grįžtamąjį ryšį apie jų veikimą.
- Švietimo sritis naudoja šį modulį, kad parodytų, kaip šie moduliai veikia, ir suteikia įžvalgų apie biologinio signalo apdorojimą.
- „Arduino“ lenta gerai sutampa su šiuo moduliu, todėl tai yra patogus įrankis mėgėjams ir studentams studijuoti biologinių jutiklių ir elektronikos.
- Fitneso stebėtojai naudoja šį modulį nuolatiniam širdies ritmo ir deguonies prisotinimo stebėjimui, pateikdami neatidėliotinus duomenis, kad pagerintų pacientų priežiūrą.
Prašome žiūrėti šią nuorodą MAX30100 impulsų oksimetro duomenų lapas .
Taigi tai yra „MAX30100 Pulse“ oksimetro modulio, „Pinout“, „Funkcijų, specifikacijų“, darbo ir programų apžvalga. Tai yra universalus modulis, turintis širdies ritmo ir impulsų oksimetrijos stebėjimo gebėjimus, kuris suteikia efektyvų ir kompaktišką sprendimą įvairiems nešiojamiems prietaisams, tokiems kaip medicininės stebėjimo įranga ir kūno rengybos stebėjimo įrenginiai. Taigi jis yra gerai žinomas dėl mažos energijos suvartojimo ir tikslumo. Štai jums klausimas, kas yra „Max30102 IC“?
