พัลส์ oximeter เป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ใช้สำหรับการวัดความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือดที่ไม่รุกราน วิศวกรไฟฟ้าชื่อ Takuo Aoyagi คิดค้นมันที่ Nihon Kohden ในปี 1972 หลังจากนั้นพัลส์ oximeter แรกได้เปิดตัวในปี 1973 ในขณะที่หลักการพื้นฐานของพัลส์ oximetry ยังคงเหมือนเดิม ผู้เชี่ยวชาญด้านการแพทย์ใช้อุปกรณ์เหล่านี้ในการตั้งค่าการดูแลที่สำคัญเช่นโรงพยาบาลฉุกเฉินหรือห้องพัก บทความนี้ให้ภาพรวม Max30100 Pulse Oximeter, การทำงานและแอปพลิเคชัน
Max30100 Pulse Oximeter คืออะไร?
Max30100 เป็นเครื่องวัดโอออกสเตอร์พัลส์ที่รวมการตรวจสอบความอิ่มตัวของเลือดและอัตราการเต้นของหัวใจ เซ็นเซอร์ - ดังนั้นจึงมีไฟ LED สองตัว, เครื่องตรวจจับแสง, เลนส์ที่ดีที่สุดและการประมวลผลสัญญาณอะนาล็อกเสียงรบกวนต่ำเพื่อสังเกตเห็นชีพจรออกซิเจนและสัญญาณอัตราการเต้นของหัวใจ แรงดันไฟฟ้าของโมดูลนี้มีตั้งแต่ 1.8Volts และ 3.3Volts Power Supplies
ซอฟต์แวร์สามารถจ่ายไฟได้ด้วยกระแสไฟฟ้าสแตนด์บายเล็กน้อยโดยรักษาไฟล์ แหล่งจ่ายไฟ เชื่อมต่อตลอดเวลา max30100 พัลส์ oximeter วัดระดับของความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือดชีพจรและความแข็งแรงของอัตราการเต้นของหัวใจ ดังนั้นจึงใช้เทคนิคที่ไม่รุกรานเพื่อวัดระดับความอิ่มตัวของออกซิเจนภายในเลือด
Max30100 pulse oximeter ทำงานอย่างไร?
เซ็นเซอร์ Max30100 Pulse Oximeter ทำงานได้โดยการวัดความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือดหรือ SPO2 และอัตราการเต้นของหัวใจด้วย PPG (photoplethysmography) ด้วยอินฟราเรดและสีแดง LEDS การประมวลผลโฟโตไดเทคเตอร์และสัญญาณเพื่อตรวจสอบการดูดซับแสงตลอดนิ้ว โมดูล Max30100 มีชุดของไฟ LED ที่สร้างแสงสีแดงโมโนโครมที่ความยาวคลื่น 660nm & IR ที่ความยาวคลื่น 940nm
เมื่อโฟโตไดโอดปล่อยแสงมันจะกระทบนิ้วและเลือดออกซิเจนจะดูดซับในขณะที่แสงที่เหลือสะท้อนผ่านนิ้วและโจมตีเครื่องตรวจจับ ดังนั้นเครื่องตรวจจับจะแจ้งและประมวลผลสัญญาณโดยให้เอาต์พุต เซ็นเซอร์นี้ทำหน้าที่ในโปรโตคอลการสื่อสารอนุกรม I2C
การกำหนดค่าพิน:
การกำหนดค่าพิน Oximeter Max30100 แสดงไว้ด้านล่าง โมดูลนี้มีหมุดเจ็ดตัวพร้อมเปิดใช้งาน i2c โปรโตคอลการสื่อสารเพื่อสื่อสารกับไมโครคอนโทรลเลอร์
- pin-1 (ไวน์): มันเป็นหมุดแรงดันไฟฟ้าอินพุตของโมดูลพัลส์โอซินเซอร์ซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับเอาต์พุต 5V (หรือ) 5V จากคอนโทรลเลอร์ของคุณ = =
- PIN-2 (SCL): มันเป็น I2C - clk pin ของโมดูลที่ใช้สำหรับการสื่อสารอนุกรม I2C ซึ่งเชื่อมต่อกับสายนาฬิกา I2C ของคอนโทรลเลอร์ของคุณ
- PIN-3 (SDA): มันเป็นพินข้อมูลอนุกรมของโมดูลซึ่งเชื่อมต่อกับสายข้อมูล I2C ของไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณ
- PIN-4 (int): มันเป็นพินอินเตอร์รัปต์ต่ำที่ใช้งานอยู่ของโมดูลพัลส์โอซินเซอร์ซึ่งตั้งโปรแกรมให้สร้างการขัดจังหวะสำหรับทุกชีพจร
- PIN-5 (IRD): มันเป็นจุดเชื่อมต่อไดรเวอร์ Cathode และ LED อินฟราเรดมันรวมไดรเวอร์ LED เพื่อขับสัญญาณ LED สำหรับการวัด SPO2 & HR
- PIN-6 (RD): มันเป็นจุดเชื่อมต่อ Cathode LED และ LED Driver ที่ใช้ในการขับ LED สีแดง หากคุณไม่ต้องการขับรถสีแดงนำตัวเองปล่อยให้มันไม่ได้เชื่อมต่อ
- PIN-7 (GND): มันเป็นพินภาคพื้นดินของโมดูล
คุณสมบัติและข้อมูลจำเพาะ:
ที่ คุณสมบัติและข้อกำหนดของ max30100 pulse oximeter รวมสิ่งต่อไปนี้
- Max30100 เป็นโมดูลพัลส์โอซินเซอร์
- โมดูลนี้รวมถึงเจ็ดพิน
- แรงดันไฟฟ้าในการดำเนินงานมีตั้งแต่ 1.8V ถึง 3.3V
- กระแสอินพุตคือ 20mA
- โมดูลนี้มีการยกเลิกแสงโดยรอบ
- มีเอาต์พุตข้อมูลที่รวดเร็วและอัตราตัวอย่างสูง
- กระแสอุปทานคือ 1200UA
- LED ปัจจุบันมีตั้งแต่ 0 ma ถึง 50 Ma
- ความกว้างของพัลส์ LED มีตั้งแต่ 200US ถึง 1.6ms
- แหล่งจ่ายไฟมีตั้งแต่ 3.3V ถึง 5.5V
- การดึงกระแสในระหว่างการวัดคือ ~ 600μAและ0.7μAระหว่างโหมดสแตนด์บาย
- ความยาวคลื่น LED สีแดงคือ 660nm
- ความยาวคลื่น IR LED คือ 880Nm
- ความแม่นยำของอุณหภูมิคือ±1˚C
- อุณหภูมิในการทำงานมีตั้งแต่ -40C ถึง +85C
เทียบเท่าและทางเลือก
เทียบเท่ากับ Max30100 Pulse Oximeter คือ Max30102 IC ทางเลือกสำหรับ max30100 pulse oximeters คือ; Pulse 3+, FSH 7060, Rohm BH1792GLC, Proto Central AFE4490 ฯลฯ
Max30100 พัลส์ oximeter เชื่อมต่อกับ Arduino
ที่นี่วิธีการเชื่อมต่อโมดูลเซ็นเซอร์ Max30100 Pulse Oximeter กับ Arduino แสดงอยู่ด้านล่าง โมดูลวัดอัตราการเต้นของหัวใจและออกซิเจนในเลือด ความเข้มข้นของออกซิเจนในเลือดเรียกว่า SPO2 แสดงการอ่านเป็นเปอร์เซ็นต์ในขณะที่อัตราการเต้นของหัวใจ/พัลส์แสดงการอ่านใน BPM
เซ็นเซอร์ Max30100 พัลส์ oximetry และการตรวจสอบอัตราการเต้นของหัวใจรวม LED สองตัวส่วนใหญ่สองตัวคือ A เครื่องตรวจจับแสง ออพติกที่ได้รับการปรับปรุงและการประมวลผลสัญญาณอะนาล็อกต่ำเพื่อสังเกตสัญญาณชีพจร oximetry และสัญญาณอัตราการเต้นของหัวใจ ที่นี่เซ็นเซอร์นี้สามารถใช้กับไมโครคอนโทรลเลอร์ใด ๆ เพื่อวัดพารามิเตอร์สุขภาพของผู้ป่วยได้อย่างง่ายดาย
ต้องการ ส่วนประกอบ เพื่อให้โมดูลนี้รวมถึง; หนึ่ง Arduino One บอร์ดเซ็นเซอร์ Oximeter Max30100 Pulse LCD 16 × 2 , โพเทนชิออมิเตอร์ 10k, กระดาน และสายเชื่อมต่อ การเชื่อมต่อของการเชื่อมต่อนี้มีดังนี้
- เชื่อมต่อพิน VIN ของโมดูล MAX30100 เข้ากับ 5V (OR) 3.3V PIN ของ Arduino
- พิน GND ของโมดูลเชื่อมต่อกับพิน GND ของบอร์ด Arduino
- เชื่อมต่อพิน I2C ของโมดูล Max30100 เช่น SCL และ SDA เข้ากับหมุด A5 และ A4 ของ Arduino
รหัส:
รหัสที่ต้องการสำหรับ Max30100 พัลส์ oximeter เชื่อมต่อกับ Arduino แสดงอยู่ด้านล่าง ซอร์สโค้ดนี้เขียนขึ้นภายในโปรแกรม C ส่วนใหญ่สำหรับ Arduino IDE ดังนั้นรหัสนี้จะแสดงค่าบนจอภาพอนุกรม
#include
#include“ max30100_pulseoximeter.h”
#Define Reporting_period_ms 1000
Pulseoximeter pox;
uint32_t tslastreport = 0;
เป็นโมฆะ onbeatdetected ()
-
serial.println (“ เอาชนะ!”);
-
การตั้งค่าโมฆะ ()
-
serial.begin (115200);
serial.print (“ การเริ่มต้นพัลส์ oximeter .. ”); // เริ่มต้นอินสแตนซ์พัลส์ซิมมิเตอร์
// ความล้มเหลวโดยทั่วไปเกิดจากการเดินสาย I2C ที่ไม่เหมาะสมแหล่งจ่ายไฟที่ขาดหายไป
// หรือชิปเป้าหมายผิด
if (! pox.begin ()) {
serial.println (“ ล้มเหลว”);
สำหรับ(;;);
} อื่น {
serial.println (“ ความสำเร็จ”);
-
POX.SetirledCurrent (MAX30100_LED_CURR_7_6MA);
// ลงทะเบียนการโทรกลับสำหรับการตรวจจับจังหวะ
POX.SetOnBeatDetectedCallback (onBeatDetected);
-
เป็นโมฆะลูป ()
-
// ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้รับการอัปเดตให้เร็วที่สุด
pox.update ();
if (millis () - tslastreport> รายงาน _period_ms) {
serial.print (“ อัตราการเต้นของหัวใจ:”);
serial.print (pox.getheartrate ());
serial.print (“ BPM / SPO2:”);
serial.print (pox.getspo2 ());
serial.println (“%”);
tslastreport = millis ();
-
-
การทำงาน
เมื่ออัปโหลดรหัส max30100 pulse oximeter arduino แล้วเปิดมอนิเตอร์อนุกรมเพื่อสังเกตค่า ในตอนแรกค่าของ BPM และ SPO2 จะปรากฏเป็นค่าที่ไม่ถูกต้อง แต่ในไม่ช้าคุณสามารถตรวจสอบการอ่านที่มีเสถียรภาพที่เหมาะสม
ข้อดีและข้อเสีย
ที่ ข้อดีของ max30100 pulse oximeter รวมสิ่งต่อไปนี้
- โมดูลนี้มีการทำงานของพลังงานต่ำเป็นพิเศษ
- มีการใช้พลังงานต่ำซึ่งยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ภายในอุปกรณ์ที่สวมใส่ได้
- การออกแบบโมดูลนี้มีขนาดเล็กกะทัดรัดปรับให้เหมาะสมและสวมใส่ได้
- มันมีการยกเลิกแสง ALC หรือแสงโดยรอบที่ช่วยลดการรบกวนจากแสงโดยรอบเพื่อให้มั่นใจว่าการอ่านที่แม่นยำแม้ในสภาพแวดล้อมที่สว่างไสว
- โมดูลนี้มีอัตราส่วน SNR สูงหรือสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน
- มีความสามารถในการส่งออกข้อมูลที่รวดเร็วซึ่งช่วยให้การประมวลผลข้อมูลเซ็นเซอร์ที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็ว
- โมดูลนี้รวมส่วนประกอบที่จำเป็นทั้งหมดซึ่งทำให้การออกแบบและลดความจำเป็นของส่วนประกอบภายนอกง่ายขึ้น
- ช่วยให้สามารถเขียนโปรแกรมความกว้างของกระแสไฟ LED และพัลส์ได้โดยการอนุญาตให้มีการเพิ่มประสิทธิภาพการวัดความแม่นยำและการใช้พลังงาน
- เซ็นเซอร์อุณหภูมิบนชิปช่วยในการปรับสมดุลข้อผิดพลาดในการอ่านใด ๆ ที่เกิดขึ้นเนื่องจากความผันผวนของอุณหภูมิแวดล้อม
- มันใช้อินเทอร์เฟซ I2C สำหรับการสื่อสารที่เรียบง่ายผ่านไมโครคอนโทรลเลอร์
ที่ ข้อเสียของ max30100 pulse oximeter รวมสิ่งต่อไปนี้
- การวางนิ้วไม่ถูกต้องหรือการติดต่อที่ไม่เพียงพอนำไปสู่ข้อมูลที่ไม่ถูกต้อง
- สิ่งประดิษฐ์การเคลื่อนไหวเช่นอาการชักหรือตัวสั่นสามารถรบกวนการตรวจจับและตีความสัญญาณซึ่งส่งผลให้การอ่านผิด
- แสงที่มีความเข้มสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งแสงฟลูออเรสเซนต์สามารถขัดขวางการอ่านเซ็นเซอร์
- ความแม่นยำของเซ็นเซอร์นี้สามารถได้รับอิทธิพลจากสีผิวและความกว้าง
- ยาทาเล็บรบกวนความสามารถของเซ็นเซอร์ในการตรวจจับระดับออกซิเจนในเลือดอย่างแม่นยำ
- การกระจายตัวของอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ไม่ดีเนื่องจากความดันเลือดต่ำหรือความเย็นสามารถนำไปสู่คลื่นชีพจรที่ไม่เพียงพอและการอ่านที่ผิดพลาด
- การอ่าน BP systolic BP ที่มีความดันโลหิตสูง <80 mm Hg สามารถทำให้เกิดการอ่านค่า pulse oximetry ที่ผิดพลาดและแปรผัน
- การเกิดขึ้นของระดับฮีโมโกลบินที่ผิดปกติสามารถนำไปสู่การอ่าน SPO2 ที่ผิด
- ความดันมากเกินไปสามารถทำให้การไหลเวียนของเลือดของเส้นเลือดฝอยกระชับซึ่งจะลดความน่าเชื่อถือของข้อมูล
แอปพลิเคชัน
แอพพลิเคชั่นของ Oximeter พัลส์ Max30100 รวมถึงสิ่งต่อไปนี้
- พัลส์ oximeter ช่วยให้ผู้เชี่ยวชาญด้านการดูแลสุขภาพทบทวนระดับความอิ่มตัวของออกซิเจนภายในผู้ป่วยโดยปัญหาระบบทางเดินหายใจ (OR) โรคหัวใจและหลอดเลือดโดยการอนุญาตให้มีการแทรกแซงในเวลาที่เหมาะสม
- ความแม่นยำของเซ็นเซอร์ภายในการอ่านเป็นพื้นฐานสำหรับการรับรู้ภาวะขาดออกซิเจนซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงภาวะแทรกซ้อนในภาวะหัวใจล้มเหลวและเงื่อนไขโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง
- มันตรวจสอบสัญญาณที่สำคัญอย่างต่อเนื่องโดยการให้ข้อมูลเชิงลึกแก่ผู้บริโภคเกี่ยวกับสุขภาพและความเป็นอยู่ที่ดีของพวกเขาในระหว่างวัน
- เซ็นเซอร์นี้ช่วยให้อัตราการเต้นของหัวใจแบบเรียลไทม์และการตรวจสอบระดับออกซิเจนในเลือดโดยทำให้เป็นเครื่องมือที่มีราคาแพงสำหรับบุคคลและนักกีฬาที่มีภาวะหัวใจหรือระบบทางเดินหายใจ
- ข้อมูลที่รวบรวมได้ของเซ็นเซอร์ Pulse Oximeter สามารถปรับแต่งแผนการฝึกอบรมและให้ข้อเสนอแนะกับผู้ประกอบการเกี่ยวกับประสิทธิภาพของพวกเขา
- สาขาการศึกษาใช้โมดูลนี้เพื่อแสดงว่าโมดูลเหล่านี้ทำงานอย่างไรและให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการประมวลผลสัญญาณชีวภาพ
- บอร์ด Arduino เข้ากันได้ดีกับโมดูลนี้ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับมือสมัครเล่นและนักเรียนในการศึกษาการตรวจจับชีวภาพและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
- ตัวติดตามการออกกำลังกายใช้โมดูลนี้สำหรับอัตราการเต้นของหัวใจอย่างต่อเนื่องและการตรวจสอบความอิ่มตัวของออกซิเจนโดยการให้ข้อมูลทันทีสำหรับการดูแลผู้ป่วยที่ได้รับการปรับปรุง
โปรดดูลิงค์นี้สำหรับไฟล์ Max30100 Pulse Oximeter Datasheet -
ดังนั้นนี่คือภาพรวมของโมดูล Max30100 พัลส์โอซินเซอร์, pinout, คุณสมบัติ, ข้อมูลจำเพาะ, การทำงานและแอปพลิเคชัน นี่คือโมดูลอเนกประสงค์ที่มีอัตราการเต้นของหัวใจและความสามารถในการตรวจสอบความอิ่มตัวของ oximetry ซึ่งให้โซลูชันที่มีประสิทธิภาพและกะทัดรัดสำหรับอุปกรณ์ที่สวมใส่ได้เช่นอุปกรณ์ตรวจสอบทางการแพทย์และตัวติดตามออกกำลังกาย ดังนั้นจึงเป็นที่รู้จักกันดีสำหรับการใช้พลังงานต่ำและความถูกต้อง นี่คือคำถามสำหรับคุณ Max30102 IC คืออะไร?
