Otkucaji srca na KAMENOM LCD -u: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

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 zgodno za upotrebu.

Prema podacima, otkrio sam da u datotekama biblioteke Arduino postoje biblioteke MAX30100. To jest, ako koristim komunikaciju između Arduina i MAX30100, mogu izravno pozvati datoteke Arduino biblioteke 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 sa MCU komunikacijama na nivou 3,3 V, jer prema zadanim postavkama upotreba IIC pina podiže otpor od 4,7 K do 1,8 V, tako da prema zadanim postavkama nema komunikacije s Arduinom, ako želite komunicirati s Arduino i trebaju dva 4,7 K IIC pin pull-up otpornika spojena 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 pulsu i kisik u krvi

Podaci o pulsu i kiseoniku u krvi prikazuju se putem LCD ekrana

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

razmišljanje:

Koji se master MCU koristi?

Kakav LCD ekran?

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 ekran sa serijskim portom. Ovdje imam prikaz STONE STVI070WT, ali ako Arduino mora komunicirati s njim, MAX3232 je potreban za konverziju nivoa. Tada se osnovni elektronički materijali određuju na sljedeći način:

1. Arduino Mini Pro razvojna ploča

2. MAX30100 modul senzora brzine otkucaja srca i kiseonika u krvi

3. STONE STVI070WT LCD monitor sa serijskim portom

4. MAX3232 modul

Korak 2: Uvod u hardver

MAX30100

MAX30100 je integrirano rješenje senzora pulsne oksimetrije i monitora otkucaja srca. Kombinira dvije LED diode, fotodetektor, optimiziranu optiku i tihu analognu obradu signala za otkrivanje pulsne oksimetrije i signala otkucaja srca. MAX30100 radi na izvorima napajanja od 1,8 V i 3,3 V i može se isključiti putem softvera sa zanemarivom strujom pripravnosti, omogućavajući da napajanje ostane povezano u svakom trenutku. Aplikacije

● Nosivi uređaji

● Uređaji za pomoć u fitnesu

● Uređaji za medicinsko praćenje

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 sistem u paketu

2 peration Rad s izuzetno niskom potrošnjom energije produžuje vijek trajanja baterije za nosive uređaje

Programabilna brzina uzorkovanja i LED struja za uštedu energije

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

3, Napredna funkcionalnost poboljšava performanse mjerenja

Visoki SNR pruža čvrstu otpornost na artefakte pri kretanju

Integrirano poništavanje ambijentalnog svjetla

Mogućnost velike brzine uzorkovanja

Mogućnost brzog izlaza podataka

Korak 3: Princip 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 spektra apsorpcije crvenih krvnih zrnaca 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. Zainteresovani prijatelji mogu potražiti informacije o ovom modulu za mjerenje otkucaja srca na Internetu i dublje razumjeti princip otkrivanja.

KAMENA STVI070WT-01

Uvod u prikaz

U ovom projektu ću koristiti STONE STVI070WT za prikaz otkucaja srca i podataka o kisiku u krvi. Upravljački čip je integriran unutar ekrana, a postoji i softver koji korisnici mogu koristiti. Korisnici samo trebaju dodati tipke, okvire za tekst i drugu logiku kroz dizajnirane slike korisničkog sučelja, a zatim generirati konfiguracijske datoteke i preuzeti ih na ekran za pokretanje. Prikaz STVI070WT komunicira s MCU-om putem uart-rs232 signala, što znači da moramo dodati MAX3232 čip 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 ekrana STONE, od kojih neki mogu direktno 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 ekrana STONE display:

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

MCU komunicira sa STONE LCD ekranskim modulom preko serijskog porta.

S podacima dobivenim u koraku 2, MCU vrši 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:

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

Arduino Arduino je elektronička prototipna platforma otvorenog koda koja je jednostavna za upotrebu i laka za upotrebu. Uključuje hardverski dio (različite razvojne ploče koje su u skladu sa Arduino specifikacijama) i softverski dio (Arduino IDE i srodni 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 za mikroračunalo. Softverski dio uglavnom se sastoji od Arduino IDE-a na računaru, srodnog paketa podrške na nivou ploče (BSP) i bogate biblioteke funkcija trećih strana. Pomoću Arduino IDE-a možete jednostavno preuzeti BSP povezan sa vašom razvojnom pločom i bibliotekama koje su vam potrebne. da pišete 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 samo da podržava 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 različite senzore, upravljačka svjetla, motore i druge uređaje kako bi povratno djelovao i utjecao na okoliš. Mikrokontroler na ploči može se programirati pomoću programskog jezika Arduino, sastaviti u binarne datoteke i snimiti u mikrokontroler. za Arduino je implementiran sa programskim jezikom Arduino (zasnovano na ožičenju) i razvojnim okruženjem Arduino (zasnovano na obradi). Projekti zasnovani na Arduinu mogu sadržavati samo Arduino, kao i Arduino i drugi softver koji radi na računaru, te komuniciraju sa svakim druge (kao što su Flash, Processing, MaxMSP).

razvojno okruženje Arduino razvojno okruženje je Arduino IDE, koje se može preuzeti sa 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 uvoda u Arduino. Ako nešto ne razumijete, idite na Internet da to pronađete.

Korak 5: Proces implementacije Arduino LCD projekta

hardverska veza

Da bismo osigurali da sljedeći korak u pisanju koda prođe 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 ekran

3. MAX30100 senzor brzine otkucaja srca i kisika u krvi

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

Uvjerite se da nema grešaka u hardverskoj vezi i prijeđite na sljedeći korak.

Dizajn LCD-TFT korisničkog sučelja Prije svega, potrebno je dizajnirati sliku prikaza korisničkog sučelja, koju može dizajnirati PhotoShop ili drugi alati za oblikovanje slike. 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 dizajnirali. Dodajte komponentu za prikaz teksta, dizajnirajte prikaznu znamenku i decimalnu točku, nabavite lokaciju za pohranu komponente za prikaz teksta u zaslonu. Efekat je sljedeći:

adresa komponente za prikaz teksta: Stanje veze: 0x0008

Otkucaji srca: 0x0001

Kiseonik u krvi: 0x0005

Glavni sadržaji sučelja korisničkog sučelja su sljedeći:

Status veze

Prikaz pulsa

Kiseonik u krvi pokazao

Korak 6: Generirajte konfiguracijsku datoteku

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

Prvo izvedite korak 1, zatim umetnite USB fleš disk u računar i prikazat će se simbol diska. Zatim kliknite "Preuzmi na u-disk" da biste preuzeli konfiguracionu datoteku 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 bibliotečke datoteke 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 tehnički list MAX30100.

Izmijenite vučni otpornik MAX30100 IIC

Treba napomenuti da je otpornost na potezanje IIC pina modula MAX30100 od 4,7 k spojena na 1,8 v, što u teoriji nije problem. Međutim, razina logičke komunikacije Arduino IIC pina je 5V, tako da ne može komunicirati s Arduinom bez promjene hardvera modula MAX30100. Direktna komunikacija je moguća ako je MCU STM32 ili drugi MCU logičkog nivoa 3.3v. Stoga, sljedeće potrebno je izvršiti promjene:

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

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

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

Dvaput kliknite na datoteku da biste je otvorili.

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

Korak 7: Efekat se može vidjeti na sljedećoj slici:

Za više informacija o projektu kliknite ovdje.

Molimo kontaktirajte nas ako vam je potreban potpuni kod:

Odgovorit ću vam u roku od 12 sati.