Denyutan Jantung pada LCD BATU: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Beberapa ketika yang lalu, saya menemui modul sensor degupan jantung MAX30100 dalam membeli-belah dalam talian. Modul ini dapat mengumpulkan data oksigen darah dan degupan jantung pengguna, yang juga mudah dan senang digunakan.

Menurut data, saya dapati terdapat perpustakaan MAX30100 dalam fail perpustakaan Arduino. Maksudnya, jika saya menggunakan komunikasi antara Arduino dan MAX30100, saya boleh memanggil fail perpustakaan Arduino secara langsung tanpa perlu menulis semula fail pemacu. Ini adalah perkara yang baik, jadi saya membeli modul MAX30100. Saya memutuskan untuk menggunakan Arduino untuk mengesahkan fungsi pengumpulan jantung dan oksigen darah MAX30100.

Langkah 1: Fungsi

Pautan pembelian modul MAX30100:

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

Catatan: modul ini secara lalai hanya dengan komunikasi MCU tahap 3.3 V, kerana secara default menggunakan pin IIC menarik rintangan 4.7 K hingga 1.8 V, jadi tidak ada komunikasi dengan Arduino secara lalai, jika anda ingin berkomunikasi dengan Arduino dan memerlukan dua 4.7 K resistor penarik pin IIC yang disambungkan ke pin VIN, kandungan ini akan diperkenalkan di bahagian belakang bab ini.

Tugasan berfungsi

Sebelum memulakan projek ini, saya memikirkan beberapa ciri mudah: Data kadar jantung dan data oksigen darah dikumpulkan

Data kadar denyutan jantung dan oksigen darah ditunjukkan melalui skrin LCD

Ini adalah satu-satunya dua ciri, tetapi jika kita mahu menerapkannya, kita perlu melakukan lebih banyak perkara

berfikir:

MCU induk apa yang digunakan?

Paparan LCD apa?

Seperti yang kami sebutkan sebelumnya, kami menggunakan Arduino untuk MCU, tetapi ini adalah projek paparan LCD Arduino, jadi kami perlu memilih modul paparan LCD yang sesuai. Saya merancang untuk menggunakan skrin paparan LCD dengan port bersiri. Saya mempunyai paparan STONE STVI070WT di sini, tetapi jika Arduino perlu berkomunikasi dengannya, MAX3232 diperlukan untuk melakukan penukaran tahap. Kemudian bahan elektronik asas ditentukan seperti berikut:

1. Papan pengembangan Arduino Mini Pro

2. Modul sensor denyut jantung dan oksigen darah MAX30100

3. Modul paparan port bersiri LCD STONE STVI070WT

4. Modul MAX3232

Langkah 2: Pengenalan Perkakasan

MAX30100

MAX30100 adalah penyelesaian sensor denyut nadi oksimetri dan denyut jantung bersepadu. Ia menggabungkan dua LED, fotodetektor, optik yang dioptimumkan, dan pemprosesan isyarat analog dengan bunyi rendah untuk mengesan isyarat oksimetri nadi dan denyut jantung. MAX30100 beroperasi dari bekalan kuasa 1.8V dan 3.3V dan dapat dimatikan melalui perisian dengan arus siap sedia yang boleh diabaikan, yang membolehkan bekalan kuasa tetap terhubung sepanjang masa. Permohonan

● Peranti Boleh Dipakai

● Peranti Pembantu Kecergasan

● Peranti Pemantauan Perubatan

Faedah dan Ciri

1 、 Penyelesaian Pulse Oksimeter dan Sensor Denyutan Jantung Menyelesaikan Reka Bentuk

LED Bersepadu, Sensor Foto, dan Bahagian Depan Analog Berprestasi Tinggi

5.6mm x 2.8mm x 1.2mm 14-Pin OpticalEnhanced System-in-Package kecil

2, Operasi Daya Ultra Rendah Meningkatkan Hayat Bateri untuk Peranti yang boleh dipakai

Kadar Sampel yang Boleh Diprogramkan dan Arus LED untuk Penjimatan Kuasa

Arus Penutupan Sangat Rendah (0.7µA, taip)

3, Fungsi Lanjutan Meningkatkan Prestasi Pengukuran

SNR Tinggi Memberi Ketahanan Artifak Gerak Kuat

Pembatalan Cahaya Ambient Bersepadu

Keupayaan Kadar Sampel Tinggi

Keupayaan Output Data yang pantas

Langkah 3: Prinsip Pengesanan

Cukup tekan jari anda ke sensor untuk mengira ketepuan oksigen nadi (SpO2) dan nadi (bersamaan dengan degupan jantung).

Pulse oximeter (oximeter) adalah spektrometer mini yang MENGGUNAKAN prinsip spektrum penyerapan sel merah yang berbeza untuk menganalisis ketepuan oksigen darah. Kaedah pengukuran masa nyata dan cepat ini juga banyak digunakan dalam banyak rujukan klinikal. Saya tidak akan memperkenalkan MAX30100 terlalu banyak, kerana bahan-bahan ini terdapat di Internet. Rakan-rakan yang berminat boleh mencari maklumat modul ujian degupan jantung ini di Internet, dan mempunyai pemahaman yang lebih mendalam mengenai prinsip pengesanannya.

BATU STVI070WT-01

Pengenalan kepada paparan

Dalam projek ini, saya akan menggunakan STONE STVI070WT untuk memaparkan data kadar denyutan jantung dan oksigen darah. Cip pemacu telah disatukan di dalam layar paparan, dan ada perisian untuk digunakan oleh pengguna. Pengguna hanya perlu menambahkan butang, kotak teks, dan logik lain melalui gambar UI yang dirancang, dan kemudian menghasilkan fail konfigurasi dan memuat turunnya ke skrin paparan untuk dijalankan. Paparan STVI070WT berkomunikasi dengan MCU melalui isyarat uart-rs232, yang bermaksud bahawa kita perlu menambahkan cip MAX3232 untuk menukar isyarat RS232 menjadi isyarat TTL supaya kita dapat berkomunikasi dengan Arduino MCU.

Sekiranya anda tidak pasti cara menggunakan MAX3232, sila lihat gambar berikut:

Sekiranya anda menganggap penukaran tahap terlalu menyusahkan, anda boleh memilih jenis paparan lain dari BATU, beberapa di antaranya dapat secara langsung mengeluarkan isyarat uart-ttl. Laman web rasmi mempunyai maklumat dan pengenalan terperinci: https://www.stoneitech.com/ Sekiranya anda memerlukan tutorial video dan tutorial untuk digunakan, anda juga boleh mencarinya di laman web rasmi.

Langkah 4: Langkah Pembangunan

Tiga langkah pengembangan skrin paparan BATU:

Reka logik paparan dan logik butang dengan perisian STONE TOOL, dan muat turun fail reka bentuk ke modul paparan.

MCU berkomunikasi dengan modul paparan LCD BATU melalui port bersiri.

Dengan data yang diperoleh pada langkah 2, MCU melakukan tindakan lain.

Pemasangan perisian ALAT BATU

Muat turun versi terbaru perisian STONE TOOL (kini TOOL2019) dari laman web, dan pasangkannya. Setelah perisian dipasang, antara muka berikut akan dibuka:

Klik butang "Fail" di sudut kiri atas untuk membuat projek baru, yang akan kita bincangkan kemudian.

ArduinoArduino adalah platform prototaip elektronik sumber terbuka yang senang digunakan dan senang digunakan. Ini termasuk bahagian perkakasan (pelbagai papan pengembangan yang sesuai dengan spesifikasi Arduino) dan bahagian perisian (Arduino IDE dan alat pengembangan yang berkaitan). Bahagian perkakasan (atau papan pengembangan) terdiri daripada mikrokontroler (MCU), memori Flash (Flash), dan sekumpulan antara muka input / output universal (GPIO), yang boleh anda fikirkan sebagai papan induk mikrokomputer. Bahagian perisian terutamanya terdiri daripada Arduino IDE pada PC, pakej sokongan peringkat papan (BSP) dan perpustakaan fungsi pihak ketiga yang kaya. Dengan Arduino IDE, anda boleh memuat turun BSP dengan mudah dengan papan pengembangan dan perpustakaan yang anda perlukan. untuk menulis program anda. Arduino adalah platform sumber terbuka. Setakat ini, terdapat banyak model dan banyak pengawal yang berasal, termasuk Arduino Uno, Arduino Nano, ArduinoYun dan sebagainya. Di samping itu, Arduino IDE kini tidak hanya menyokong papan pengembangan siri Arduino, tetapi juga menambahkan sokongan untuk papan pengembangan popular seperti sebagai Intel Galileo dan NodeMCU dengan memperkenalkan BSP. Arduino merasakan persekitaran melalui pelbagai sensor, mengendalikan lampu, motor dan peranti lain untuk memberi makan dan mempengaruhi persekitaran. Mikrokontroler di papan dapat diprogramkan dengan bahasa pengaturcaraan Arduino, disusun menjadi binari, dan dibakar ke dalam mikrokontroler. untuk Arduino diimplementasikan dengan bahasa pengaturcaraan Arduino (berdasarkan Wiring) dan persekitaran pengembangan Arduino (berdasarkan Pemprosesan). Projek berasaskan Arduino hanya boleh memuat Arduino, serta Arduino dan perisian lain yang berjalan di PC, dan mereka saling berkomunikasi lain (seperti Flash, Pemprosesan, MaxMSP).

persekitaran pembangunanLingkungan pembangunan Arduino adalah Arduino IDE, yang boleh dimuat turun dari Internet. Log masuk ke laman web rasmi Arduino dan muat turun perisian https://www.arduino.cc/en/Main/Software?setlang=cn Setelah memasang Arduino IDE, antara muka berikut akan muncul semasa anda membuka perisian:

Arduino IDE membuat dua fungsi secara lalai: fungsi persediaan dan fungsi gelung. Terdapat banyak pengenalan Arduino di Internet. Sekiranya anda tidak memahami sesuatu, anda boleh pergi ke Internet untuk mencarinya.

Langkah 5: Proses Pelaksanaan Projek LCD Arduino

sambungan perkakasan

Untuk memastikan bahawa langkah seterusnya dalam menulis kod berjalan lancar, kita mesti menentukan kebolehpercayaan sambungan perkakasan terlebih dahulu. Hanya empat bahagian perkakasan yang digunakan dalam projek ini:

1. Lembaga pengembangan pro Arduino Mini

2. Layar paparan STONE0VIW70 tft-lcd

3. MAX30100 denyut jantung dan sensor oksigen darah

4. MAX3232 (rs232-> TTL) Papan pengembangan Arduino Mini Pro dan paparan STVI070WT tft-lcd disambungkan melalui UART, yang memerlukan penukaran tahap melalui MAX3232, dan kemudian papan pengembangan Arduino Mini Pro dan modul MAX30100 disambungkan melalui antara muka IIC Setelah berfikir dengan jelas, kita dapat melukis gambar pendawaian berikut:

Pastikan tidak ada kesalahan dalam sambungan perkakasan dan teruskan ke langkah seterusnya.

Reka bentuk antara muka pengguna LCD-TFT Pertama sekali, kita perlu merancang gambar paparan UI, yang boleh dirancang oleh PhotoShop atau alat reka bentuk gambar lain. Setelah merancang gambar paparan UI, simpan gambar dalam format JPG. Buka perisian STONE TOOL2019 dan buat projek baru:

Keluarkan gambar yang dimuat secara lalai dalam proyek baru, dan tambahkan gambar UI yang kami rancang. Tambahkan komponen paparan teks, rancang digit paparan dan titik perpuluhan, dapatkan lokasi penyimpanan komponen paparan teks di dalam paparan. Kesannya adalah seperti berikut:

alamat komponen paparan teks: Sambungan sta: 0x0008

Denyut jantung: 0x0001

Oksigen darah: 0x0005

Kandungan utama antara muka UI adalah seperti berikut:

Status sambungan

Paparan kadar jantung

Oksigen darah menunjukkan

Langkah 6: Hasilkan Fail Konfigurasi

Setelah reka bentuk UI selesai, fail konfigurasi dapat dihasilkan dan dimuat turun ke paparan STVI070WT.

Pertama, lakukan langkah 1, kemudian masukkan pemacu denyar usb ke dalam komputer, dan simbol cakera akan dipaparkan. Kemudian klik "Muat turun ke u-disk" untuk Memuat turun fail konfigurasi ke pemacu denyar usb, dan kemudian masukkan pemacu denyar usb ke dalam STVI070WT untuk menyelesaikan peningkatan.

MAX30100MAX30100 berkomunikasi melalui IIC. Prinsip kerjanya adalah bahawa nilai denyut jantung ADC dapat diperoleh melalui penyinaran LED inframerah. Daftar MAX30100 boleh dibahagikan kepada lima kategori: daftar negara, FIFO, daftar kawalan, daftar suhu dan daftar ID. Daftar suhu membaca nilai suhu cip untuk membetulkan penyimpangan yang disebabkan oleh suhu. Daftar ID dapat membaca nombor ID cip.

MAX30100 dihubungkan dengan papan pengembangan Arduino Mini Pro melalui antara muka komunikasi IIC. Kerana terdapat fail perpustakaan MAX30100 siap pakai di Arduino IDE, kami dapat membaca data denyut jantung dan oksigen darah tanpa mempelajari daftar MAX30100. Bagi mereka yang berminat untuk meneroka daftar MAX30100, lihat Lembar Data MAX30100.

Ubah suai perintang penarik MAX30100 IIC

Perlu diingatkan bahawa rintangan tarik 4.7k dari pin IIC modul MAX30100 disambungkan ke 1.8v, yang tidak menjadi masalah secara teori. Walau bagaimanapun, tahap logik komunikasi pin Arduino IIC adalah 5V, jadi ia tidak dapat berkomunikasi dengan Arduino tanpa mengubah perkakasan modul MAX30100. Komunikasi langsung adalah mungkin jika MCU adalah STM32 atau MCU tahap logik 3.3v yang lain. Oleh itu, berikut perubahan perlu dilakukan:

Keluarkan tiga perintang 4.7k yang ditandakan dalam gambar dengan besi pematerian elektrik. Kemudian kimpal dua perintang 4.7k pada pin SDA dan SCL ke VIN, supaya kami dapat berkomunikasi dengan Arduino. Arduino Buka Arduino IDE dan cari yang berikut butang:

Cari "MAX30100" untuk mencari dua perpustakaan untuk MAX30100, kemudian klik muat turun dan pasang.

Selepas pemasangan, anda dapat menemui Demo MAX30100 di folder perpustakaan LIB Arduino:

Klik dua kali fail untuk membukanya.

Demo ini boleh diuji secara langsung. Sekiranya sambungan perkakasan baik, anda boleh memuat turun kompilasi kod ke papan pengembangan Arduibo dan melihat data MAX30100 dalam alat debug bersiri.

Langkah 7: Kesannya dapat dilihat pada Gambar Berikut:

Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai projek tersebut, klik di sini.

Sila hubungi kami jika anda memerlukan kod lengkap:

Saya akan membalas anda dalam masa 12 jam.