Pulsoximetern är en medicinsk anordning som används för att mäta icke-invasivt blodsyremättnad. En elektrotekniker vid namn Takuo Aoyagi uppfann den vid Nihon Kohden 1972. Därefter lanserades den första pulsoximetern 1973. Medan pulsoximetri -grundprincipen förblir densamma är det fortsatt ansträngningar för att utveckla tekniken som att utveckla algoritmer för brusfiltrering och framsteg noggrannhet inom olika förhållanden. Läkare använder dessa enheter i kritiska vårdinställningar som akutsjukhus eller rum. Den här artikeln tillhandahåller MAX30100 -pulsoximeteröversikten, arbetet och applikationerna.
Vad är max30100 pulsoximeter?
Max30100 är en pulsoximeter som kombinerar pulsoximetri och pulsmätare sensorer . Så det innehåller två lysdioder, en fotodetektor, optimerad optik och analog signalbehandling med låg brus för att märka pulsoximetri såväl som hjärträningsignaler. Denna moduls driftsspänning sträcker sig från 1,8 volt och 3,3 volt kraftförsörjning.
Programvaran kan stänga av den med en mindre standby -ström genom att behålla strömförsörjning ansluten hela tiden. Max30100 -pulsoximetern mäter nivåerna av blodsyremättnad, puls och hjärtfrekvensstyrka. Så den använder en icke-invasiv teknik för att mäta syremättnadsnivåerna i blodet.
Hur Max30100 Pulse Oximeter fungerar?
Max30100 -pulsoximeterens sensor fungerar genom att mäta blodsyremättnad eller SPO2 & hjärtfrekvens med PPG (fotoplethysmografi) med infraröd och röd Lysdioder , en fotodetektor och signalbehandling för att undersöka ljusabsorption i hela fingret. MAX30100 -modulen innehåller en uppsättning lysdioder som genererar ett monokromatiskt rött färgljus vid 660Nm våglängd & IR -ljus vid 940 nm våglängd.
När fotodioden avger ljus, slår den fingret och syresatt blod absorberar det medan det återstående ljuset reflekterar genom fingret och slår detektorn. Så detektorn meddelar och bearbetar signalerna genom att tillhandahålla utgången. Denna sensor fungerar på I2C Serial Communication Protocol.
PIN -konfiguration:
MAX30100 -pulsoximetern -stiftkonfigurationen visas nedan. Denna modul innehåller sju stift med en aktiverad I2c Kommunikationsprotokoll för att kommunicera med mikrokontrollern.
- PIN-1 (vin): Det är en ingångsspänningsstift i pulsoximetermodulen som kan anslutas till 3.3V (eller) 5V -utgång från din styrenhet. =
- PIN-2 (SCL): Det är en I2C -seriell CLK -stift i modulen, som används för I2C seriekommunikation, som är ansluten till din styrenhets I2C -klocklinje.
- PIN-3 (SDA): Det är en I2C -seriell datastift för modulen som är ansluten till din mikrokontrollers I2C -datalinje.
- PIN-4 (int): Det är en aktiv låg avbrottsstift i pulsoximetermodulen som är programmerad för att producera ett avbrott för varje puls.
- PIN-5 (IRD): Det är en infraröd LED -katod & LED -drivrutinanslutningspunkt. Den innehåller en LED -drivrutin för att driva LED -signaler för SPO2 & HR -mätningar.
- PIN-6 (RD): Det är en röd LED -katod och LED -drivrutinanslutningspunkt, som används för att driva den röda LED. Om du inte vill köra den röda LED själv, lämna den utan anslutning.
- PIN-7 (GND): Det är modulens markstift.
Funktioner och specifikationer:
De Funktioner och specifikationer för max30100 pulsoximeter inkludera följande.
- Max30100 är en pulsoximetermodul.
- Denna modul innehåller sju stift.
- Driftspänningen sträcker sig från 1,8V till 3,3V
- Ingångsströmmen är 20mA.
- Denna modul har integrerat avbokning av omgivande ljus.
- Den har snabb datautgång och en hög provhastighet.
- Tillförselströmmen är 1200UA.
- LED -strömintervall från 0 ma till 50 mA.
- LED -pulsbredd sträcker sig från 200us till 1,6 ms.
- Dess strömförsörjning sträcker sig från 3,3V till 5,5V.
- Den nuvarande dragningen under mätningarna är ~ 600 μA och 0,7μA under standby -läge.
- Den röda LED -våglängden är 660 nm.
- IR LED -våglängden är 880Nm.
- Temperaturnoggrannheten är ± 1˚C.
- Driftstemperaturen sträcker sig från -40C till +85C.
Motsvarande och alternativ
Motsvarande MAX30100 -pulsoximeter är MAX30102 IC. Alternativ till max30100 pulsoximetrar är; Pulse 3+, FSH 7060, ROHM BH1792GLC, Proto Central AFE4490, etc.
Max30100 pulsoximeter gränssnitt med Arduino
Så här gränssnittet MAX30100 Pulsoximeter Sensormodul med Arduino visas nedan. Modulen mäter hjärtfrekvens och blodsyre. Blodsolisekoncentrationen, benämnd SPO2, visar avläsningar i procent, medan hjärtslag/pulsfrekvensen visar avläsningar i BPM.
MAX30100 Puls Oximetry & Hevert Monitor Sensor kombinerar främst två lysdioder, a fotodetektor , Optimerade optik och analog signalbehandling med låg brus för att märka pulsoximetri och hjärtfrekvenssignaler. Här kan denna sensor användas med vilken mikrokontroller som helst för att enkelt mäta hälsoparametrarna för patienten.
Det krävs komponenter att göra denna modul huvudsakligen inkludera; en Arduino en Styrelse, Max30100 Pulse Oximeter Sensor, 16 × 2 LCD , 10K potentiometer, bakbord och anslutning av ledningar. Anslutningarna i detta gränssnitt följer enligt följande;
- Anslut VIN -stiftet för MAX30100 -modulen till 5V (OR) 3.3V -stiftet av Arduino.
- GND -stiftet på modulen är ansluten till GND -stiftet på Arduino -kortet.
- Anslut MAX30100 -modulens I2C -stift som SCL och SDA till Arduinos A5- och A4 -stift.
Koda:
Den erforderliga koden för max30100 -pulsoximetern som gränssnittet med Arduino visas nedan. Denna källkod är skriven inom C -programmet främst för Arduino IDE. Så den här koden visar värdet på seriell monitor.
#include
#include “Max30100_PulseOximeter.h”
#definiera rapportering_period_ms 1000
Pulseoximeter pox;
uint32_t tSlastReport = 0;
void onbeatDetected ()
{
Serial.println (“beat!”);
}
void installation ()
{
Serie.begin (115200);
Serie.print (“Initialisera pulsoximeter ..”); // Initialisera pulseoximeterinstansen
// Fel beror i allmänhet på en felaktig I2C -ledning, saknad strömförsörjning
// eller fel målchip
if (! pox.begin ()) {
Serie.println (“misslyckades”);
för(;;);
} annat {
Serial.println (“framgång”);
}
pox.setirledCurrent (max30100_led_curr_7_6ma);
// Registrera en återuppringning för taktdetekteringen
pox.setonbeatDetectedCallback (onBeatDetected);
}
void loop ()
{
// Se till att ringa uppdateringen så snabbt som möjligt
pox.update ();
if (Millis () - TSLASTREPORT> REPORTERING_PERIOD_MS) {
Serial.print ('Puls:');
Serie.print (pox.geTheArtrate ());
Serie.print (“BPM / SPO2:”);
Serie.print (pox.getSpo2 ());
Serie.println (“%”);
TSLASTREPORT = MILLIS ();
}
}
Arbetssätt
När max30100 -pulsoximetern arduino -koden laddas upp öppnar du seriell monitor för att observera värdena. Till att börja med kommer värdena på BPM och SPO2 att visas som fel värde men snart kan du övervaka rätt stabil avläsning.
Fördelar och nackdelar
De Fördelar med max30100 pulsoximeter inkludera följande.
- Denna modul har ultra-låg kraftverksamhet.
- Den har låg effektförbrukning som utvidgar batteritiden inom bärbara enheter.
- Denna moduldesign är liten, kompakt, optimerad och bärbar vänlig.
- Det har ALC eller omgivande ljusavbrott som minskar störningar från omgivande ljus för att säkerställa exakta avläsningar även i starkt upplysta omgivningar.
- Denna modul har ett högt SNR eller signal-till-brusförhållande.
- Den har snabb datautmatningsförmåga som möjliggör effektiv och snabb sensordatabehandling.
- Denna modul integrerar alla nödvändiga komponenter som förenklar designen och minskar nödvändigheten av externa komponenter.
- Det möjliggör programmering av LED -ström- och pulsbredd genom att tillåta mätnoggrannhet och optimering av strömförbrukning.
- Temperatursensorn på chipet hjälper till att balansera alla läsfel som uppstår på grund av fluktuationer i omgivningstemperatur.
- Den använder ett I2C -gränssnitt för enkel kommunikation genom en mikrokontroller.
De Nackdelar med max30100 pulsoximeter inkludera följande.
- Felaktig fingerplacering eller otillräcklig kontakt leder till felaktig data.
- Rörelseartefakter som anfall eller skakning kan störa signaldetektering och tolkning som resulterar i felavläsningar.
- Högintensiv belysning, särskilt fluorescerande lampor kan hindra avläsningarna av sensorer.
- Denna sensors noggrannhet kan påverkas av hudfärg och bredd.
- Nagellack stör sensorns förmåga att exakt upptäcka nivåerna av blod syre.
- Dålig perifer perfusion på grund av hypotension eller kyla kan leda till en otillräcklig pulsvåg och felaktiga avläsningar.
- Hypotensiva systoliska BP -avläsningar <80 mm Hg kan orsaka felaktiga och variabla pulsoximetriavläsningar.
- Förekomsten av onormala hemoglobinnivåer kan leda till fel SPO2 -avläsningar.
- För mycket tryck kan dra åt kapillärblodflödet vilket minskar datatillförlitligheten.
Ansökningar
Tillämpningarna av max30100 -pulsoximetern inkluderar följande.
- Pulsoximetern hjälper sjukvårdspersonal att granska syremättnadsnivåer inom patienter med andnings- (eller) kardiovaskulära problem genom att tillåta snabba interventioner.
- Sensorns noggrannhet inom avläsningar är grundläggande för att känna igen hypoxemi som kan undvika komplikationer vid hjärtsvikt och KOL -tillstånd.
- Den övervakar vitala tecken kontinuerligt genom att ge konsumenterna insikter om deras hälsa och välbefinnande under dagen.
- Denna sensor tillåter realtid hjärtfrekvens och blods syrenivåövervakning genom att göra det till ett dyrt verktyg för individer och idrottare med hjärt- eller andningsförhållanden.
- Pulsoximeter Sensors insamlade data kan anpassa träningsplaner och ge feedback till operatörerna om deras prestanda.
- Utbildningsfältet använder denna modul för att visa hur dessa moduler fungerar och ger insikter om biosignalbehandling.
- Arduino-styrelsen matchar bra med denna modul, vilket gör det till ett praktiskt verktyg för hobbyister och studenter att studera biosensing och elektronik.
- Fitness Trackers använder denna modul för kontinuerlig hjärtfrekvens och syremättnadsövervakning genom att tillhandahålla omedelbar data för förbättrad patientvård.
Se den här länken för MAX30100 Pulsoximeter Datablad .
Således är detta en översikt över MAX30100 -pulsoximetermodulen, pinout, funktioner, specifikationer, fungerande och applikationer. Detta är en mångsidig modul som har hjärtfrekvens- och pulsoximetriövervakningsförmågor som ger en effektiv och kompakt lösning för olika bärbara enheter som medicinsk övervakningsutrustning och fitness trackers. Så det är välkänt för sin låga kraftförbrukning och exakthet. Här är en fråga till dig, vad är MAX30102 IC?
