De pulsoximeter is een medisch apparaat, dat wordt gebruikt voor het meten van niet-invasieve bloedzuurstofverzadiging. Een elektrotechnisch ingenieur genaamd Takuo Aoyagi heeft het in 1972 in Nihon Kohden uitgevonden. Daarna werd de eerste pulsoximeter gelanceerd in 1973. Hoewel het basisprincipe van de pulsoximetrie hetzelfde blijft, zijn er dezelfde inspanningen om de technologie voort te zetten zoals ontwikkelende algoritmen voor ruisfiltering en vooruitgang binnen verschillende omstandigheden. Medische professionals gebruiken deze apparaten in kritieke zorginstellingen zoals noodziekenhuizen of kamers. Dit artikel biedt het Max30100 -pulsoximeteroverzicht, werking en toepassingen.
Wat is de Max30100 -pulsoximeter?
De Max30100 is een pulsoximeter die pulsoximetrie en hartslagmonitor combineert sensoren . Het bevat dus twee LED's, een fotodetector, geoptimaliseerde optica en lage ruis analoge signaalverwerking om puls-oximetrie en hartslagsignalen op te merken. De bedieningsspanning van deze module varieert van 1,8Volten en 3,3Volten voedingen.
De software kan het opleveren met een kleine stand -bystroom door de stroomvoorziening te allen tijde verbonden. De max30100 pulsoximeter meet de niveaus van bloedzuurstofverzadiging, puls en hartslagsterkte. Het gebruikt dus een niet-invasieve techniek om de zuurstofverzadigingsniveaus in het bloed te meten.
Hoe max30100 pulsoximeter werkt?
De Max30100 -pulsoximetersensor werkt door het meten van bloedzuurstofverzadiging of SPO2 & hartslag met PPG (fotoplethysmografie) met infrarood en rood LED's , een fotodetector en signaalverwerking om lichtabsorptie over de vinger te onderzoeken. Max30100 -module bevat een set LED's die een monochromatisch rood kleurlicht genereren bij 660 nm golflengte en IR -licht bij een golflengte van 940 nm.
Wanneer de fotodiode licht uitzendt, raakt het de vinger en absorbeert geoxygeneerd bloed het terwijl het resterende licht door de vinger reflecteert en de detector raakt. Dus de detector merkt en verwerkt de signalen door de uitvoer te verstrekken. Deze sensor functioneert op het I2C Serial Communication Protocol.
PIN -configuratie:
De MAX30100 -pulsoximeter -pin -configuratie wordt hieronder weergegeven. Deze module bevat zeven pinnen met een ingeschakeld I2C Communicatieprotocol om te communiceren met de microcontroller.
- Pin-1 (wijn): Het is een ingangsspanningspen van de pulsoximeter -module die kan worden aangesloten op 3,3V (OR) 5V -uitgang van uw controller. =
- Pin-2 (SCL): Het is een I2C - seriële CLK -pin van de module, gebruikt voor I2C -seriële communicatie, die is aangesloten op de I2C -kloklijn van uw controller.
- Pin-3 (SDA): Het is een I2C - seriële gegevenspen van de module die is aangesloten op de I2C -gegevenslijn van uw microcontroller.
- Pin-4 (int): Het is een actieve lage interruptpen van de pulsoximeter -module die is geprogrammeerd om een onderbreking voor elke puls te produceren.
- Pin-5 (IRD): Het is een infrarood LED -kathode- en LED -stuurprogramma -verbindingspunt, het bevat een LED -stuurprogramma om LED -signalen voor SPO2- en HR -metingen aan te sturen.
- Pin-6 (RD): Het is een rode LED -kathode- en LED -stuurprogramma -verbindingspunt, gebruikt om de rode LED te besturen. Als je de rode LED niet zelf wilt besturen, laat het dan niet verbonden.
- Pin-7 (GND): Het is de grondpen van de module.
Functies en specificaties:
De Kenmerken en specificaties van de max30100 pulsoximeter Neem het volgende op.
- Max30100 is een pulsoximeter -module.
- Deze module bevat zeven pinnen.
- De bedrijfsspanning varieert van 1,8 V tot 3,3 V
- De invoerstroom is 20 mA.
- Deze module heeft geïntegreerde annulering van omgevingslicht.
- Het heeft een snelle gegevensuitgang en een hoge steekproefsnelheid.
- De voedingsstroom is 1200UA.
- LED -stroom varieert van 0 ma tot 50 ma.
- LED -pulsbreedte varieert van 200US tot 1,6 ms.
- De voeding varieert van 3,3 V tot 5,5 V.
- De stroomafname tijdens metingen is ~ 600μA en 0,7μA tijdens de standby -modus.
- De rode LED -golflengte is 660 nm.
- IR LED -golflengte is 880 Nm.
- Temperatuurnauwkeurigheid is ± 1˚C.
- De bedrijfstemperatuur varieert van -40c tot +85c.
Equivalent & alternatieven
Equivalent aan max30100 pulsoximeter is max30102 IC. Alternatieven voor max30100 pulsoximeters zijn; Pulse 3+, FSH 7060, ROHM BH1792GLC, Proto Central AFE4490, etc.
Max30100 pulsoximeter interface met Arduino
Hier wordt de Max30100 -pulsoximetersensorgodule met Arduino hieronder weergegeven. De module meet hartslag en bloedzuurstof. De bloedzuurstofconcentratie, SPO2 genoemd, toont metingen in percentage, terwijl de hartslag/polssnelheid metingen in BPM toont.
De Max30100 -pulsoximetrie en hartslagmonitor sensor combineert voornamelijk twee LED's, een fotodetector , Geoptimaliseerde optica en analoge signaalverwerking met lage ruis om pulsoximetrie en hartslagsignalen op te merken. Hier kan deze sensor worden gebruikt met elke microcontroller om de gezondheidsparameters van de patiënt gemakkelijk te meten.
De vereiste componenten Om deze module voornamelijk te maken; een Arduino One bord, max30100 pulsoximeter sensor, 16 × 2 LCD , 10k potentiometer, breadboard en verbindingsdraden. De verbindingen van deze interface volgen als volgt;
- Sluit de VIN -pin van de Max30100 -module aan op de 5V (OR) 3.3V -pin van Arduino.
- De GND -pin van de module is verbonden met de GND -pin van het Arduino -bord.
- Sluit de I2C -pins van de Max30100 -module aan zoals SCL en SDA met de A5- en A4 -pennen van Arduino.
Code:
De vereiste code voor de max30100 pulsoximeter interface met Arduino wordt hieronder weergegeven. Deze broncode wordt voornamelijk in het C -programma geschreven voor Arduino IDE. Dus deze code geeft de waarde weer op de seriële monitor.
#include
#include 'max30100_pulseoximeter.h'
#Define Reporting_Period_ms 1000
Pulseoximeter pokken;
uint32_t tslastreport = 0;
void onbeatDetected ()
{
Serial.println ('beat!');
}
void setup ()
{
Serial.Begin (115200);
Serial.print ('Pulsoximeter initialiseren ..'); // Initialiseer het exemplaar van pulseoximeter
// storingen zijn over het algemeen te wijten aan een onjuiste I2C -bedrading, ontbrekende voeding
// of verkeerde doelchip
if (! pohin ()) {
Serial.println ('mislukt');
voor(;;);
} else {
Serial.println ('Succes');
}
pokken.setirledCurrent (max30100_LED_CURR_7_6MA);
// Registreer een callback voor de beat -detectie
pox.setonbeatDetectedCallback (onbeatDetected);
}
void Loop ()
{
// Zorg ervoor dat u update zo snel mogelijk belt
POX.UPDATE ();
if (millis () - tslastreport> Reporting_period_ms) {
Serial.print ('hartslag:');
Serial.print (pox.getheArtRate ());
Serial.print ('bpm / spo2:');
Serial.print (pox.getSpo2 ());
Serial.println ('%');
tslastreport = millis ();
}
}
Werk
Zodra de Max30100 -pulsoximeter Arduino -code is geüpload, opent u de seriële monitor om de waarden te observeren. In eerste instantie verschijnen de waarden van de BPM en Spo2 als de verkeerde waarde, maar binnenkort kunt u de juiste stabiele lezing controleren.
Voordelen en nadelen
De Voordelen van de max30100 pulsoximeter Neem het volgende op.
- Deze module heeft een ultra-lage vermogensbewerking.
- Het heeft een laag stroomverbruik dat de levensduur van de batterij verlengt binnen draagbare apparaten.
- Dit moduleontwerp is klein, compact, geoptimaliseerd en draagbaar vriendelijk.
- Het heeft annulering van ALC of omgevingslicht die interferentie van omgevingslicht vermindert om precieze metingen te waarborgen, zelfs in fel verlichte omgeving.
- Deze module heeft een hoge SNR- of signaal-ruisverhouding.
- Het heeft een snelle gegevensuitvoervermogen die efficiënte en snelle sensorgegevensverwerking mogelijk maakt.
- Deze module integreert alle vereiste componenten die het ontwerp vereenvoudigen en de noodzaak van externe componenten vermindert.
- Het maakt de programmering van LED -stroom en pulsbreedte mogelijk door optimalisatie van meetnauwkeurigheid en stroomverbruik mogelijk te maken.
- De on-chip temperatuursensor helpt bij het in evenwicht brengen van eventuele leesfouten die optreden als gevolg van schommelingen in omgevingstemperatuur.
- Het maakt gebruik van een I2C -interface voor eenvoudige communicatie via een microcontroller.
De Nadelen van de max30100 pulsoximeter Neem het volgende op.
- Onjuiste vingersoping of onvoldoende contact leidt tot onjuiste gegevens.
- Bewegingsartefacten zoals epileptische aanvallen of rillingen kunnen interfereren met signaaldetectie en interpretatie die resulteert in verkeerde metingen.
- Hoge intensiteitsverlichting, met name fluorescentielampen, kunnen de metingen van sensoren belemmeren.
- De nauwkeurigheid van deze sensor kan worden beïnvloed door huidskleur en breedte.
- Nagellak interfereert met het vermogen van de sensor om de niveaus van bloedzuurstof nauwkeurig te detecteren.
- Slechte perifere perfusie vanwege hypotensie of kou kan leiden tot een onvoldoende pulsgolf en onjuiste metingen.
- Hypotensieve systolische BP -metingen <80 mm Hg kunnen onjuiste en variabele pulsoximetrie -metingen veroorzaken.
- Het optreden van abnormale hemoglobinespiegels kan leiden tot verkeerde Spo2 -metingen.
- Te veel druk kan de capillaire bloedstroom aanscherpen, wat de gegevensbetrouwbaarheid vermindert.
Toepassingen
De toepassingen van de Max30100 -pulsoximeter omvatten het volgende.
- De pulsoximeter helpt zorgverleners in de gezondheidszorg om zuurstofverzadigingsniveaus bij patiënten te beoordelen door ademhalings (OR) cardiovasculaire problemen door tijdige interventies toe te staan.
- De nauwkeurigheid van de sensor binnen metingen is van fundamenteel belang voor het herkennen van hypoxemie die complicaties bij hartfalen en COPD -aandoeningen kan voorkomen.
- Het bewaakt de vitale tekenen continu door consumenten overdag inzicht te geven in hun gezondheid en welzijn.
- Deze sensor maakt realtime monitoring van de hartslag en bloedzuurstofniveau mogelijk door het een duur hulpmiddel te maken voor individuen en atleten met hart- of ademhalingsomstandigheden.
- De verzamelde gegevens van de pulsoximetersensor kunnen trainingsplannen personaliseren en feedback geven aan operators over hun prestaties.
- Het educatieve veld gebruikt deze module om te laten zien hoe deze modules functioneren en inzichten geven in de verwerking van bio-signalen.
- Het Arduino-bord komt goed overeen met deze module, waardoor het een handig hulpmiddel is voor hobbyisten en studenten om biosensing en elektronica te studeren.
- Fitnesstrackers gebruiken deze module voor continue hartslag en monitoring van zuurstofverzadiging door onmiddellijke gegevens te verstrekken voor verbeterde patiëntenzorg.
Raadpleeg deze link voor de Max30100 pulsoximeter gegevensblaas .
Dit is dus een overzicht van de Max30100 -pulsoximetermodule, pinout, functies, specificaties, werken en toepassingen. Dit is een veelzijdige module met hartslag- en pulsoximetrie -monitoringmogelijkheden die een efficiënte en compacte oplossing biedt voor verschillende draagbare apparaten zoals medische monitoringapparatuur en fitnesstrackers. Het staat dus bekend om zijn lage stroomverbruik en nauwkeurigheid. Hier is een vraag voor u, wat is Max30102 IC?
