Un dispositiu oxímetre de pols que utilitza Arduino Nano, MAX30100 i Bluetooth HC06 .: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Hola nois, avui construirem un dispositiu sensorial per llegir el nivell d’oxigen a la sang i el ritme cardíac d’una manera no invasiva mitjançant el sensor MAX30100.

El MAX30100 és una solució de sensor d’impulsió i oximetria de pulsos. Combina dos LED, un fotodetector, òptica optimitzada i processament de senyals analògics de baix soroll per detectar senyals d’oximetria de pols i de freqüència cardíaca. El MAX30100 funciona amb fonts d’alimentació d’1,8V i 3,3V i es pot apagar mitjançant un programari amb un corrent d’espera insignificant, que permet que la font d’alimentació estigui connectada en tot moment.

Per a aquest article, utilitzaré un mòdul Bluetooth HC-06 (que funciona en mode esclau) associat a Arduino Nano. D’aquesta manera, podem enviar les dades llegides des del dispositiu a un altre dispositiu o a Internet. A la proposta inicial, es va desenvolupar una aplicació mòbil per tal de contemplar la visualització de les dades. Tot i això, aquesta aplicació per a Android per a mòbils no es tractarà en aquest article.

Comencem!

Pas 1: Material necessari:

El material utilitzat en aquest experiment es pot veure a continuació:

• Arduino Nano
• Protoboard petit
• Filferros i un joc de ponts
• Mòdul Bluetooth HC-06
• Sensor MAX30100
• LED
• Dues resistències de 4,7 k Ohm

Pas 2: Cablatge del MAX30100

En primer lloc, hem de connectar el MAX30100 per utilitzar-lo amb Arduino. La imatge esquemàtica superior d’aquest pas mostrarà com s’ha de fer el cablejat.

Bàsicament, hem de coure els cables amb els pins disponibles al sensor. Caldrà retirar la part femenina del pont perquè es faci el refresc. La part masculina del Jumper s’utilitzarà per atracar a l’Arduino.

MAX30100 té els pins següents:

VIN, SCL, SDA, INT, IRD, RD, GND.

Amb aquest propòsit, només utilitzarem entrades VIN, SCL, SDA, INT i GND.

Consells: Després de realitzar el refresc, és bo inserir una mica de cola calenta per protegir el refresc (com podeu veure a la imatge).

Pas 3: connecteu el mòdul Bluetooth HC-06

A més, hem de fer el mateix amb el mòdul Bluetooth HC06.

Tota la informació rebuda al mòdul Bluetooth es transmetrà a l’Arduino (en el nostre cas) via sèrie.

L'abast del mòdul segueix l'estàndard de comunicació bluetooth, que és d'aproximadament 10 metres. Aquest mòdul només funciona en mode esclau, és a dir, permet connectar-hi altres dispositius, però no es permet connectar-se a altres dispositius bluetooth.

El mòdul té els 4 pins (Vcc, GND, RX e TX). El RX i el TX s'utilitzen per permetre la comunicació amb el microcontrolador de manera sèrie.

Durant l'execució, es van detectar alguns problemes mitjançant l'ús simultani de les sortides TX i RX per Bluetooth juntament amb la comunicació o la sèrie via USB (que s'utilitza per alimentar l'Arduino i carregar el codi) a la placa.

Així, durant el desenvolupament, els pins A6 i A7 es van utilitzar temporalment per simular la comunicació en sèrie. La Biblioteca SoftwareSerial es va utilitzar per permetre l'operació del port sèrie mitjançant programari.

Referència: el cablejat de la imatge Bluetooth prové de

Pas 4: Munteu l'estructura del dispositiu, seguint el mòdul Bluetooth, el LED i l'Arduino al Protoboard

El següent pas és posar tots els components al protoboc i connectar-los de la manera correcta.

Podeu fer-ho ara com vulgueu. Si voleu utilitzar un altre microcontrolador com Arduino Uno o una placa més gran, no dubteu a fer-ho. N’he utilitzat un de més petit, perquè necessitava tenir un dispositiu compacte que fos possible per dur a terme la mesura i també enviar les dades a un altre dispositiu.

Primer pas: connectar l'Arduino a la pissarra blanca.

Connecteu l'Arduino Nano al centre de la protoborda

Segon pas: connectar el mòdul Bluetooth a l'Arduino.

Connecteu el mòdul bluetooth a la part posterior de la placa i connecteu també el cable a l'Arduino de la següent manera:

1. RX de Bluetooth al pin TX1 de l’Arduino.
2. TX des de Bluetooth fins al pin RX0 a l'Arduino.
3. GND de Bluetooth a GND (pin a més del pin RX0) a l'Arduino.
4. Vcc des de Bluetooth fins al pin de 5V a l’Arduino.

Tercer pas: connectar el sensor MAX30100 a l'Arduino.

1. VIN des del MAX30100 fins al pin de 5V a l’Arduino (igual que tenim al pas Bluetooth).
2. Pin SCL del MAX30100 al pin A5 de l’Arduino.
3. Pin SDA del MAX30100 al pin A4 de l'Arduino.
4. PIN INT del MAX30100 al pin A2 de l'Arduino.
5. Pin GND de MAX30100 al pin GND de l'Arduino (pin entre VIN i RST).
6. Connecteu una resistència. Una pota al mateix pin de 5V que vam connectar el Bluetooth i l’altra part al pin A4.
7. Connecteu la segona resistència. Una pota també està connectada a pin de 5v i l’altra es connecta al pin A5.

Important: Per tal que el MAX30100 funcioni correctament, hem d’estirar aquestes resistències respectivament als pins A4 i A5. En cas contrari, podem assistir a un mal funcionament del sensor, com ara una llum tènue i, sovint, al complet funcionament del mateix.

Quart pas: afegir un led verd per saber exactament quan el sensor va mesurar la freqüència cardíaca.

1. Connecteu la pota més petita del led verd (o d’un altre color que pugueu preferir) al pin GND (igual que hem connectat el Bluetooth).
2. Connecteu l’altra part al pin D2.

Pas 5: finalitzar el muntatge del dispositiu

En aquest moment, ja tenim el dispositiu muntat, però no programat. Tenim el mòdul bluetooth connectat a l’Arduino, així com el sensor MAX30100, que realitzarà totes les mesures de dades i l’enviarà al mòdul Bluetooth, que al seu torn l’enviarà a un altre dispositiu.

Per a aquest article, el propòsit era demostrar el muntatge del dispositiu. En els propers articles tractaré com programar el dispositiu mitjançant l'IDE Arduino. En aquesta imatge podeu veure com funcionarà el dispositiu, des de la lectura de dades fins a la visualització al vostre dispositiu Android.

Heu acabat de fer el vostre propi mesurament de dispositiu de polsímetre oximètric amb un cost baix. Estigueu atents al següent article.: D