Das Pulsoximeter ist ein medizinisches Gerät, das zur Messung der nicht-invasiven Blutsauerstoffsättigung verwendet wird. Ein Elektroingenieur namens Takuo Aoyagi erfand es 1972 bei Nihon Kohden. Danach wurde das erste Pulsoximeter 1973 auf den Markt gebracht. Während das Grundprinzip der Pulsoximetrie bleibt, bleibt die gleiche Anstrengungen zur Fortschritt der Technologie wie die Entwicklung von Algorithmen für Rauschfilterung und Fortschrittsakkriktion unter verschiedenen Bedingungen. Medizinische Fachkräfte verwenden diese Geräte in kritischen Pflegeumgebungen wie Notfallkrankenhäusern oder Räumen. Dieser Artikel enthält den MAX30100 Pulse Oximeter -Überblick, die Arbeit und Anwendungen.
Was ist das max30100 Pulsoximeter?
Der MAX30100 ist ein Pulsoximeter, der die Pulsoximetrie und Herzfrequenzmonitor kombiniert Sensoren . Daher enthält es zwei LEDs, einen Fotodetektor, optimierte Optik und analoge Signalverarbeitung mit niedrigem Nutzen, um die Pulsoximetrie sowie Herz-Rate-Signale zu bemerken. Die Betriebsspannungsspannung dieses Moduls reicht von 1,8 VORTs und 3,3 VORTS -Netzteilen.
Die Software kann es mit einem kleinen Standby -Strom ausführen, indem sie die behalten Stromversorgung Zu jeder Zeit verbunden. Der MAX30100 Impulsoximeter misst die Spiegel der Blutsauerstoffsättigung, des Impulses und der Herzfrequenzfestigkeit. Daher wird eine nicht-invasive Technik verwendet, um die Sauerstoffsättigungsniveaus im Blut zu messen.
Wie funktioniert max30100 Pulsoximeter?
Der MAX30100 -Impulsoximeter -Sensor wirkt durch Messung der Blutsauerstoffsättigung oder der SPO2 & Herzfrequenz mit PPG (Photoplethysmographie) mit Infrarot und Rot LEDs , eine Fotodetektor- und Signalverarbeitung zur Untersuchung der Lichtabsorption im gesamten Finger. Das Max30100 -Modul enthält einen Satz von LEDs, die ein monochromatisches rotes Farblicht bei 660 nm Wellenlänge und IR -Licht bei 940 nm Wellenlänge erzeugen.
Wenn die Fotodiode Licht emittiert, schlägt sie den Finger, und sauerstoffhaltiges Blut absorbiert es, während das verbleibende Licht durch den Finger reflektiert und den Detektor trifft. Daher bemerkt und verarbeitet der Detektor die Signale, indem die Ausgabe bereitgestellt wird. Dieser Sensor funktioniert im seriellen Kommunikationsprotokoll der I2C.
PIN -Konfiguration:
Die Max30100 -Pulsoximeter -Pin -Konfiguration ist unten dargestellt. Dieses Modul enthält sieben Stifte mit einem Aktivierten I2C Kommunikationsprotokoll zur Kommunikation mit dem Mikrocontroller.
- Pin-1 (Wein): Es handelt sich um einen Eingangsspannungsstift des Pulsoximetermoduls, der mit Ihrem Controller mit 3,3 V (OR) 5 -V -Ausgang angeschlossen werden kann. = =
- Pin-2 (SCL): Es handelt sich um einen i2C -seriellen CLK -Pin des Moduls, der für die serielle I2C -Kommunikation verwendet wird und mit der i2C -Taktlinie Ihres Controllers verbunden ist.
- Pin-3 (SDA): Es handelt sich um einen i2C -seriellen Datenpin des Moduls, der mit der I2C -Datenlinie Ihres Mikrocontrollers verbunden ist.
- Pin-4 (int): Es ist ein aktiver niedriger Interruptstift des Pulsoximetermoduls, der so programmiert ist, dass er für jeden Impuls einen Interrupt erzeugt.
- Pin-5 (IRD): Es handelt sich um einen Infrarot -LED -Kathoden- und LED -Treiberverbindungspunkt, der einen LED -Treiber für LED -Signale für SPO2- und HR -Messungen enthält.
- Pin-6 (RD): Es handelt sich um einen roten LED -Kathoden- und LED -Treiberverbindungspunkt, mit dem die rote LED fahren. Wenn Sie die rote LED nicht selbst fahren möchten, lassen Sie sie nicht verbunden.
- Pin-7 (GND): Es ist der gemahlene Stift des Moduls.
Funktionen und Spezifikationen:
Der Merkmale und Spezifikationen des MAX30100 Pulsoximeters Folgendes einschließen.
- MAX30100 ist ein Pulsoximetermodul.
- Dieses Modul enthält sieben Stifte.
- Die Betriebsspannung reicht von 1,8 V und 3,3 V.
- Der Eingangsstrom beträgt 20 mA.
- Dieses Modul hat eine integrierte Umgebungslicht -Stornierung.
- Es hat eine schnelle Datenausgabe und eine hohe Stichprobenrate.
- Der Versorgungsstrom beträgt 1200UA.
- LED -Strom reicht von 0 mA bis 50 mA.
- Die LED -Pulsbreite reicht von 200) bis 1,6 ms.
- Die Stromversorgung reicht von 3,3 V und 5,5 V.
- Die Stromauszeichnung während der Messungen beträgt ~ 600 μA und 0,7 μA im Standby -Modus.
- Die rote LED -Wellenlänge beträgt 660 nm.
- Die IR -LED -Wellenlänge beträgt 880 nm.
- Die Temperaturgenauigkeit beträgt ± 1 ° C.
- Die Betriebstemperatur reicht von -40 ° C bis +85 ° C.
Äquivalent & Alternativen
Äquivalent zu max30100 Pulsoximeter ist max30102 IC. Alternativen zu max30100 Pulsoximetern sind; Puls 3+, FSH 7060, Rohm BH1792GLC, Proto Central AFE4490 usw.
MAX30100 Puls -Oximeter -Schnittstelle mit Arduino
Hier ist unten das Max30100 -Puls -Oximeter -Sensormodul mit Arduino abzubauen. Das Modul misst Herzfrequenz und Blutsauerstoff. Die Blutsauerstoffkonzentration, die als SPO2 bezeichnet wird, zeigt prozentuale Messwerte, während die Herzschlag/Pulsfrequenz Messwerte in BPM aufweist.
Der max30100 Impulsoximetrie & Herzfrequenzmesssensor kombiniert hauptsächlich zwei LEDs, a Fotodetektor , optimierte Optik und analoge Signalverarbeitung mit niedrigem Nutzen zur Bekanntgabe der Pulsoximetrie und Herz-Rate-Signale. Hier kann dieser Sensor mit jedem Mikrocontroller verwendet werden, um die Gesundheitsparameter des Patienten leicht zu messen.
Das erforderliche Komponenten Um dieses Modul hauptsächlich zu machen; ein Arduino eins Brett, max30100 Impulsoximeter -Sensor, 16 × 2 LCD , 10k Potentiometer, Brotbrett und Drähte verbinden. Die Verbindungen dieser Schnittstelle folgen wie folgt;
- Schließen Sie den Vin -Stift des MAX30100 -Moduls an den 5 -V (OR) 3,3 -V -Stift Arduino an.
- Der GND -Pin des Moduls ist mit dem GND -Pin der Arduino -Platine verbunden.
- Schließen Sie die I2C -Stifte des MAX30100 -Moduls wie SCL und SDA an die A5- und A4 -Stifte von Arduino an.
Code:
Der erforderliche Code für die MAX30100 -Pulsoximeter -Schnittstelle mit Arduino ist unten angezeigt. Dieser Quellcode ist im C -Programm hauptsächlich für Arduino IDE geschrieben. Dieser Code zeigt den Wert auf dem Serienmonitor an.
#include
#include “max30100_pulseoximeter.h”
#define reporting_period_ms 1000
Pulseoximeter -Pocken;
uint32_t tslastreport = 0;
void onbeatdeted ()
{
Serial.println ('Beat!');
}
void setup ()
{
Serial.begin (115200);
Serial.print ('Pulsoximeter initialisieren'); // Initialisieren Sie die Pulseoximeter -Instanz
// Fehler sind im Allgemeinen auf eine unsachgemäße I2C -Verkabelung und fehlende Stromversorgung zurückzuführen
// oder falscher Zielchip
if (! pox.ebegin ()) {
Serial.println ('fehlgeschlagen');
für(;;);
} anders {
Serial.println („Erfolg“);
}
pox.setirledCurrent (max30100_LED_CURR_7_6MA);
// Registrieren Sie einen Rückruf für die Beat -Erkennung
pox.setonbeatDEtedCallback (onbeatDEted);
}
Hohlraumschleife ()
{
// Stellen Sie sicher, dass Sie das Update so schnell wie möglich anrufen
pox.update ();
if (millis () - tslastreport> reporting_period_ms) {
Serial.print („Herzfrequenz:“);
Serial.print (pox.getheArtrate ());
Serial.print ('BPM / SPO2:');
Serial.print (pox.getSpo2 ());
Serial.println ('%');
tslastReport = millis ();
}
}
Arbeiten
Sobald der MAX30100 -Pulsoximeter Arduino -Code hochgeladen ist, öffnen Sie den seriellen Monitor, um die Werte zu beobachten. Zunächst werden die Werte von BPM und SPO2 als falscher Wert erscheinen, aber bald können Sie die richtige stabile Lektüre überwachen.
Vor- und Nachteile
Der Vorteile des max30100 Pulsoximeters Folgendes einschließen.
- Dieses Modul verfügt über einen ultra-niedrigen Leistungsbetrieb.
- Es hat einen geringen Stromverbrauch, der die Akkulaufzeit innerhalb tragbarer Geräte verlängert.
- Dieses Moduldesign ist klein, kompakt, optimiert und tragbarfreundlich.
- Es verfügt über eine ALC- oder Umgebungslicht -Stornierung, die die Störung des Umgebungslichts reduziert, um genaue Messwerte selbst in hell beleuchteten Umgebung zu gewährleisten.
- Dieses Modul verfügt über ein hohes SNR- oder Signal-Rausch-Verhältnis.
- Es verfügt über eine schnelle Datenausgangsfähigkeit, die eine effiziente und schnelle Sensordatenverarbeitung ermöglicht.
- Dieses Modul integriert alle erforderlichen Komponenten, die das Design vereinfachen und die Notwendigkeit externer Komponenten verringern.
- Es ermöglicht die Programmierung von LED -Strom- und Impulsbreiten, indem Messgenauigkeit und Stromverbrauchsoptimierung ermöglicht werden.
- Der On-Chip-Temperatursensor hilft dabei, alle Lesefehler auszugleichen, die aufgrund von Schwankungen der Umgebungstemperatur auftreten.
- Es verwendet eine I2C -Schnittstelle für einfache Kommunikation über einen Mikrocontroller.
Der Nachteile des MAX30100 Pulsoximeters Folgendes einschließen.
- Falscher Finger platziert oder unzureichender Kontakt führt zu falschen Daten.
- Bewegungsartefakte wie Anfälle oder Zittern können die Signalerkennung und -interpretation beeinträchtigen, was zu falschen Messungen führt.
- Mit hoher Intensitätsbeleuchtung besonders fluoreszierende Leuchten können die Messwerte von Sensoren behindern.
- Die Genauigkeit dieses Sensors kann durch Hautfarbe und Breite beeinflusst werden.
- Der Nagellack stört die Fähigkeit des Sensors, den Blutsauerstoffspiegel genau zu erkennen.
- Eine schlechte periphere Perfusion aufgrund von Hypotonie oder Erkältung kann zu einer unzureichenden Pulswelle und fehlerhaften Messungen führen.
- Hypotensive systolische BP -Messwerte <80 mm Hg können fehlerhafte und variable Impulsoximetriewerte verursachen.
- Das Auftreten abnormaler Hämoglobinspiegel kann zu falschen SPO2 -Messwerten führen.
- Zu viel Druck kann den Kapillarblutfluss verschärfen, was die Datenzuverlässigkeit verringert.
Anwendungen
Die Anwendungen des MAX30100 -Pulsoximeters umfassen das Folgende.
- Das Pulsoximeter hilft medizinischen Fachleuten, die Sauerstoffsättigungsniveaus innerhalb von Patienten durch respiratorische (oder) kardiovaskuläre Probleme zu überprüfen, indem zeitnahe Interventionen zuzulassen.
- Die Genauigkeit des Sensors innerhalb von Lesungen ist grundlegend für die Erkennung von Hypoxämie, was Komplikationen bei Herzinsuffizienz und COPD -Bedingungen vermeiden kann.
- Es überwacht die wichtigsten Zeichen kontinuierlich, indem es den Verbrauchern während des Tages Einblicke in ihre Gesundheit und ihr Wohlbefinden bietet.
- Dieser Sensor ermöglicht die Überwachung der Herzfrequenz- und Blutsauerstoffspiegel in Echtzeit, indem er ein teures Werkzeug für Einzelpersonen und Sportler mit Herz- oder Atemwegserkrankungen macht.
- Die gesammelten Daten des Pulse Oximeter -Sensors können Trainingspläne personalisieren und den Betreibern ihre Leistung Feedback geben.
- Das Bildungsfeld verwendet dieses Modul, um zu zeigen, wie diese Module funktionieren und Einblicke in die biologische Signalverarbeitung geben.
- Das Arduino-Board passt gut zu diesem Modul und macht es für Hobbyisten und Studenten ein praktisches Werkzeug, Bio-Sensing und Elektronik zu studieren.
- Fitness -Tracker verwenden dieses Modul für die kontinuierliche Herzfrequenz- und Sauerstoffsättigungsüberwachung, indem sie sofortige Daten für eine verbesserte Patientenversorgung bereitstellen.
Bitte beachten Sie diesen Link für die MAX30100 Puls -Oximeter -Datenblatt .
Dies ist daher ein Überblick über das MAX30100 -Puls -Oximeter -Modul, die Pinbelegung, die Funktionen, die Arbeit, das Arbeiten und die Anwendungen. Dies ist ein vielseitiges Modul mit Herzfrequenz- und Pulsoximetrieüberwachungsfähigkeiten, die eine effiziente und kompakte Lösung für verschiedene tragbare Geräte wie medizinische Überwachungsgeräte und Fitness -Tracker bieten. Es ist also bekannt für seinen geringen Stromverbrauch und seine Genauigkeit. Hier ist eine Frage an Sie: Was ist max30102 IC?
