Detak Jantung pada LCD BATU: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Beberapa waktu lalu, saya menemukan modul sensor detak jantung MAX30100 di belanja online. Modul ini dapat mengumpulkan oksigen darah dan data detak jantung pengguna, yang juga sederhana dan nyaman digunakan.

Menurut data, saya menemukan bahwa ada perpustakaan MAX30100 di file perpustakaan Arduino. Artinya, jika saya menggunakan komunikasi antara Arduino dan MAX30100, saya dapat langsung memanggil file perpustakaan Arduino tanpa harus menulis ulang file driver. Ini adalah hal yang baik, jadi saya membeli modul MAX30100. Saya memutuskan untuk menggunakan Arduino untuk memverifikasi detak jantung dan fungsi pengumpulan oksigen darah MAX30100.

Langkah 1: Fungsi

Tautan 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 default hanya dengan komunikasi MCU level 3,3 V, karena default menggunakan pin IIC pull up resistansi 4,7 K hingga 1,8 V, jadi tidak ada komunikasi dengan Arduino secara default, jika ingin berkomunikasi dengan Arduino dan membutuhkan dua resistor pull-up pin IIC 4,7 K yang terhubung ke pin VIN, konten ini akan diperkenalkan di bagian belakang bab ini.

Tugas fungsional

Sebelum memulai proyek ini, saya memikirkan beberapa fitur sederhana: Data detak jantung dan data oksigen darah dikumpulkan

Data detak jantung dan oksigen darah ditampilkan melalui layar LCD

Ini adalah dua fitur saja, tetapi jika kita ingin mengimplementasikannya, kita perlu berbuat lebih banyak

pemikiran:

MCU master apa yang digunakan?

Apa jenis penampil LCD?

Seperti yang kami sebutkan sebelumnya, kami menggunakan Arduino untuk MCU, tetapi ini adalah proyek tampilan LCD Arduino, jadi kami harus memilih modul tampilan LCD yang sesuai. Saya berencana menggunakan layar tampilan LCD dengan port serial. Saya memiliki penampil STONE STVI070WT di sini, tetapi jika Arduino perlu berkomunikasi dengannya, MAX3232 diperlukan untuk melakukan konversi level. Kemudian bahan dasar elektronik ditentukan sebagai berikut:

1. Papan pengembangan Arduino Mini Pro

2. Modul sensor detak jantung dan oksigen darah MAX30100

3. BATU STVI070WT LCD modul tampilan port serial

4. Modul MAX3232

Langkah 2: Pengenalan Perangkat Keras

MAX30100

MAX30100 adalah solusi sensor monitor denyut jantung dan oksimetri nadi terintegrasi. Ini menggabungkan dua LED, fotodetektor, optik yang dioptimalkan, dan pemrosesan sinyal analog dengan kebisingan rendah untuk mendeteksi oksimetri nadi dan sinyal detak jantung. MAX30100 beroperasi dari catu daya 1.8V dan 3.3V dan dapat dimatikan melalui perangkat lunak dengan arus siaga yang dapat diabaikan, memungkinkan catu daya untuk tetap terhubung setiap saat. Aplikasi

● Perangkat yang Dapat Dipakai

● Perangkat Asisten Kebugaran

● Perangkat Pemantauan Medis

Manfaat dan Fitur

1、Oksimeter Pulsa Lengkap dan Sensor Detak JantungSolusi Menyederhanakan Desain

LED Terintegrasi, Sensor Foto, dan Bagian Depan Analog Berperforma Tinggi

Kecil 5.6mm x 2.8mm x 1.2mm 14-Pin Sistem-dalam-Paket yang Ditingkatkan Secara Optik

2 Operasi Daya Ultra Rendah Meningkatkan Masa Pakai Baterai untuk Perangkat yang dapat dikenakan

Tingkat Sampel yang Dapat Diprogram dan Arus LED untuk Penghematan Daya

Arus Shutdown Ultra-Rendah (0,7µA, ketik)

3 Fungsi Lanjutan Meningkatkan Kinerja Pengukuran

SNR Tinggi Memberikan Ketahanan Artefak Gerak yang Kuat

Pembatalan Cahaya Sekitar Terintegrasi

Kemampuan Tingkat Sampel Tinggi

Kemampuan Output Data Cepat

Langkah 3: Prinsip Deteksi

Cukup tekan jari Anda ke sensor untuk memperkirakan saturasi oksigen (SpO2) dan denyut nadi (setara dengan detak jantung).

Oksimeter pulsa (oksimeter) adalah spektrometer mini yang MENGGUNAKAN prinsip spektrum penyerapan sel darah merah yang berbeda untuk menganalisis saturasi oksigen darah. Metode pengukuran real-time dan cepat ini juga banyak digunakan di banyak referensi klinis. Saya tidak akan memperkenalkan MAX30100 terlalu banyak, karena materi ini tersedia di Internet. Teman-teman yang tertarik dapat mencari informasi modul tes detak jantung ini di Internet, dan memiliki pemahaman yang lebih dalam tentang prinsip deteksinya.

BATU STVI070WT-01

Pengantar penampil

Dalam proyek ini, saya akan menggunakan BATU STVI070WT untuk menampilkan data detak jantung dan oksigen darah. Chip driver telah terintegrasi di dalam layar tampilan, dan ada perangkat lunak yang dapat digunakan pengguna. Pengguna hanya perlu menambahkan tombol, kotak teks, dan logika lain melalui gambar UI yang dirancang, dan kemudian menghasilkan file konfigurasi dan mengunduhnya ke layar tampilan untuk dijalankan. Tampilan STVI070WT berkomunikasi dengan MCU melalui sinyal uart-rs232, artinya kita perlu menambahkan chip MAX3232 untuk mengubah sinyal RS232 menjadi sinyal TTL agar dapat berkomunikasi dengan MCU Arduino.

Jika Anda tidak yakin bagaimana menggunakan MAX3232, silakan lihat gambar berikut:

Jika menurut Anda konversi level terlalu merepotkan, Anda dapat memilih jenis penampil STONE lainnya, beberapa di antaranya dapat langsung mengeluarkan sinyal uart-ttl. Situs web resmi memiliki informasi dan pengantar terperinci: https://www.stoneitech.com/ Jika Anda membutuhkan video tutorial dan tutorial untuk digunakan, Anda juga dapat menemukannya di situs web resmi.

Langkah 4: Langkah Pengembangan

Tiga langkah pengembangan layar tampilan BATU:

Rancang logika tampilan dan logika tombol dengan perangkat lunak STONE TOOL, dan unduh file desain ke modul tampilan.

MCU berkomunikasi dengan modul tampilan LCD BATU melalui port serial.

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

Instalasi perangkat lunak STONE TOOL

Unduh versi terbaru perangkat lunak STONE TOOL (saat ini TOOL2019) dari situs web, dan instal. Setelah perangkat lunak diinstal, antarmuka berikut akan dibuka:

Klik tombol "File" di sudut kiri atas untuk membuat proyek baru, yang akan kita bahas nanti.

ArduinoArduino adalah platform prototipe elektronik open source yang mudah digunakan dan mudah digunakan. Ini termasuk bagian perangkat keras (berbagai papan pengembangan yang sesuai dengan spesifikasi Arduino) dan bagian perangkat lunak (Arduino IDE dan kit pengembangan terkait). Bagian perangkat keras (atau papan pengembangan) terdiri dari mikrokontroler (MCU), memori Flash (Flash), dan satu set antarmuka input/output universal (GPIO), yang dapat Anda anggap sebagai motherboard mikrokomputer. Bagian perangkat lunak terutama terdiri dari Arduino IDE di PC, paket dukungan tingkat papan terkait (BSP) dan perpustakaan fungsi pihak ketiga yang kaya. Dengan Arduino IDE, Anda dapat dengan mudah mengunduh BSP yang terkait dengan papan pengembangan dan perpustakaan yang Anda butuhkan untuk menulis program Anda. Arduino adalah platform sumber terbuka. Selama ini sudah banyak model dan banyak controller turunannya, antara lain Arduino Uno, Arduino Nano, Arduino Yun dan lain sebagainya. Selain itu, Arduino IDE sekarang tidak hanya mendukung papan pengembangan seri Arduino, tetapi juga menambahkan dukungan untuk papan pengembangan populer seperti seperti Intel Galileo dan NodeMCU dengan memperkenalkan BSP. Arduino merasakan lingkungan melalui berbagai sensor, mengendalikan lampu, motor, dan perangkat lain untuk memberi umpan balik dan memengaruhi lingkungan. Mikrokontroler di papan dapat diprogram dengan bahasa pemrograman Arduino, dikompilasi ke dalam biner, dan dibakar ke dalam mikrokontroler. Pemrograman untuk Arduino diimplementasikan dengan bahasa pemrograman Arduino (berdasarkan Pengkabelan) dan lingkungan pengembangan Arduino (berdasarkan Pemrosesan). Proyek berbasis Arduino hanya dapat berisi Arduino, serta Arduino dan perangkat lunak lain yang berjalan di PC, dan mereka berkomunikasi satu sama lain lainnya (seperti Flash, Processing, MaxMSP).

lingkungan pengembangan Lingkungan pengembangan Arduino adalah Arduino IDE, yang dapat diunduh dari Internet. Masuk ke situs resmi Arduino dan unduh perangkat lunak https://www.arduino.cc/en/Main/Software?setlang=cn Setelah menginstal Arduino IDE, antarmuka berikut akan muncul ketika Anda membuka perangkat lunak:

Arduino IDE membuat dua fungsi secara default: fungsi setup dan fungsi loop. Ada banyak pengenalan Arduino di Internet. Jika Anda tidak memahami sesuatu, Anda dapat pergi ke Internet untuk menemukannya.

Langkah 5: Proses Implementasi Proyek LCD Arduino

koneksi perangkat keras

Untuk memastikan bahwa langkah selanjutnya dalam penulisan kode berjalan dengan lancar, pertama-tama kita harus menentukan keandalan koneksi perangkat keras. Hanya empat perangkat keras yang digunakan dalam proyek ini:

1. Papan pengembangan Arduino Mini pro

2. STVI070WT STVI070WT tampilan layar tft-lcd BATU

3. MAX30100 detak jantung dan sensor oksigen darah

4. MAX3232 (rs232-> TTL) Papan pengembangan Arduino Mini Pro dan layar tampilan tft-lcd STVI070WT terhubung melalui UART, yang memerlukan konversi level melalui MAX3232, dan kemudian papan pengembangan Arduino Mini Pro dan modul MAX30100 dihubungkan melalui antarmuka IIC. Setelah berpikir jernih, kita dapat menggambar gambar wiring berikut:

Pastikan tidak ada kesalahan dalam koneksi perangkat keras dan lanjutkan ke langkah berikutnya.

Desain antarmuka pengguna LCD-TFT Pertama-tama, kita perlu mendesain gambar tampilan UI, yang dapat dirancang oleh PhotoShop atau alat desain gambar lainnya. Setelah mendesain gambar tampilan UI, simpan gambar dalam format JPG. Buka perangkat lunak STONE TOOL2019 dan buat proyek baru:

Hapus gambar yang dimuat secara default di proyek baru, dan tambahkan gambar UI yang kami rancang. Tambahkan komponen tampilan teks, rancang digit tampilan dan titik desimal, dapatkan lokasi penyimpanan komponen tampilan teks di penampil. Efeknya adalah sebagai berikut:

alamat komponen tampilan teks: Sambungan sta: 0x0008

Detak jantung: 0x0001

Oksigen darah: 0x0005

Isi utama antarmuka UI adalah sebagai berikut:

Status hubungan

Tampilan detak jantung

oksigen darah menunjukkan

Langkah 6: Hasilkan File Konfigurasi

Setelah desain UI selesai, file konfigurasi dapat dibuat dan diunduh ke layar STVI070WT.

Pertama, lakukan langkah 1, lalu masukkan usb flash drive ke komputer, dan simbol disk akan ditampilkan. Kemudian klik "Unduh ke u-disk" untuk Mengunduh file konfigurasi ke flash drive usb, lalu masukkan flash drive usb ke STVI070WT untuk menyelesaikan upgrade.

MAX30100MAX30100 berkomunikasi melalui IIC. Prinsip kerjanya adalah bahwa nilai ADC detak jantung dapat diperoleh melalui iradiasi led inframerah. Register MAX30100 dapat dibagi menjadi lima kategori: register keadaan, FIFO, register kontrol, register suhu, dan register ID. Register suhu membaca nilai suhu chip untuk memperbaiki penyimpangan yang disebabkan oleh suhu. Register ID dapat membaca nomor ID chip.

MAX30100 terhubung dengan papan pengembangan Arduino Mini Pro melalui antarmuka komunikasi IIC. Karena ada file library MAX30100 yang sudah jadi di Arduino IDE, kita dapat membaca data detak jantung dan oksigen darah tanpa mempelajari register MAX30100. Bagi yang tertarik menjelajahi register MAX30100, lihat Datasheet MAX30100.

Ubah resistor pull-up MAX30100 IIC

Perlu dicatat bahwa resistansi pull-up 4,7k dari pin IIC modul MAX30100 terhubung ke 1,8v, yang secara teori tidak menjadi masalah. Namun, level logika komunikasi pin Arduino IIC adalah 5V, sehingga tidak dapat berkomunikasi dengan Arduino tanpa mengubah perangkat keras modul MAX30100. Komunikasi langsung dimungkinkan jika MCU adalah STM32 atau MCU level logika 3.3v lainnya. Oleh karena itu, berikut ini perubahan yang perlu dilakukan:

Lepaskan tiga resistor 4.7k yang ditandai pada gambar dengan besi solder listrik. Kemudian las dua resistor 4.7k pada pin SDA dan SCL ke VIN, sehingga kita dapat berkomunikasi dengan Arduino. Arduino Buka Arduino IDE dan temukan yang berikut tombol:

Cari "MAX30100" untuk menemukan dua perpustakaan untuk MAX30100, lalu klik unduh dan instal.

Setelah instalasi, Anda dapat menemukan Demo MAX30100 di folder perpustakaan LIB Arduino:

Klik dua kali file untuk membukanya.

Demo ini bisa langsung dicoba. Jika koneksi perangkat keras baik-baik saja, Anda dapat mengunduh kompilasi kode ke papan pengembangan Arduibo dan melihat data MAX30100 di alat debugging serial.

Langkah 7: Efeknya Dapat Dilihat Pada Gambar Berikut:

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang proyek klik di sini.

Silakan hubungi kami jika Anda membutuhkan kode lengkap:

Saya akan membalas Anda dalam waktu 12 jam.