MAX30100 Pulsoximeter-Herzfrequenzsensormodul (OT3616)

Der MAX30100 ist eine Sensorlösung zur SpO2- und Herzfrequenzmessung. Kombiniert zwei LEDs, einen Fotodetektor, optimierte Optik und rauscharme analoge Signalverarbeitung zur Erkennung von Pulsoximetrie- und Herzfrequenzsignalen.

Sie können diesen Sensor mit jedem Mikrocontroller wie Arduino, ESP8266 oder ESP32 verwenden und problemlos überwachen die Gesundheitsparameter des Patienten messen. Dieser günstige DIY-Pulsoximeter-Sensor kann in mehreren Anwendungen verwendet werden, wenn Sie Anfänger oder Elektronik-Enthusiast sind.

Der MAX30100-Sensor kann Blutsauerstoff und Herzfrequenz messen. Wir können jeden Bildschirm wie einen 16x2-LCD-Bildschirm verwenden, um den Wert von SpO2 und BPM anzuzeigen. Die Sauerstoffkonzentration im Blut, SpO2 genannt, wird in Prozent gemessen und die Herzfrequenz/Pulsfrequenz wird in BPM gemessen.

Größe: 30 * 20 mm

Mehr über dieses Modul

Verfügt über einen fortschrittlichen Oximeter- und Herzfrequenzsensor, der auf der Basis von zwei integrierten LEDs, einem lichtempfindlichen Element und einer sehr präzisen und fortschrittlichen analogen Vorderseite arbeitet mit geringem Rauschen, für saubere und genaue Messungen.

Wenn Sie beispielsweise einen Zeigefinger auf die Oberseite des Sensors legen, können Sie über die I2C-Schnittstelle sowohl die Herzfrequenz als auch die Sauerstoffsättigung im Blut abrufen.

Funktionen wie Die Umgebungslichtunterdrückung (ALC) und die diskreten Zeitfilter sorgen dafür, dass kein Umgebungslicht oder 50/60 Hz die Messungen stört.

Eines der wichtigsten Merkmale dieses Geräts ist sein geringer Stromverbrauch: Das ist möglich um das Gerät im Standby-Modus zu betreiben, wo es einen sehr geringen Stromverbrauch hat.

Alles in allem ist dieses Modul eine ideale Lösung für verschiedene Herzfrequenz- und SpO2-bezogene Anwendungen sowie die Entwicklung neuer Algorithmen zum Lesen von Blutparametern basierend auf den roten und infraroten Absorptionseigenschaften des menschlichen Körpers, hauptsächlich für die arterielle Blutsauerstoffsättigung (SpO2) und die Herzfrequenz (HR).

Die Messung der Hämoglobin-Sauerstoffsättigung (HbO2) durch Messung der Absorption des roten und IR-Lichts der pulsierenden Komponenten erfolgte 1935 von Karl Matthes, einem deutschen Arzt, eingeführt. Am Anfang gab es keine guten Fotodetektoren und stattdessen wurde das IR-Band, das grüne Band des Lichtspektrums, verwendet. Mit fortschreitender Technologie wurden zuverlässigere Methoden zur Lichterkennung entwickelt und das grüne Licht durch IR-Licht ersetzt. Heutzutage ermöglichen fortschrittliche Algorithmen die Trennung zwischen den Signalen des pulsierenden arteriellen Blutes und des sich bewegenden venösen Blutes und ermöglichen so genauere und zuverlässigere Messungen. Der Sensor dieses Moduls, der MAX30100, ist ein moderner, integrierter Pulsoximeter- und Herzfrequenzsensor-IC.

Dieser Sensor verfügt über zwei integrierte LEDs mit den ROTEN und IR-LEDs, die zur Übertragung der jeweiligen Wellenlängen verwendet werden. Die Wellenlängen dieser LEDs betragen 660 nm bzw. 880 nm. Das reflektierte Licht wird von einem Rot-/IR-Fotodetektorelement erfasst und von einem rauscharmen Delta-Sigma-16-Bit-ADC abgetastet. Die analoge Vorderseite des MAX30100-Sensors verfügt über einen Bereich zur Unterdrückung des Umgebungslichts (ALC), der die Lichtverschmutzung durch das Fotodetektorelement eliminiert. Der 16-Bit-ADC wird durch einen diskreten Zeitfilter gefiltert, um 50/60-Hz-Interferenzen und Brummen zu verhindern. Die Ausgangsabtastfrequenz kann von 50 Hz bis 1 kHz eingestellt werden. Es gibt auch einen Temperatursensor, der zum Ausgleich von Änderungen in der Umgebung und zur Kalibrierung der Messungen verwendet werden kann.

Der MAX30100-Sensor verfügt über einen FIFO-Puffer mit einer Tiefe von 16 Wörtern. Der FIFO-Puffer speichert die Messwerte und kann einen Interrupt erzeugen, wenn der Puffer voll ist, sodass die Host-MCU andere Aufgaben ausführen kann, während die Daten vom Sensor erfasst werden.

Die integrierten LED-Treiber werden betrieben mit Impulsen wählbarer Breite: Impulse können von 200 µs bis 1600 µs reichen. Die Breite des Impulses beeinflusst die verfügbare ADC-Bittiefe und Abtastrate. Die Pulsbreite von 1600 µs ermöglicht eine maximale Auflösung von 16 Bit bei der höchsten Abtastrate von 1 ksps, während die Pulsbreite von 200 µs nur 100 sps bei einer Auflösung von 16 Bit zulässt. Durch die Reduzierung der Auflösung auf 13 Bit wird die volle Abtastrate von 1 ksps möglich. Die Steuerung der LED-Impulsbreite optimiert zusammen mit dem programmierbaren LED-Strom die Messgenauigkeit und den Stromverbrauch. Die Stromversorgung der LEDs erfolgt direkt über die 3,3-V-Schiene des mikroBUS.

Zur Verbesserung der Messungen verwendet der MAX30100-Sensor einen Temperatursensor. Dabei handelt es sich um einen einigermaßen genauen Temperatursensor, der die Formtemperatur mit einer Genauigkeit von ±1 °C im Bereich von -40 °C bis +85 °C misst. Dieser Sensor kann aus seinem Datenregister ausgelesen werden und optional zur Kompensation der Sensormessungen bei Schwankungen der Umgebungstemperatur verwendet werden. Es gibt jedoch noch einige andere äußere Faktoren, die die Genauigkeit des Geräts beeinflussen können: Neben der Temperatur können auch die Messungen durch die übermäßige Bewegung negativ beeinflusst werden. Außerdem kann ein zu hoher Druck den kapillaren Blutfluss einschränken und somit die Zuverlässigkeit der Daten verringern. Diese Probleme ergeben sich aus der Art der Messmethode und sollten bei der Entwicklung Ihrer eigenen Anwendung berücksichtigt werden.

Der MAX30100-Sensor wird vom kleinen LDO versorgt, der saubere und welligkeitsfreie 1,8 V für die interne Logik liefert und Fotodetektorelement des Sensors. Die Eingangsspannung kommt ebenfalls von der 3,3V-Stromschiene des mikroBUS™.

Zusätzlich zu den I2C-Leitungen des Sensor-ICs, die zum jeweiligen mikroBUS™ SCL- und SDA-Leitungen werden verlegt, die Interrupt-Leitung vom Sensor wird auch zum mikroBUS® geführt. INT-Pin-LED. Durch Einstellen des richtigen INT-Registers kann der Interrupt für fünf verschiedene Quellen generiert und aktiviert werden: Strom bereit, SpO2 bereit, HR bereit, Temperatur bereit, FIFO voll. Der Power-Ready-Interrupt ist standardmäßig aktiviert und kann in der Software nicht deaktiviert werden, aber alle anderen Interrupts können deaktiviert oder aktiviert werden.