MAX30102 是一個集成的脈搏血氧儀和心率監(jiān)測儀生物傳感器的模塊。它集成了一個紅光 LED和一個紅外光 LED、光電檢測器、光器件，以及帶環(huán)境光抑制的低噪聲電子電路。

MAX30102 采用一個 1.8V?電源和一個獨(dú)立的 5V 用于內(nèi)部 LED 電源，它可應(yīng)用于穿戴設(shè)備進(jìn)行心率和血氧采集檢測，佩戴于手指、耳垂和手腕等處，標(biāo)準(zhǔn)的12C通信接口將采集到的數(shù)值傳輸給?Arduino?單片機(jī)進(jìn)行心率和血氧計算。

此外，該芯片還可通過軟件關(guān)斷模塊，待機(jī)電流接近為零，實(shí)現(xiàn)電源始終維持供電狀態(tài)。正因?yàn)槠鋬?yōu)異的性能，該芯片被大量應(yīng)用在了三星?Galaxy S7 手機(jī)。與前代產(chǎn)品 MAX30100 相比， MAX30102 集成了玻璃蓋可以有效排除外界和內(nèi)部光干擾，擁有最優(yōu)可靠的性能。

原理說明

傳統(tǒng)的脈搏測量方法有三種：

一是心電信號中提取

二是從測量血壓時壓力傳感器測到的波動來計算脈率

三是光容積法。

前兩種方法提取信號都會限制病人的活動，如果長時間使用會增加病人生理和心理上的不舒適感。而光容積法脈搏測量作為監(jiān)護(hù)測量中最普遍的測量方法之一，其具有方法簡單、佩戴方便、可靠性高等特點(diǎn)。

光容積法的基本原理是利用人體組織在血管搏動時造成透光率不同來進(jìn)行脈搏和血氧飽和度測量的，其使用的傳感器由光源和光電轉(zhuǎn)換器兩部分組成。通過繃帶或夾子固定在病人的手指、手腕或耳垂。測血氧飽和度時，根據(jù)氧合血紅蛋白(Hb02)和血紅蛋白(Hb)對紅外光、紅外光的吸收量來計算。血管隨著心跳舒張和收縮，舒張時血量多，吸收的紅光紅外光多，收縮時血量少，吸收的紅光紅外光少。根據(jù)反射到傳感器的光量周期性變化，可以計算出心率。血氧飽和度計算公式。

模塊參數(shù)

電路板尺寸: 15*20mm

電路板厚度: 2.5mm

模塊功能:測心率、測血氧濃度、測溫度

供電電壓: 3.3~5V

檢測信號類型:光反射信號(PPG)

輸出信號接口:?I2C?接口

通信接口電平: 3.3V

紅光LED峰值波長: 650nm-670nm

紅外線LED峰值波長: 870nm-900nm

電路接線

注：上圖有誤， SCL、SDA之接線應(yīng)該對調(diào)才是正確。

使用說明

Step1 安裝鏈接庫。點(diǎn)擊 Arduino 下拉菜單 [工具] > [管理鏈接庫]，開啟「鏈接庫管理員」窗口。

Step2 在上方字段內(nèi)輸入「max30102」，找到「SparkFunMAX3010x Pulse ...」鏈接庫，安裝它。安裝完成后，關(guān)閉窗口。

Step3 點(diǎn)擊下拉菜單 [檔案] > [范例] >[SparkFun MAX3010x Pluse...] ，開啟「Example1_Basic_Readings」。

Step4 上傳程序到 Arduino。

Step5 打開「串行端口監(jiān)控窗口」，將鮑率調(diào)到9600，您就可以看到有數(shù)據(jù)傳到窗口里。

下圖是手指尚未按住模塊時的數(shù)據(jù)。

下圖是手指按住模塊時的數(shù)據(jù)。

后記

1. 如果用 I2C_Scan?程序掃描模塊，其地址是0x57。

2. 如果要自定義 SDA、SCL 腳位，可使用Software I2C 程序。

3. 實(shí)際量測心跳和血氧，后續(xù)文章會詳細(xì)介紹。

4. 如果您手上的是 MAX30100 模塊，因?yàn)檫@個模塊電路設(shè)計有誤，可參照下列網(wǎng)址修改電路