MAX30100 pulsoximeter- och pulssensormodul

MAX30100 är en sensorlösning för SpO2- och pulsmätning. Den kombinerar två LED'er, en fotodetektor, optimerad optik och brusfri analog signalbehandling för att detektera pulsoximetri- och pulssignaler.

Du kan använda denna sensor med vilken mikrokontroller som helst, till exempel Arduino, ESP8266 eller ESP32, och enkelt mäta patientens hälsoparametrar. Denna billiga gör-det-själv-pulsoximetersensor kan användas i flera tillämpningar om du är nybörjare eller elektronikentusiast.

MAX30100-sensorn kan mäta blodsyre och puls. Vi kan använda vilken skärm som helst, till exempel en 16x2 LCD-skärm, för att visa värdet för SpO2 och BPM. Syrekoncentrationen i blodet, kallad SpO2, mäts i procent och hjärtfrekvensen/pulsfrekvensen mäts i BPM.

mått: 30 * 20 mm

Mer om denna modul

Har en avancerad oximeter- och pulssensor som fungerar baserat på två integrerade LED'er, ett ljuskänsligt element och en mycket exakt och avancerad analog front-end med lågt brus, för rena och noggranna mätningar.

Genom att t.ex. placera ett pekfinger ovanpå sensorn kan du få både pulsen och syremättnaden i blodet via I2C-gränssnittet.

Funktioner som Ambient Light Cancellation (ALC) och de diskreta tidsfiltren ser till att inget omgivningsljus eller 50/60Hz stör mätningarna.

En av de viktigaste egenskaperna hos denna enhet är den låga strömförbrukningen: det är möjligt att sätta enheten i standby-läge, där den har en mycket låg strömförbrukning.

Allt som allt är denna modul alltså en idealisk lösning för olika puls- och SpO2-relaterade tillämpningar, samt utveckling av nya algoritmer för avläsning av blodparametrar baserat på de röda och infraröda absorptions-egenskaperna hos människokroppen, främst för arteriell blodsyremättnad (SpO2) och puls (HR).

Hur fungerar SpO2-mätning baserad på IR- och rött LED-ljus med denna MAX30100-sensor

Mätningen av hemoglobinets syremättnad (HbO2) genom att mäta absorptionen av det röda och IR-ljuset från de pulserande komponenterna introducerades 1935 av Karl Matthes, en tysk läkare. I början fanns det inga bra fotodetektorer och i stället användes IR-bandet, den gröna delen av ljusspektrumet. Allteftersom tekniken utvecklades togs mer tillförlitliga metoder för ljusdetektering fram och det gröna ljuset ersattes av IR-ljuset. I dag möjliggör avancerade algoritmer separation mellan signalerna från pulserande arteriellt blod och rörligt venöst blod, vilket ger mer exakta och tillförlitliga mätningar. Sensorn på denna modul, MAX30100, är ett modernt, integrerat pulsoximeter- och pulssensor-IC.

Denna sensor har två integrerade LED'er med RÖDA och IR-LED'er, som används för att sända ut respektive våglängder. Våglängderna för dessa LED'er är 660nm respektive 880nm. Det reflekterade ljuset detekteras av ett rött/IR-fotodetektorelement och samplas av en lågbrusig delta-sigma 16-bitars ADC. MAX30100-sensorns analoga front-end är utrustad med en Ambient Light Cancellation (ALC)-sektion, som eliminerar ljusföroreningar från fotodetektorelementet. Den 16-bitars ADC:n filtreras av ett diskret tidsfilter för att förhindra 50/60Hz-interferens och brum. Utgångens samplingsfrekvens kan justeras från 50 Hz till 1 kHz. Det finns också en temperatursensor, som kan användas för att kompensera för förändringar i omgivningen och kalibrera mätningarna.

MAX30100-sensorn har FIFO-bufferten, 16 ord djup. FIFO-bufferten lagrar de uppmätta värdena och kan generera ett avbrott när bufferten är full, vilket gör att värd-MCU:n kan utföra andra uppgifter medan data samlas in av sensorn.

De integrerade LED-drivarna styrs med pulser med valbar bredd: pulserna kan variera från 200 µs till 1600 µs. Pulsbredden påverkar den tillgängliga ADC-bitdjupet och samplingsfrekvensen. Pulsbredden 1600 µs möjliggör maximal upplösning på 16 bitar med den högsta samplingsfrekvensen på 1 ksps, medan pulsbredden 200 µs endast tillåter 100 sps för en upplösning på 16 bitar. Genom att sänka upplösningen till 13 bitar blir hela samplingshastigheten på 1 ksps möjlig. Kontroll av LED-pulsbredden, tillsammans med den programmerbara LED-strömmen, möjliggör optimering av mätprecisionen och strömförbrukningen. Matningen till LED'erna kommer direkt från mikroBUS™-skenans 3,3V.

För att förbättra mätningarna använder MAX30100-sensorn en temperatursensor. Detta är en ganska exakt temperatursensor som mäter chiptemperaturen med en noggrannhet på ±1C i området -40C till +85C. Denna sensor kan läsas ut från sitt dataregister och kan valfritt användas för att kompensera sensormätningarna för variationer i omgivningstemperaturen. Det finns dock flera andra externa faktorer som kan påverka enhetens noggrannhet: förutom temperaturen kan mätningarna också påverkas negativt av överdriven rörelse. För mycket tryck kan också förtränga kapillärt blodflöde och därmed minska datans tillförlitlighet. Dessa problem följer av mätmetodens natur och bör beaktas vid utveckling av en egen tillämpning.

MAX30100-sensorn matas av den lilla LDO:n, som levererar rena och rippelfria 1,8 V för sensorns interna logik och fotodetektorelement. Ingångsspänningen kommer också från mikroBUS™-skenans 3,3V-strömrail.

Förutom sensor-IC:ns I2C-linjer, som leds till respektive mikroBUS™ SCL- och SDA-linjer, leds även sensorns avbrottslinje till mikroBUS™ INT-pinnen. Genom att ställa in rätt INT-register kan avbrottet genereras och aktiveras för 5 olika källor: power ready, SpO2 ready, HR ready, temp ready, FIFO full. Power ready-avbrottet är aktiverat som standard och kan inte stängas av i programvaran, men alla andra avbrott kan stängas av eller aktiveras.