Rrahjet e zemrës në LCD GURIN: 7 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Disa kohë më parë, gjeta një modul të sensorit të rrahjeve të zemrës MAX30100 në blerjet në internet. Ky modul mund të mbledhë të dhëna për oksigjenin e gjakut dhe rrahjet e zemrës së përdoruesve, të cilat janë gjithashtu të thjeshta dhe të përshtatshme për t'u përdorur.

Sipas të dhënave, zbulova se ka biblioteka MAX30100 në skedarët e bibliotekës Arduino. Kjo do të thotë, nëse përdor komunikimin midis Arduino dhe MAX30100, mund të telefonoj drejtpërdrejt skedarët e bibliotekës Arduino pa pasur nevojë të rishkruaj skedarët e shoferit. Kjo është një gjë e mirë, kështu që bleva modulin MAX30100. Vendosa të përdor Arduino për të verifikuar rrahjet e zemrës dhe funksionin e grumbullimit të oksigjenit në gjak të MAX30100.

Hapi 1: Funksioni

Lidhja e blerjes së modulit MAX30100:

item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.69.c0c56556o8wH44&id=559690766124&ns=1&abbucket=2#detail

Shënim: ky modul si parazgjedhje vetëm me komunikime MCU të nivelit 3.3 V, sepse parazgjedhja e përdorimit të pin IIC rrit rezistencën prej 4.7 K në 1.8 V, kështu që nuk ka komunikim me Arduino si parazgjedhje, nëse doni të komunikoni me Arduino dhe kanë nevojë për dy rezistencë tërheqëse 4.7 K të kunjit IIC të lidhur me kunjin VIN, këto përmbajtje do të prezantohen në pjesën e pasme të kapitullit.

Detyrat funksionale

Para fillimit të këtij projekti, mendova për disa veçori të thjeshta: Të dhënat e rrahjeve të zemrës dhe të dhënat e oksigjenit në gjak u mblodhën

Të dhënat e rrahjeve të zemrës dhe oksigjenit të gjakut shfaqen përmes një ekrani LCD

Këto janë dy veçoritë e vetme, por nëse duam ta zbatojmë, duhet të bëjmë më shumë

duke menduar:

Çfarë master MCU përdoret?

Çfarë lloj ekrani LCD?

Siç e përmendëm më herët, ne përdorim Arduino për MCU, por ky është një projekt i ekranit Arduino LCD, kështu që duhet të zgjedhim modulin e duhur të ekranit LCD. Kam në plan të përdor ekranin e ekranit LCD me një port serial. Unë kam një shfaqës STONE STVI070WT këtu, por nëse Arduino ka nevojë të komunikojë me të, MAX3232 nevojitet për të bërë konvertimin e nivelit. Pastaj materialet bazë elektronike përcaktohen si më poshtë:

1. Bordi i zhvillimit të Arduino Mini Pro

2. Moduli i rrahjeve të zemrës MAX30100 dhe oksigjenit të gjakut

3. Moduli i shfaqjes së portës serike STONE STVI070WT LCD

4. Moduli MAX3232

Hapi 2: Hyrje në harduer

MAX30100

MAX30100 është një zgjidhje e integruar e sensorit të pulsit dhe monitorit të rrahjeve të zemrës. Ai kombinon dy LED, një fotodetektor, optikë të optimizuar dhe përpunim sinjali analog me zhurmë të ulët për të zbuluar oksimetrinë e pulsit dhe sinjalet e rrahjeve të zemrës. MAX30100 funksionon nga furnizimi me energji 1.8V dhe 3.3V dhe mund të fiket përmes softuerit me rrymë të papërfillshme të gatishmërisë, duke lejuar që furnizimi me energji elektrike të mbetet i lidhur gjatë gjithë kohës. Aplikimet

Pajisjet e veshshme

De Pajisjet e Ndihmës së Fitnesit

Pajisjet e Monitorimit Mjekësor

Përfitimet dhe Karakteristikat

1 O Oksimetri i plotë i pulsit dhe sensori i rrahjeve të zemrës Thjeshton dizajnin

LED të integruar, Sensori i fotografisë dhe Front Analog me Performancë të Lartë -Përfundo

I vogël 5.6mm x 2.8mm x 1.2mm 14-Pin Sistemi Optik i Përmirësuar në Paketë

2 Ope Funksionimi me fuqi ultra të ulët rrit jetën e baterisë për pajisjet e veshshme

Shkalla e Mostrës së Programueshme dhe Rryma LED për Kursimet e Energjisë

Rryma e mbylljes ultra e ulët (0.7µA, tip)

3 unction Funksionaliteti i Avancuar Përmirëson Performancën e Matjes

SNR i Lartë Ofron Qëndrueshmëri të Fuqishme të Artefaktit të Lëvizjes

Anulimi i integruar i dritës së ambientit

Aftësia e Shkallës së Lartë të Mostrës

Aftësia e daljes së shpejtë të të dhënave

Hapi 3: Parimi i Zbulimit

Thjesht shtypni gishtin kundër sensorit për të vlerësuar ngopjen e oksigjenit të pulsit (SpO2) dhe pulsin (ekuivalent me rrahjet e zemrës).

Oksimetri i pulsit (oksimetri) është një mini-spektrometër që përdor parimet e spektrave të ndryshëm të thithjes së qelizave të kuqe për të analizuar ngopjen e oksigjenit të gjakut. Kjo metodë e matjes në kohë reale dhe e shpejtë përdoret gjithashtu gjerësisht në shumë referenca klinike. Unë nuk do ta prezantoj MAX30100 shumë, sepse këto materiale janë në dispozicion në internet. Miqtë e interesuar mund të kërkojnë informacionin e këtij moduli të testit të rrahjeve të zemrës në internet dhe të kenë një kuptim më të thellë të parimit të zbulimit të tij.

GURI STVI070WT-01

Hyrje në ekranin

Në këtë projekt, unë do të përdor STONE STVI070WT për të shfaqur të dhënat e rrahjeve të zemrës dhe oksigjenit në gjak. Çipi i shoferit është integruar brenda ekranit të ekranit dhe ka softuer për përdoruesit. Përdoruesit duhet të shtojnë vetëm butona, kuti teksti dhe logjikë të tjera përmes fotografive të dizajnuara të UI, dhe pastaj të krijojnë skedarë konfigurimi dhe t'i shkarkojnë ato në ekranin e ekranit për t'u ekzekutuar. Shfaqja e STVI070WT komunikon me MCU përmes sinjalit uart-rs232, që do të thotë se duhet të shtojmë një çip MAX3232 për të kthyer sinjalin RS232 në një sinjal TTL në mënyrë që të mund të komunikojmë me Arduino MCU.

Nëse nuk jeni të sigurt se si ta përdorni MAX3232, ju lutemi referojuni fotove të mëposhtme:

Nëse mendoni se konvertimi i nivelit është shumë i mundimshëm, ju mund të zgjidhni lloje të tjera të shfaqësve të GURIN, disa prej të cilëve mund të japin drejtpërdrejt sinjal uart-ttl. Faqja zyrtare e internetit ka informacion dhe prezantim të detajuar: https://www.stoneitech.com/ Nëse keni nevojë për mësime video dhe mësime për t'u përdorur, gjithashtu mund t'i gjeni në faqen zyrtare të internetit.

Hapi 4: Hapat e zhvillimit

Tre hapa të zhvillimit të ekranit të ekranit STONE:

Hartoni logjikën e ekranit dhe logjikën e butonave me softuerin STONE TOOL dhe shkarkoni skedarin e projektimit në modulin e ekranit.

MCU komunikon me modulin e ekranit LCD STONE përmes portit serik.

Me të dhënat e marra në hapin 2, MCU bën veprime të tjera.

Instalimi i softverit STONE TOOL

Shkarkoni versionin më të fundit të softuerit STONE TOOL (aktualisht TOOL2019) nga uebfaqja dhe instalojeni. Pas instalimit të softuerit, ndërfaqja e mëposhtme do të hapet:

Klikoni butonin "File" në këndin e sipërm të majtë për të krijuar një projekt të ri, për të cilin do të diskutojmë më vonë.

ArduinoArduino është një platformë prototipi elektronik me burim të hapur që është i lehtë për t’u përdorur dhe i lehtë për t’u përdorur. Ai përfshin pjesën e harduerit (bordet e ndryshme të zhvillimit që përputhen me specifikimet Arduino) dhe pjesën e softuerit (Arduino IDE dhe komplete të zhvillimit të lidhur). Pjesa e harduerit (ose bordi i zhvillimit) përbëhet nga një mikrokontrollues (MCU), Flash memorie (Flash) dhe një grup ndërfaqesh universale të hyrjes/daljes (GPIO), të cilat mund t'i konsideroni si një motherboard mikrokompjuter. Pjesa e softuerit është e përbërë kryesisht nga Arduino IDE në PC, paketa mbështetëse e nivelit të bordit (BSP) dhe biblioteka e pasur e funksioneve të palëve të treta. Me Arduino IDE, ju lehtë mund të shkarkoni BSP të lidhur me bordin tuaj të zhvillimit dhe bibliotekat që ju nevojiten për të shkruar programet tuaja. Arduino është një platformë me burim të hapur. Deri më tani, ka pasur shumë modele dhe shumë kontrollues të derivuar, duke përfshirë Arduino Uno, Arduino Nano, ArduinoYun dhe kështu me radhë. Përveç kësaj, Arduino IDE tani jo vetëm që mbështet bordet e zhvillimit të serisë Arduino, por gjithashtu shton mbështetje për bordet e njohura të zhvillimit të tilla si Intel Galileo dhe NodeMCU duke prezantuar BSP. Arduino ndjen mjedisin përmes një sërë sensorësh, duke kontrolluar dritat, motorët dhe pajisjet e tjera për të ushqyer dhe ndikuar në mjedis. Mikrokontrolluesi në tabelë mund të programohet me një gjuhë programimi Arduino, të përpiluar në binare dhe të digjet në mikrokontrollues. për Arduino zbatohet me gjuhën e programimit Arduino (bazuar në Wiring) dhe mjedisin e zhvillimit Arduino (bazuar në Përpunimin). Projektet e bazuara në Arduino mund të përmbajnë vetëm Arduino, si dhe Arduino dhe softuerë të tjerë që funksionojnë në PC, dhe ata komunikojnë me secilin të tjera (të tilla si Flash, Processing, MaxMSP).

Mjedisi i zhvillimit Arduino është Arduino IDE, i cili mund të shkarkohet nga Interneti. Hyni në faqen zyrtare të Arduino dhe shkarkoni programin https://www.arduino.cc/en/Main/Software?setlang=cn Pas instalimit të Arduino IDE, ndërfaqja e mëposhtme do të shfaqet kur hapni softuerin:

Arduino IDE krijon dy funksione si parazgjedhje: funksionin e konfigurimit dhe funksionin e lakut. Ka shumë prezantime të Arduino në internet. Nëse nuk kuptoni diçka, mund të shkoni në internet për ta gjetur.

Hapi 5: Procesi i Zbatimit të Projektit LCD Arduino

lidhje hardware

Për të siguruar që hapi tjetër në shkrimin e kodit të shkojë pa probleme, së pari duhet të përcaktojmë besueshmërinë e lidhjes së harduerit. Vetëm katër pjesë të pajisjeve u përdorën në këtë projekt:

1. Bordi i zhvillimit Arduino Mini pro

2. Ekrani i ekranit STONE STVI070WT tft-LCD

3. Sensori i rrahjeve të zemrës MAX30100 dhe oksigjeni i gjakut

4. MAX3232 (rs232-> TTL) Tabela e zhvillimit Arduino Mini Pro dhe ekrani i ekranit STVI070WT tft-lcd janë të lidhur përmes UART, i cili kërkon konvertim të nivelit përmes MAX3232, dhe pastaj bordi i zhvillimit Arduino Mini Pro dhe moduli MAX30100 janë të lidhur përmes ndërfaqes IIC. Pasi të mendojmë qartë, ne mund të vizatojmë figurën e mëposhtme të telave:

Sigurohuni që nuk ka gabime në lidhjen e harduerit dhe vazhdoni në hapin tjetër.

Dizajni i ndërfaqes së përdoruesit LCD-TFT Para së gjithash, ne duhet të hartojmë një imazh të shfaqjes së UI, i cili mund të dizajnohet nga PhotoShop ose mjete të tjera të dizajnit të imazhit. Pas hartimit të imazhit të shfaqjes së ndërfaqes, ruani imazhin në formatin JPG. Hapni programin STONE TOOL2019 dhe krijoni një projekt të ri:

Hiqni imazhin që ishte ngarkuar si parazgjedhje në projektin e ri dhe shtoni imazhin e ndërfaqes që krijuam. Shtoni përbërësin e shfaqjes së tekstit, dizajnoni shifrën e shfaqjes dhe pikën dhjetore, merrni vendndodhjen e ruajtjes së komponentit të shfaqjes së tekstit në ekran. Efekti është si më poshtë:

adresa e komponentit të shfaqjes së tekstit: Sta e lidhjes: 0x0008

Shkalla e zemrës: 0x0001

Oksigjeni i gjakut: 0x0005

Përmbajtja kryesore e ndërfaqes UI janë si më poshtë:

Statusi i lidhjes

Shfaqja e rrahjeve të zemrës

U tregua oksigjeni i gjakut

Hapi 6: Gjeneroni skedarin e konfigurimit

Pasi të përfundojë dizajni i ndërfaqes, skedari i konfigurimit mund të gjenerohet dhe shkarkohet në ekranin STVI070WT.

Së pari, kryeni hapin 1, pastaj futni USB flash drive në kompjuter dhe simboli i diskut do të shfaqet. Pastaj klikoni "Shkarkoni në u-disk" për të shkarkuar skedarin e konfigurimit në USB flash drive, dhe pastaj futni USB flash drive në STVI070WT për të përfunduar azhurnimin.

MAX30100 komunikon përmes IIC. Parimi i tij i punës është se vlera ADC e rrahjeve të zemrës mund të merret përmes rrezatimit me rreze infra të kuqe. Regjistri MAX30100 mund të ndahet në pesë kategori: regjistri shtetëror, FIFO, regjistri i kontrollit, regjistri i temperaturës dhe regjistri i ID. Regjistri i temperaturës lexon vlerën e temperaturës së çipit për të korrigjuar devijimin e shkaktuar nga temperatura. Regjistri ID mund të lexojë numrin ID të çipit.

MAX30100 lidhet me bordin e zhvillimit Arduino Mini Pro përmes ndërfaqes së komunikimit IIC. Për shkak se ka skedarë bibliotekash të gatshëm MAX30100 në Arduino IDE, ne mund të lexojmë të dhënat e rrahjeve të zemrës dhe oksigjenit të gjakut pa studiuar regjistrat e MAX30100. Për ata që janë të interesuar të eksplorojnë regjistrin MAX30100, shihni Fletën e të dhënave MAX30100.

Ndryshoni rezistencën tërheqëse MAX30100 IIC

Duhet të theksohet se rezistenca tërheqëse 4.7k e kunjit IIC të modulit MAX30100 është e lidhur me 1.8v, gjë që nuk është problem në teori. Sidoqoftë, niveli i logjikës së komunikimit të pinit Arduino IIC është 5V, kështu që nuk mund të komunikojë me Arduino pa ndryshuar harduerin e modulit MAX30100. Komunikimi i drejtpërdrejtë është i mundur nëse MCU është STM32 ose një nivel tjetër logjik 3.3v MCU. Prandaj, në vijim duhen bërë ndryshime:

Hiqni tre rezistorët 4.7k të shënuar në figurë me një hekur elektrik bashkues. Pastaj bashkoni dy rezistorë prej 4.7k në kunjat e SDA dhe SCL në VIN, në mënyrë që të mund të komunikojmë me Arduino. Arduino Hapni Arduino IDE dhe gjeni sa vijon butona:

Kërkoni për "MAX30100" për të gjetur dy biblioteka për MAX30100, pastaj klikoni shkarkoni dhe instaloni.

Pas instalimit, mund të gjeni Demon e MAX30100 në dosjen e bibliotekës LIB të Arduino:

Klikoni dy herë skedarin për ta hapur atë.

Kjo Demo mund të testohet drejtpërdrejt. Nëse lidhja e harduerit është në rregull, mund të shkarkoni përpilimin e kodit në tabelën e zhvillimit Arduibo dhe të shihni të dhënat e MAX30100 në mjetin e korrigjimit serik.

Hapi 7: Efekti mund të shihet në figurën vijuese:

Për të mësuar më shumë rreth projektit klikoni këtu.

Ju lutemi na kontaktoni nëse keni nevojë për një kod të plotë:

Unë do t'ju përgjigjem brenda 12 orëve.