Nabız Oksimetresi Nasıl Yapılır

Yaklaşık 150 TL karşılığında oluşturulabilen ve OLED ekrana sahip, kolay inşa edilebilen USB ile çalışan bir nabız oksimetre / nabız ölçme cihazı yapmak artık çok kolay.

Bunun için gerekli olan malzemeler:

1. MAX30102
2. 128×64 Pixel OLED
3. Arduino Nano

Tüm cihaz, 44 mm x 30 mm’lik bir perfboard parçasına monte edilen bir Arduino Nano etrafında tasarlanmıştır. İlk olarak, teller sensörün VIN, GND, SDA ve SCL pinlerine lehimlenir ve daha sonra yatak parçasının altında Arduino Nano’ya akar.

Nabız Ölçme Cihazı Devre Şeması

Devre Montajını 3D printer’ dan yapılma bir kasa içine yaptıktan sorna sıra kodu yüklemeye geldi.

İlk olarak OLED ve MAX30102’yi başlatırken, ortaya çıkabilecek hataları bildirir. Ardından, sensörü kalibre etmek için 100 değerde okur ve göstermeye başlar. Cihaz daha sonra 25 yeni değerde okuduğu ve onlarla hareketli bir ortalama hesapladığı bir döngüye girer. Son olarak, değerlerin geçerli olup olmadığını kontrol eder ve varsa ekrana yazdırır.

/*
  Hardware Connections (Breakoutboard to Arduino):
  -5V = 5V (3.3V is allowed)
  -GND = GND
  -SDA = A4 (or SDA)
  -SCL = A5 (or SCL)
  -INT = Not connected
 
  The MAX30105 Breakout can handle 5V or 3.3V I2C logic. We recommend powering the board with 5V
  but it will also run at 3.3V.
*/

#include <Wire.h>
#include "MAX30105.h"
#include "spo2_algorithm.h"
#include "SSD1306Ascii.h"
#include "SSD1306AsciiWire.h"

MAX30105 particleSensor;
SSD1306AsciiWire oled;

#define MAX_BRIGHTNESS 255

#if defined(__AVR_ATmega328P__) || defined(__AVR_ATmega168__)
//Arduino Uno doesn't have enough SRAM to store 50 samples of IR led data and red led data in 32-bit format
//To solve this problem, 16-bit MSB of the sampled data will be truncated. Samples become 16-bit data.
uint16_t irBuffer[50]; //infrared LED sensor data
uint16_t redBuffer[50];  //red LED sensor data
#else
uint32_t irBuffer[50]; //infrared LED sensor data
uint32_t redBuffer[50];  //red LED sensor data
#endif

int32_t spo2; //SPO2 value
int8_t validSPO2; //indicator to show if the SPO2 calculation is valid
int32_t heartRate; //heart rate value
int8_t validHeartRate; //indicator to show if the heart rate calculation is valid

void setup()
{
  Serial.begin(115200); // initialize serial communication at 115200 bits per second:

  oled.begin(&Adafruit128x64, 0x3C);
  oled.setFont(Arial14);

  // Initialize sensor
  if (!particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) //Use default I2C port, 400kHz speed
  {
    Serial.println(F("MAX30105 was not found. Please check wiring/power."));
    while (1);
  }

  particleSensor.setup(55, 4, 2, 200, 411, 4096); //Configure sensor with these settings
}

void loop()
{

  //read the first 50 samples, and determine the signal range
  for (byte i = 0 ; i < 50 ; i++)
  {
    while (particleSensor.available() == false) //do we have new data?
      particleSensor.check(); //Check the sensor for new data

    redBuffer[i] = particleSensor.getRed();
    irBuffer[i] = particleSensor.getIR();
    particleSensor.nextSample(); //We're finished with this sample so move to next sample
    Serial.print(F("red="));
    Serial.print(redBuffer[i], DEC);
    Serial.print(F(", ir="));
    Serial.println(irBuffer[i], DEC);
  }

  //calculate heart rate and SpO2 after first 50 samples (first 4 seconds of samples)
  maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(irBuffer, 50, redBuffer, &spo2, &validSPO2, &heartRate, &validHeartRate);

  //Continuously taking samples from MAX30102.  Heart rate and SpO2 are calculated every 1 second
  while (1)
  {
    //dumping the first 25 sets of samples in the memory and shift the last 25 sets of samples to the top
    for (byte i = 25; i < 50; i++)
    {
      redBuffer[i - 25] = redBuffer[i];
      irBuffer[i - 25] = irBuffer[i];
    }

    //take 25 sets of samples before calculating the heart rate.
    for (byte i = 25; i < 50; i++)
    {
      while (particleSensor.available() == false) //do we have new data?
        particleSensor.check(); //Check the sensor for new data

      redBuffer[i] = particleSensor.getRed();
      irBuffer[i] = particleSensor.getIR();
      particleSensor.nextSample(); //We're finished with this sample so move to next sample
      Serial.print(F("red="));
      Serial.print(redBuffer[i], DEC);
      Serial.print(F(", ir="));
      Serial.print(irBuffer[i], DEC);

      Serial.print(F(", HR="));
      Serial.print(heartRate, DEC);

      Serial.print(F(", HRvalid="));
      Serial.print(validHeartRate, DEC);

      Serial.print(F(", SPO2="));
      Serial.print(spo2, DEC);

      Serial.print(F(", SPO2Valid="));
      Serial.println(validSPO2, DEC);
      
    }

    //After gathering 25 new samples recalculate HR and SP02
    maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(irBuffer, 50, redBuffer, &spo2, &validSPO2, &heartRate, &validHeartRate);
    printToScreen();
  }
}

void printToScreen() {
  oled.clear();
  oled.setCursor(0,0);
  if(validSPO2 && validHeartRate) {
    oled.print(F("HR: ")); oled.println(heartRate, DEC);
    oled.print(F("SPO2: ")); oled.println(spo2, DEC);
  } else {
    oled.print(F("Not valid"));
  }
}

Kaynak

Not: Bu cihaz/proje doğru bir tıbbi teşhis aracı olarak kullanılmamalıdır!