STONE LCD'de Nabız: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bir süre önce, çevrimiçi alışverişte bir kalp atış hızı sensörü modülü MAX30100 buldum. Bu modül, aynı zamanda basit ve kullanımı kolay olan kullanıcıların kan oksijen ve kalp atış hızı verilerini toplayabilir.

Verilere göre Arduino kütüphane dosyalarında MAX30100 kütüphaneleri olduğunu buldum. Yani Arduino ile MAX30100 arasındaki iletişimi kullanırsam, sürücü dosyalarını yeniden yazmaya gerek kalmadan doğrudan Arduino kütüphane dosyalarını çağırabilirim. Bu iyi bir şey, bu yüzden MAX30100 modülünü satın aldım. MAX30100'ün kalp atış hızı ve kan oksijen toplama işlevini doğrulamak için Arduino kullanmaya karar verdim.

Adım 1: İşlev

MAX30100 modülünün satın alma bağlantısı:

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

Not: Bu modül varsayılan olarak yalnızca 3,3 V seviye MCU iletişimi ile, çünkü varsayılan olarak IIC pinini kullanmak 4,7 K ila 1,8 V arasındaki direnci yukarı çeker, bu nedenle iletişim kurmak istiyorsanız varsayılan olarak Arduino ile iletişim yoktur. Arduino ve VIN pinine bağlı iki adet 4.7 K IIC pin pull-up direncine ihtiyaç var, bu içerikler bölümün arkasında tanıtılacaktır.

Fonksiyonel atamalar

Bu projeye başlamadan önce bazı basit özellikleri düşündüm: Kalp atış hızı verileri ve kan oksijen verileri toplandı

Kalp atış hızı ve kan oksijen verileri bir LCD ekran aracılığıyla görüntülenir

Bunlar sadece iki özellik ama uygulamak istiyorsak daha fazlasını yapmamız gerekiyor.

düşünmek:

Hangi ana MCU kullanılır?

Ne tür bir LCD ekran?

Daha önce de bahsettiğimiz gibi MCU için Arduino kullanıyoruz ama bu bir Arduino LCD ekran projesi, bu yüzden uygun LCD ekran modülünü seçmemiz gerekiyor. LCD ekranını seri port ile kullanmayı planlıyorum. Burada bir STONE STVI070WT görüntüleyicim var, ancak Arduino'nun onunla iletişim kurması gerekiyorsa, seviye dönüşümünü yapmak için MAX3232 gerekir. Daha sonra temel elektronik malzemeler şu şekilde belirlenir:

1. Arduino Mini Pro geliştirme kartı

2. MAX30100 kalp atış hızı ve kan oksijen sensörü modülü

3. STONE STVI070WT LCD seri port ekran modülü

4. MAX3232 modülü

2. Adım: Donanım Tanıtımı

MAX30100

MAX30100, entegre bir nabız oksimetresi ve kalp atış hızı izleme sensörü çözümüdür. Nabız oksimetresi ve kalp atış hızı sinyallerini algılamak için iki LED, bir fotodedektör, optimize edilmiş optik ve düşük gürültülü analog sinyal işlemeyi birleştirir. MAX30100, 1.8V ve 3.3V güç kaynaklarından çalışır ve ihmal edilebilir bekleme akımıyla yazılım aracılığıyla kapatılabilir, bu da güç kaynağının her zaman bağlı kalmasına izin verir. Uygulamalar

● Giyilebilir Cihazlar

● Fitness Asistanı Cihazları

● Tıbbi İzleme Cihazları

Avantajlar ve Özellikler

1, Komple Nabız Oksimetresi ve Nabız Sensörü Çözümü Tasarımı Basitleştirir

Entegre LED'ler, Fotoğraf Sensörü ve yüksek Performanslı Analog Ön Uç

Minik 5,6 mm x 2,8 mm x 1,2 mm 14-Pin Optik Olarak Geliştirilmiş Paket İçinde Sistem

2 、 Ultra Düşük Güçte Çalışma, giyilebilir Cihazlar için Pil Ömrünü Artırır

Güç Tasarrufu için Programlanabilir Örnekleme Hızı ve LED Akımı

Ultra Düşük Kapatma Akımı (0.7µA, tip)

3, Gelişmiş İşlevsellik, Ölçüm Performansını İyileştirir

Yüksek SNR Sağlam Hareket Yapısı Esnekliği Sağlar

Entegre Ortam Işığı İptali

Yüksek Örnekleme Hızı Yeteneği

Hızlı Veri Çıkış Yeteneği

3. Adım: Tespit Prensibi

Nabız oksijen doygunluğunu (SpO2) ve nabzı (kalp atışına eşdeğer) tahmin etmek için parmağınızı sensöre doğru bastırın.

Nabız oksimetresi (oksimetre), kanın oksijen doygunluğunu analiz etmek için farklı kırmızı hücre absorpsiyon spektrumlarının ilkelerini KULLANAN bir mini spektrometredir. Bu gerçek zamanlı ve hızlı ölçüm yöntemi, birçok klinik referansta da yaygın olarak kullanılmaktadır. MAX30100'ü çok fazla tanıtmayacağım çünkü bu malzemeler internette mevcut. İlgilenen arkadaşlar bu kalp atış hızı testi modülünün bilgilerini İnternette arayabilir ve algılama prensibini daha iyi anlayabilir.

TAŞ STVI070WT-01

Görüntüleyiciye giriş

Bu projede kalp atış hızı ve kan oksijen verilerini görüntülemek için STONE STVI070WT kullanacağım. Sürücü çipi, ekranın içine entegre edilmiştir ve kullanıcıların kullanması için bir yazılım bulunmaktadır. Kullanıcıların yalnızca tasarlanan UI resimleri aracılığıyla düğmeler, metin kutuları ve diğer mantığı eklemesi ve ardından yapılandırma dosyaları oluşturması ve çalıştırmak için bunları görüntüleme ekranına indirmesi gerekir. STVI070WT'nin ekranı, MCU ile uart-rs232 sinyali aracılığıyla iletişim kurar; bu, Arduino MCU ile iletişim kurabilmemiz için RS232 sinyalini bir TTL sinyaline dönüştürmek için bir MAX3232 yongası eklememiz gerektiği anlamına gelir.

MAX3232'yi nasıl kullanacağınızdan emin değilseniz, lütfen aşağıdaki resimlere bakın:

Seviye dönüşümünün çok zahmetli olduğunu düşünüyorsanız, bazıları doğrudan uart-ttl sinyali verebilen diğer STONE görüntüleyici türlerini seçebilirsiniz. Resmi web sitesi ayrıntılı bilgi ve tanıtıma sahiptir: https://www.stoneitech.com/ Kullanmak için video eğitimlerine ve öğreticilere ihtiyacınız varsa, bunu resmi web sitesinde de bulabilirsiniz.

Adım 4: Geliştirme Adımları

STONE ekran geliştirmenin üç adımı:

STONE TOOL yazılımı ile ekran mantığını ve buton mantığını tasarlayın ve tasarım dosyasını ekran modülüne indirin.

MCU, STONE LCD ekran modülü ile seri port üzerinden haberleşir.

2. adımda elde edilen verilerle MCU diğer işlemleri yapar.

STONE TOOL yazılım kurulumu

STONE TOOL yazılımının (şu anda TOOL2019) en son sürümünü web sitesinden indirin ve kurun. Yazılım yüklendikten sonra aşağıdaki arayüz açılacaktır:

Daha sonra tartışacağımız yeni bir proje oluşturmak için sol üst köşedeki "Dosya" düğmesini tıklayın.

ArduinoArduino, kullanımı kolay ve kullanımı kolay, açık kaynaklı bir elektronik prototip platformudur. Donanım bölümünü (Arduino spesifikasyonuna uyan çeşitli geliştirme kartları) ve yazılım bölümünü (Arduino IDE ve ilgili geliştirme kitleri) içerir. Donanım parçası (veya geliştirme kartı), bir mikro denetleyici (MCU), Flash bellek (Flash) ve bir mikro bilgisayar anakartı olarak düşünebileceğiniz bir dizi evrensel giriş/çıkış arabiriminden (GPIO) oluşur. Yazılım kısmı temel olarak PC üzerinde Arduino IDE, ilgili kart düzeyinde destek paketi (BSP) ve zengin üçüncü taraf fonksiyon kitaplığından oluşmaktadır. Arduino IDE ile geliştirme kartınızla ilişkili BSP'yi ve ihtiyacınız olan kütüphaneleri kolayca indirebilirsiniz. programlarınızı yazmak için Arduino açık kaynaklı bir platformdur. Şimdiye kadar, Arduino Uno, Arduino Nano, ArduinoYun ve benzeri dahil olmak üzere birçok model ve birçok türetilmiş denetleyici oldu. BSP'yi tanıtarak Intel Galileo ve NodeMCU olarak. Arduino, çeşitli sensörler aracılığıyla çevreyi algılar, ışıkları, motorları ve diğer cihazları kontrol ederek geri bildirimde bulunur ve çevreyi etkiler. Kart üzerindeki mikrodenetleyici bir Arduino programlama dili ile programlanabilir, ikili dosyalar halinde derlenebilir ve mikrodenetleyiciye yazılabilir. Programlama Arduino için, Arduino programlama dili (Wiring'e dayalı) ve Arduino geliştirme ortamı (İşlemeye dayalı) ile uygulanır. Arduino tabanlı projeler, yalnızca Arduino'yu, Arduino'yu ve PC'de çalışan diğer yazılımları içerebilir ve birbirleriyle iletişim kurarlar. diğer (Flash, İşleme, MaxMSP gibi).

geliştirme ortamıArduino geliştirme ortamı, internetten indirilebilen Arduino IDE'dir. Arduino'nun resmi web sitesine giriş yapın ve yazılımı indirin https://www.arduino.cc/en/Main/Software?setlang=cn Arduino IDE'yi kurduktan sonra, yazılımı açtığınızda aşağıdaki arayüz görünecektir:

Arduino IDE, varsayılan olarak iki işlev oluşturur: kurulum işlevi ve döngü işlevi. İnternette birçok Arduino tanıtımı var. Bir şeyi anlamadıysanız, bulmak için internete gidebilirsiniz.

Adım 5: Arduino LCD Projesi Uygulama Süreci

donanım bağlantısı

Kod yazarken bir sonraki adımın sorunsuz geçmesi için öncelikle donanım bağlantısının güvenilirliğini belirlememiz gerekiyor. Bu projede sadece dört adet donanım kullanıldı:

1. Arduino Mini pro geliştirme kartı

2. STONE STVI070WT tft-lcd ekran

3. MAX30100 kalp atış hızı ve kan oksijen sensörü

4. MAX3232 (rs232-> TTL) Arduino Mini Pro geliştirme kartı ve STVI070WT tft-lcd ekran, MAX3232 üzerinden seviye dönüşümü gerektiren UART üzerinden bağlanır ve ardından Arduino Mini Pro geliştirme kartı ve MAX30100 modülü IIC arayüzü üzerinden bağlanır. Açıkça düşündükten sonra aşağıdaki kablolama resmini çizebiliriz:

Donanım bağlantısında hata olmadığından emin olun ve sonraki adıma geçin.

LCD-TFT kullanıcı arayüzü tasarımı Öncelikle, PhotoShop veya diğer görsel tasarım araçları ile tasarlanabilen bir UI ekran görüntüsü tasarlamamız gerekiyor. UI ekran görüntüsünü tasarladıktan sonra görüntüyü-j.webp

Yeni projede varsayılan olarak yüklenen resmi kaldırın ve tasarladığımız UI resmini ekleyin. Metin görüntüleme bileşenini ekleyin, görüntüleme basamağını ve ondalık noktasını tasarlayın, metin görüntüleme bileşeninin görüntüleyicideki saklama konumunu alın. Etkisi aşağıdaki gibidir:

metin görüntüleme bileşen adresi: Bağlantı sta: 0x0008

Nabız: 0x0001

Kan oksijeni: 0x0005

UI arayüzünün ana içeriği aşağıdaki gibidir:

Bağlantı durumu

Kalp atış hızı ekranı

Kan oksijen gösterdi

Adım 6: Yapılandırma Dosyası Oluşturun

UI tasarımı tamamlandığında, yapılandırma dosyası oluşturulabilir ve STVI070WT ekranına indirilebilir.

Önce 1. adımı gerçekleştirin, ardından usb flash sürücüyü bilgisayara takın, disk sembolü görüntülenecektir. Ardından yapılandırma dosyasını usb flash sürücüye indirmek için "U-disk'e indir" seçeneğine tıklayın ve ardından yükseltmeyi tamamlamak için usb flash sürücüyü STVI070WT'ye takın.

MAX30100MAX30100, IIC üzerinden haberleşir. Çalışma prensibi, kalp atış hızının ADC değerinin kızılötesi led ışınlama yoluyla elde edilebilmesidir. MAX30100 kaydı beş kategoriye ayrılabilir: durum kaydı, FIFO, kontrol kaydı, sıcaklık kaydı ve kimlik kaydı. Sıcaklık kaydı sıcaklığın neden olduğu sapmayı düzeltmek için çipin sıcaklık değerini okur. Kimlik kaydı çipin kimlik numarasını okuyabilir.

MAX30100, IIC iletişim arayüzü aracılığıyla Arduino Mini Pro geliştirme kartına bağlanır. Arduino IDE'de hazır MAX30100 kitaplık dosyaları bulunduğu için MAX30100'ün kayıtlarını incelemeden kalp atış hızı ve kan oksijen verilerini okuyabiliyoruz. MAX30100 kayıt defterini keşfetmek isteyenler için MAX30100 Veri Sayfasına bakın.

MAX30100 IIC çekme direncini değiştirin

Unutulmamalıdır ki MAX30100 modülünün IIC pininin 4.7k pull-up direnci 1.8v'ye bağlıdır ki bu teoride bir problem değildir. Ancak Arduino IIC pininin haberleşme mantık seviyesi 5V olduğu için MAX30100 modülünün donanımını değiştirmeden Arduino ile haberleşemez. MCU STM32 veya başka bir 3.3v mantık seviyeli MCU ise direk haberleşme mümkündür. değişikliklerin yapılması gerekir:

Resimde işaretlenmiş üç adet 4.7k rezistörü elektrikli bir havya ile sökün. Ardından Arduino ile haberleşebilmemiz için SDA ve SCL pinlerindeki 4.7k lık iki rezistörü VIN e kaynak yapın. Arduino Arduino IDE yi açın ve aşağıdakini bulun. düğmeler:

MAX30100 için iki kitaplık bulmak için "MAX30100" ifadesini arayın, ardından indir ve kur'a tıklayın.

Kurulumdan sonra, Arduino'nun LIB kitaplığı klasöründe MAX30100 Demosunu bulabilirsiniz:

Açmak için dosyayı çift tıklayın.

Bu Demo doğrudan test edilebilir. Donanım bağlantısı tamamsa, kod derlemesini Arduibo geliştirme kartına indirebilir ve seri hata ayıklama aracında MAX30100'ün verilerini görebilirsiniz.

Adım 7: Etki Aşağıdaki Resimde Görülebilir:

Proje hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın.

Tam bir koda ihtiyacınız varsa lütfen bizimle iletişime geçin:

12 saat içinde size cevap vereceğim.