El oxímetro de pulso es un dispositivo médico, utilizado para medir la saturación de oxígeno en sangre no invasiva. Un ingeniero eléctrico llamado Takuo Aoyagi lo inventó en Nihon Kohden en 1972. Después de eso, el primer oxímetro de pulso se lanzó en 1973. Mientras que el principio básico de oximetría de pulso sigue siendo el mismo que hay esfuerzos continuos para progresar en la tecnología como los algoritmos en desarrollo para la filtración de ruido y la precisión del progreso en varias condiciones. Los profesionales médicos usan estos dispositivos en entornos de cuidados críticos, como hospitales o habitaciones de emergencia. Este artículo proporciona la descripción general del oxímetro de pulso MAX30100, el trabajo y las aplicaciones.
¿Cuál es el oxímetro de pulso MAX30100?
El MAX30100 es un oxímetro de pulso que combina el monitor de oximetría y frecuencia cardíaca de pulso sensores . Por lo tanto, incluye dos LED, un fotodetector, óptica optimizada y procesamiento de señal analógica de bajo ruido para notar la oximetría de pulso, así como las señales de frecuencia cardíaca. El voltaje de funcionamiento de este módulo varía desde alimentías de 1.8voltios y 3.3volts.
El software puede disminuirlo con una corriente de espera menor manteniendo el fuente de alimentación conectado en todo momento. El oxímetro de pulso MAX30100 mide los niveles de saturación de oxígeno en la sangre, pulso y resistencia a la frecuencia cardíaca. Por lo tanto, utiliza una técnica no invasiva para medir los niveles de saturación de oxígeno dentro de la sangre.
¿Cómo funciona el oxímetro de pulso max30100?
El sensor de oxímetro de pulso MAX30100 funciona midiendo la saturación de oxígeno en la sangre o la frecuencia cardíaca y la frecuencia cardíaca con PPG (fotopletismografía) con infrarrojo y rojo LED , un fotodetector y procesamiento de señal para examinar la absorción de la luz en todo el dedo. El módulo MAX30100 contiene un conjunto de LED que generan una luz de color rojo monocromático a una longitud de onda de 660 nm y luz IR a una longitud de onda de 940 nm.
Cuando el fotodiodo emite luz, golpea el dedo y la sangre oxigenada la absorbe mientras la luz restante se refleja en el dedo y golpea el detector. Entonces, el detector se da cuenta y procesa las señales al proporcionar la salida. Este sensor funciona en el protocolo de comunicación serie I2C.
Configuración de PIN:
La configuración del pin del oxímetro de pulso Max30100 se muestra a continuación. Este módulo incluye siete alfileres con un habilitado I2C Protocolo de comunicación para comunicarse con el microcontrolador.
- PIN-1 (vino): Es un pasador de voltaje de entrada del módulo de oxímetro de pulso que se puede conectar a 3.3V (OR) 5V de salida de su controlador. =
- PIN-2 (SCL): Es un pin I2C - CLK serial del módulo, utilizado para la comunicación serie I2C, que está conectada a la línea de reloj I2C de su controlador.
- PIN-3 (SDA): Es un pin de datos serial I2C del módulo que está conectado a la línea de datos I2C de su microcontrolador.
- PIN-4 (int): Es un pasador de interrupción bajo activo del módulo de oxímetro de pulso que se programa para producir una interrupción para cada pulso.
- PIN-5 (IRD): Es un punto de conexión del controlador LED y del controlador LED infrarrojo, incorpora un controlador LED para impulsar las señales LED para las mediciones de SPO2 y HR.
- PIN-6 (RD): Es un punto de conexión del cátodo LED rojo y del controlador LED, que se usa para conducir el LED rojo. Si no desea conducir el LED rojo usted mismo, déjelo no conectado.
- PIN-7 (GND): Es el pasador de tierra del módulo.
Características y especificaciones:
El Características y especificaciones del oxímetro de pulso MAX30100 incluir lo siguiente.
- Max30100 es un módulo de oxímetro de pulso.
- Este módulo incluye siete alfileres.
- Su voltaje de funcionamiento varía de 1.8V a 3.3V
- La corriente de entrada es de 20 mA.
- Este módulo tiene cancelación de luz ambiental integrada.
- Tiene una salida rápida de datos y una alta frecuencia de muestreo.
- La corriente de suministro es de 1200UA.
- La corriente LED varía de 0 mA a 50 mA.
- El ancho de pulso LED varía de 200US a 1.6 ms.
- Su fuente de alimentación varía de 3.3V a 5.5V.
- El sorteo de corriente durante las mediciones es de ~ 600 μA y 0.7μA durante el modo de espera.
- La longitud de onda del LED rojo es de 660 nm.
- La longitud de onda LED IR es de 880 nm.
- La precisión de la temperatura es de ± 1˚C.
- La temperatura de funcionamiento varía de -40C a +85c.
Equivalente y alternativas
Equivalente al oxímetro de pulso MAX30100 es MAX30102 IC. Las alternativas a los oxímetros de pulso MAX30100 son; Pulse 3+, FSH 7060, ROHM BH1792GLC, Proto Central AFE4490, etc.
Interfaz de oxímetro de pulso max30100 con arduino
Aquí se muestra a continuación cómo interactuar el módulo de sensor de oxímetro de pulso MAX30100 con Arduino se muestra a continuación. El módulo mide la frecuencia cardíaca y el oxígeno sanguíneo. La concentración de oxígeno en la sangre, denominada SPO2, muestra lecturas en porcentaje, mientras que la frecuencia del latido/pulso muestra lecturas en BPM.
El sensor de monitor de oximetría y frecuencia cardíaca MAX30100 combina principalmente dos LED, un fotodetector , óptica optimizada y procesamiento de señal analógica de bajo ruido para notar la oximetría de pulso y las señales de frecuencia cardíaca. Aquí este sensor se puede usar con cualquier microcontrolador para medir fácilmente los parámetros de salud del paciente.
El requerido componentes Para que este módulo incluya principalmente; un Arduino UNO tablero, sensor de oxímetro de pulso max30100, LCD 16 × 2 , 10k potenciómetro, tablero de circuitos y cables de conexión. Las conexiones de esta interfaz siguen de la siguiente manera;
- Conecte el pasador VIN del módulo MAX30100 al pasador de 5V (OR) 3.3V de Arduino.
- El pin GND del módulo está conectado al pin GND de la placa Arduino.
- Conecte los pines I2C del módulo MAX30100 como SCL y SDA a los pines A5 y A4 de Arduino.
Código:
A continuación se muestra el código requerido para la interfaz del oxímetro de pulso MAX30100 con Arduino. Este código fuente está escrito dentro del programa C principalmente para Arduino IDE. Entonces, este código muestra el valor en el monitor en serie.
#Include
#Include 'Max30100_PulSeoximeter.h'
#define reporting_period_ms 1000
Viruela pulsoximétrica;
uint32_t tsLastreport = 0;
nulo onbeatDetected ()
{
Serial.println ('¡Beat!');
}
Configuración vacía ()
{
Serial.Begin (115200);
Serial.print ('Inicializando el oxímetro de pulso ...'); // Inicializar la instancia de pulsoxímetro
// Las fallas generalmente se deben a un cableado I2C incorrecto, faltando la fuente de alimentación
// o chip de destino incorrecto
if (! pox.begin ()) {
Serial.println ('fallido');
para(;;);
} demás {
Serial.println ('éxito');
}
pox.setirledCurrent (max30100_led_curr_7_6ma);
// registra una devolución de llamada para la detección de ritmo
pox.setonBeatDetectedCallback (onbeatDetected);
}
bucle vacío ()
{
// asegúrese de llamar a la actualización lo más rápido posible
POX.UPDATE ();
if (millis () - tslastreport> reporting_period_ms) {
Serial.print ('frecuencia cardíaca:');
Serial.print (pox.getheartrate ());
Serial.print ('BPM / SPO2:');
Serial.print (pox.getspo2 ());
Serial.println ('%');
tsLastreport = Millis ();
}
}
Laboral
Una vez que se carga el código Arduino de oxímetro de pulso MAX30100, abra el monitor en serie para observar los valores. Al principio, los valores de BPM y SPO2 aparecerán como el valor incorrecto, pero pronto puede monitorear la lectura estable correcta.
Ventajas y desventajas
El Ventajas del oxímetro de pulso MAX30100 incluir lo siguiente.
- Este módulo tiene una operación de energía ultra baja.
- Tiene un bajo consumo de energía que extiende la duración de la batería dentro de los dispositivos portátiles.
- Este diseño de módulo es pequeño, compacto, optimizado y amigable con el portátil.
- Tiene una cancelación de ALC o luz ambiental que reduce la interferencia de la luz ambiental para garantizar lecturas precisas incluso en un entorno muy iluminado.
- Este módulo tiene una alta relación SNR o señal / ruido.
- Tiene una capacidad rápida de salida de datos que permite un procesamiento de datos de sensor eficiente y rápido.
- Este módulo integra todos los componentes requeridos que simplifican el diseño y disminuyen la necesidad de componentes externos.
- Permite la programación de la corriente LED y el ancho del pulso al permitir la precisión de la medición y la optimización del consumo de energía.
- El sensor de temperatura en chip ayuda a equilibrar cualquier error de lectura que ocurra debido a las fluctuaciones en la temperatura ambiente.
- Utiliza una interfaz I2C para una comunicación simple a través de un microcontrolador.
El Desventajas del oxímetro de pulso MAX30100 incluir lo siguiente.
- La colocación incorrecta de los dedos o el contacto inadecuado conducen a datos incorrectos.
- Los artefactos de movimiento como las convulsiones o el thiver pueden interferir con la detección e interpretación de la señal, lo que resulta en lecturas incorrectas.
- La iluminación de alta intensidad, particularmente las luces fluorescentes, pueden obstruir las lecturas de los sensores.
- La precisión de este sensor puede estar influenciada por el color y el ancho de la piel.
- El esmalte de uñas interfiere con la capacidad del sensor para detectar con precisión los niveles de oxígeno en la sangre.
- La mala perfusión periférica debido a la hipotensión o el frío puede conducir a una onda de pulso insuficiente y lecturas erróneas.
- Lecturas de BP sistólicas hipotensas <80 mm Hg puede causar lecturas de oximetría de pulso erróneas y variables.
- La aparición de niveles anormales de hemoglobina puede conducir a lecturas incorrectas de SPO2.
- Demasiada presión puede apretar el flujo sanguíneo capilar, lo que disminuye la confiabilidad de los datos.
Aplicaciones
Las aplicaciones del oxímetro de pulso MAX30100 incluyen lo siguiente.
- El oxímetro de pulso ayuda a los profesionales de la salud a revisar los niveles de saturación de oxígeno dentro de los pacientes por problemas cardiovasculares respiratorios al permitir intervenciones oportunas.
- La precisión del sensor dentro de las lecturas es fundamental para reconocer la hipoxemia que puede evitar complicaciones en la insuficiencia cardíaca y las condiciones de la EPOC.
- Monitorea los signos vitales continuamente al proporcionar a los consumidores información sobre su salud y bienestar durante el día.
- Este sensor permite el monitoreo de la frecuencia cardíaca en tiempo real y el nivel de oxígeno sanguíneo al convertirlo en una herramienta costosa para individuos y atletas con afecciones cardíacas o respiratorias.
- Los datos recopilados del sensor Pulse Oximeter pueden personalizar los planes de capacitación y dar comentarios a los operadores sobre su desempeño.
- El campo educativo utiliza este módulo para mostrar cómo funcionan estos módulos y dar información sobre el procesamiento de la bio-señal.
- El tablero de Arduino coincide bien con este módulo, lo que lo convierte en una herramienta útil para aficionados y estudiantes para estudiar bio-sensación y electrónica.
- Los rastreadores de acondicionamiento físico utilizan este módulo para la frecuencia cardíaca continua y el monitoreo de la saturación de oxígeno al proporcionar datos inmediatos para mejorar la atención al paciente.
Consulte este enlace para el Hoja de datos de oxímetro de pulso max30100 .
Por lo tanto, esta es una descripción general del módulo de oximetro de pulso MAX30100, pinout, características, especificaciones, trabajo y aplicaciones. Este es un módulo versátil que tiene habilidades de monitoreo de la oximetría de la frecuencia cardíaca y el pulso que proporciona una solución eficiente y compacta para diferentes dispositivos portátiles como equipos de monitoreo médico y rastreadores de ejercicios. Por lo tanto, es bien conocido por su bajo consumo de energía y exactitud. Aquí hay una pregunta para usted, ¿qué es Max30102 IC?
