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第八篇、基于Arduino uno,获取MAX30102心率传感器的心率信息——结果导向

0、结果

说明:先来看看串口调试助手显示的结果,第一个值是原始的IR值,第二个值是实时的心跳,第三个值是平均心跳,如果是你想要的,可以接着往下看。


1、外观

 说明:MAX30102心率传感器的外观如下。

2、连线

说明:只需要连接四根线。
uno————MAX30102心率传感器

       5V--------------VCC
   GND--------------GND
    SCL--------------SCL
    SDA--------------SDA

 3、源程序

说明:本程序将对应功能进行函数化,方便移植。

/*********************************max30102 part********************************************************************/#include <Wire.h>                                                   //include libaray
#include "MAX30105.h"                                               //include libaray
#include "heartRate.h"                                              //include libarayMAX30105 particleSensor;                                            //Instantiate objectconst byte RATE_SIZE = 4;                                           //Increase this for more averaging. 4 is good.
byte rates[RATE_SIZE];                                              //Array of heart rates
byte rateSpot = 0;
long lastBeat = 0;                                                  //Time at which the last beat occurred
float beatsPerMinute;                                               //Define a variable
int beatAvg;                                                        //Define a variablevoid setup() {Serial.begin(9600);                                               //Example Set the baud rate of the serial port to 9600if (!particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) {                 //Use default I2C port, 400kHz speed{Serial.println("MAX30105 was not found. Please check wiring/power. ");}Serial.println("Place your index finger on the sensor with steady pressure.");particleSensor.setup();                                            //Configure sensor with default settingsparticleSensor.setPulseAmplitudeRed(0x0A);                         //Turn Red LED to low to indicate sensor is runningparticleSensor.setPulseAmplitudeGreen(0);                          //Turn off Green LEDSerial.println("Go online!");
}
void loop() {getMax30102Data();                                                 //Acquiring heart rate
}
/*********************************max30102 part********************************************************************/
/*Acquiring heart rate*/
void getMax30102Data() {long irValue = particleSensor.getIR();                             //Obtain IR data if (checkForBeat(irValue) == true){long delta = millis() - lastBeat;lastBeat = millis();beatsPerMinute = 60 / (delta / 1000.0);if (beatsPerMinute < 255 && beatsPerMinute > 20){rates[rateSpot++] = (byte)beatsPerMinute;                     //Store this reading in the arrayrateSpot %= RATE_SIZE;                                        //Wrap variablebeatAvg = 0;                                                  //Take average of readingsfor (byte x = 0 ; x < RATE_SIZE ; x++) {beatAvg += rates[x];}beatAvg /= RATE_SIZE;}}if (irValue <= 10000) {                                           //Return to zerobeatAvg = 0;beatsPerMinute = 0;}Serial.print("IR=");                                              // The serial port displays the corresponding valueSerial.print(irValue);                                            // The serial port displays the corresponding valueSerial.print(", BPM=");Serial.print(beatsPerMinute);                                     // The serial port displays the corresponding valueSerial.print(", Avg BPM=");Serial.println(beatAvg);                                          // The serial port displays the corresponding valueif (irValue < 50000) {Serial.print(" No finger?");                                    // The serial port displays the corresponding valueSerial.println();}
}

4、注意事项

说明:如果上传程序之后,传感器没有亮红灯,那么可能需要再上传一次程序,直到亮红灯为止。手放在传感器上的时候,尽量不用碰到周围的元器件,不然会导致短路,IIC通讯会中断。如果是坐着测的,虽然会有一个心跳值,但是这个值会一直降低,所以使用的时候,一定要站起来,这样会准确一些。

5、基本原理

        MAX30102传感器是一种集成了LED发光二极管和光电检测器的数字脉搏氧饱和度测量模块。它可以通过光电检测来实现对心率的测量,具体原理如下:
        MAX30102传感器内部有两颗LED发光二极管,它们能够分别发出不同波长的光,通常包括红色和红外线光。这两种光波长在穿透皮肤后会被血液吸收和反射,导致指尖的血液呈现出不同的颜色。根据Lambert-Beer定律,这两种不同波长的光经过指尖时会因为被血液吸收而弱化,其强度与指尖处血液的氧合程度相关。
        当MAX30102传感器的LED发光二极管发出光后,光电检测器会接收到由指尖反射回来的光信号。这些被接收到的光信号会被放大并转换为数字信号,然后进行数据处理,最终得到血氧饱和度和心率等生理参数。
        传统的心率测量方法需要依靠心电图仪等专业仪器,而MAX30102传感器则在单一小模块中集成了多种功能,极大地方便了用户的使用。同时,MAX30102还具有省电、数据稳定性好等优点,使其在医疗监测、健康追踪等领域得到广泛应用。

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