Um dispositivo de oxímetro de pulso usando Arduino Nano, MAX30100 e Bluetooth HC06: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Ei pessoal, hoje vamos construir um dispositivo sensorial para ler o nível de oxigênio no sangue e as taxas de batimento cardíaco de forma não invasiva usando o sensor MAX30100.

O MAX30100 é uma solução de sensor de oximetria de pulso e monitor de freqüência cardíaca. Ele combina dois LEDs, um fotodetector, óptica otimizada e processamento de sinal analógico de baixo ruído para detectar sinais de oximetria de pulso e frequência cardíaca. O MAX30100 opera com fontes de alimentação de 1,8 V e 3,3 V e pode ser desligado por meio de software com corrente de espera insignificante, permitindo que a fonte de alimentação permaneça conectada o tempo todo.

Para este artigo, vou usar um módulo Bluetooth HC-06 (operando em modo escravo) associado ao Arduino Nano. Desta forma, podemos enviar os dados lidos do dispositivo para outro dispositivo ou para a Internet. Na proposta inicial, foi desenvolvido um aplicativo mobile para contemplar a visualização dos dados. No entanto, este aplicativo móvel Android não será abordado neste artigo.

Vamos começar!

Etapa 1: Material necessário:

O material utilizado neste experimento pode ser visto a seguir:

• Arduino Nano
• Protoboard pequeno
• Fios e um conjunto de jumpers
• Módulo Bluetooth HC-06
• Sensor MAX30100
• CONDUZIU
• Dois resistores 4.7k Ohm

Etapa 2: Conectando o MAX30100

Primeiro, precisamos conectar o MAX30100 para usá-lo com o Arduino. A imagem esquemática acima nesta etapa mostrará como a fiação deve ser feita.

Basicamente, precisamos enterrar os fios com os pinos disponíveis no sensor. Será necessário retirar a parte feminina do suéter para que o refrigerante seja feito. A parte masculina do Jumper será usada para encaixar no Arduino.

MAX30100 tem os seguintes pinos:

VIN, SCL, SDA, INT, IRD, RD, GND.

Para isso, usaremos apenas as entradas VIN, SCL, SDA, INT e GND.

Dicas: Depois de fazer o refrigerante, é bom colocar um pouco de cola quente para proteger o refrigerante (como você pode ver na imagem).

Etapa 3: conecte o módulo Bluetooth HC-06

Além disso, precisamos fazer o mesmo para o módulo Bluetooth HC06.

Todas as informações recebidas no módulo Bluetooth serão repassadas para o Arduino (no nosso caso) via serial.

O alcance do módulo segue o padrão de comunicação bluetooth, que é de aproximadamente 10 metros. Este módulo funciona apenas em modo escravo, ou seja, permite que outros dispositivos se conectem a ele, mas não permite a si mesmo se conectar a outros dispositivos bluetooth.

O módulo possui 4 pinos (Vcc, GND, RX e TX). O RX e o TX são utilizados para permitir a comunicação com o microcontrolador de forma serial.

Durante a execução, alguns problemas foram detectados usando simultaneamente as saídas TX e RX para Bluetooth em conjunto com a comunicação ou serial via USB (que é usada para alimentar o Arduino e carregar o código) na placa.

Assim, durante o desenvolvimento, os pinos A6 e A7 foram usados temporariamente para simular a comunicação serial. A SoftwareSerial Library foi usada para permitir a operação da porta serial via software.

Referência: a fiação da imagem Bluetooth é de

Passo 4: Monte a Estrutura do Dispositivo, Seguindo o Módulo Bluetooth, o LED e o Arduino no Protoboard

O próximo passo é colocar todos os componentes no protoboard e conectá-los da maneira certa.

Você pode fazer isso agora como desejar. Se você quiser usar outro microcontrolador como o Arduino Uno ou uma placa maior, fique à vontade para fazê-lo. Usei um menor, pois precisava ter um aparelho compacto que fosse possível fazer a medição e também enviar os dados para outro aparelho.

Primeira etapa: conectando o Arduino ao quadro branco.

Anexe o Arduino Nano no centro do protoboard

Segunda etapa: Conectando o módulo Bluetooth no Arduino.

Conecte o módulo bluetooth na parte traseira da placa e também conecte o fio no Arduino da seguinte forma:

1. RX do Bluetooth para o pino TX1 no Arduino.
2. TX do Bluetooth para o pino RX0 no Arduino.
3. GND do Bluetooth para o GND (pino ao lado do pino RX0) no Arduino.
4. Vcc do Bluetooth para o pino 5V no Arduino.

Terceira etapa: conectando o sensor MAX30100 no Arduino.

1. VIN do MAX30100 para o pino 5V no Arduino (o mesmo que temos na etapa do Bluetooth).
2. Pino SCL de MAX30100 para o pino A5 no Arduino.
3. Pino SDA de MAX30100 para o pino A4 no Arduino.
4. Pino INT de MAX30100 para o pino A2 no Arduino.
5. Pino GND de MAX30100 para o pino GND no Arduino (pino entre VIN e RST).
6. Conecte um resistor. Uma perna no mesmo pino 5V conectamos o Bluetooth e a outra parte no pino A4.
7. Conecte o segundo resistor. Uma perna também está conectada no pino 5v e a outra conecta-se ao pino A5.

Importante: para que o MAX30100 funcione corretamente, precisamos puxar esses resistores respectivamente para os pinos A4 e A5. Caso contrário, podemos testemunhar um mau funcionamento do sensor, como uma luz fraca e, muitas vezes, o não funcionamento completo do mesmo.

Quarta etapa: Adicionar um led verde para saber exatamente quando a frequência cardíaca foi medida pelo sensor.

1. Conecte a menor perna do led verde (ou outra cor de sua preferência) ao pino GND (o mesmo que conectamos o Bluetooth).
2. Conecte a outra parte ao pino D2.

Etapa 5: Concluindo a montagem do nosso dispositivo

Neste ponto, já temos nosso dispositivo montado, mas não programado. Temos o módulo bluetooth conectado ao Arduino, assim como o sensor MAX30100, que fará toda a medição dos dados e os enviará para o módulo Bluetooth, que por sua vez enviará para outro dispositivo.

Para este artigo, o objetivo foi demonstrar a montagem do dispositivo. Nos próximos artigos, irei cobrir como programar o dispositivo usando o IDE do Arduino. Você pode ver nesta imagem como o dispositivo funcionará, desde a leitura de dados até a visualização em seu dispositivo Android.

Você terminou de fazer sua própria medição de dispositivo de oxímetro de pulso apenas com um custo baixo. Fique ligado no próximo artigo!: D