步驟1：材料和組件

需要的東西：

1）Arduino Uno x1

2）MAX30100接線板x1

3）適當(dāng)長(zhǎng)度的魔術(shù)貼

4）使用Arduino下載的筆記本電腦

5）跳線

6）焊接線

7）焊接工具

我們從ProtoCentral獲得了MAX30100分支板，該分支板已準(zhǔn)備就緒，可插入插槽以插入維可牢尼龍搭扣，以便將器件纏繞在手指上。為了將其連接到Arduino，我們還必須將跳線焊接到分支板的引腳上。

步驟2：要求和規(guī)格

-建立一個(gè)可以調(diào)節(jié)來(lái)自兩個(gè)不同LED的光并在光電二極管上拾取透射光的手指套

-使用與Arduino和顯示器集成在一起的MAX30100芯片。

-提供一個(gè)用于在顯示心率和血氧飽和度之間進(jìn)行選擇的用戶界面。

步驟3：操作摘要

脈搏血氧飽和度測(cè)定法根據(jù)氧化血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的紅色和紅外光吸收特性進(jìn)行操作。血氧濃度可以由血紅蛋白從吸收紅光和紅外光之間的比率算出。心率通過(guò)整個(gè)手指的血量變化來(lái)檢測(cè)，然后通過(guò)穿過(guò)手指的光量來(lái)量化。

MAX30100芯片集成了兩個(gè)LED：紅色和紅外（IR），光電探測(cè)器和低噪聲信號(hào)處理以檢測(cè)脈搏血氧飽和度和心率信號(hào)。紅外和紅光的吸收數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在FIFO緩沖區(qū)中，最多64個(gè)字節(jié)。它提供兩種操作模式；心率模式以及心率和氧飽和度模式。在心率模式下，僅IR LED點(diǎn)亮，而在雙模式下，IR和紅色LED均點(diǎn)亮。它還具有一個(gè)集成的60 Hz低通濾波器。雖然可以濾除電源線噪聲，但仍不能解決環(huán)境噪聲和波動(dòng)問(wèn)題。

紅色和紅外光通過(guò)LED傳輸通過(guò)手指，并且集成在芯片中的光電檢測(cè)器可以感應(yīng)到兩個(gè)不同波長(zhǎng)的光吸收。在本項(xiàng)目中，我們將血氧飽和度和心率檢測(cè)操作與MAX30100一起使用，因此我們可以同時(shí)檢測(cè)心率和氧飽和度。

步驟4：框圖

步驟5：將MAX30100集成到Arduino

MAX30100是I2C器件，因此，通過(guò)代碼，需要Wire庫(kù)與Arduino接口。物理上，MAX30100（在本例中為分線板）通過(guò)特殊引腳連接到Arduino，這些引腳能夠從SCL和SDA線（A4和A5）讀取數(shù)據(jù)。 SCL和SDL線提供數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)。地線和Vin線分別連接到GND和5V線。

LCD鍵盤(pán)屏蔽通過(guò)4-8針連接到Arduino，以便我們提供用戶友好的顯示。我們還使用了LCD鍵盤(pán)防護(hù)板上的兩個(gè)按鈕，用于在兩種模式之間進(jìn)行選擇：心率監(jiān)視器和氧氣濃度監(jiān)視器。

步驟6：源代碼

#include

#include

#include

#include “MAX30100.h”

MAX30100*pulseOxymeter;

LiquidCrystal lcd（8，9，4，5，6，7）

int mode = 0;

void setup（） {

Wire.begin（）;

lcd.begin（16，2）;

lcd.print（“Up for SaO2”）

lcd.setCurson（0，2）;

lcd.println（“Pulse oxymeter test！”）

pulseOxymeter = new MAX30100（ DEFAULT_OPERATING_MODE， DEFAULT_SAMPLING_RATE， DEFAULT_LED_PULSE_WIDTH， DEFAULT_IR_LED_CURRENT， true， false）;

pinMode（2， OUTPUT）;

}

void loop（） {

pulseoxymeter_t result = pulseOxymeter-》update（）;

if （（analogRead（0）》130） && （analogRead（0）《160）） {

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（ “SaO2： ” ）;

mode = 1;

} else if （（analogRead（0）》130） && （analogRead（0）《160）） {

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（ “BPM： ” ）;

mode = 2;

if （result.pulseDetected == true）

{

if （mode == 1） {

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（ “SaO2： ”）;

lcd.print（ result.SaO2 ）;

lcd.print（ “%” ）;

} else if （mode == 2） {

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（ “BPM： ”）;

lcd.print（result.heartBPM）;

}

}

delay（10）;

digitalWrite（ 2， ！digitalRead（2） ）;

}

步驟7：有關(guān)代碼實(shí)現(xiàn)的更多信息

我們?cè)诖隧?xiàng)目中提供的代碼基于由Raivinis Strogonovs使用開(kāi)放源代碼庫(kù)編寫(xiě)，該庫(kù)已使用MAX30100實(shí)現(xiàn)了自己的脈搏血氧儀版本。

這是他的庫(kù)的鏈接：https://github.com/xcoder123/MAX30100

步驟8：挑戰(zhàn)

在實(shí)施MAX30100時(shí)，我們注意到手指的位置和移動(dòng)會(huì)顯著影響所記錄的讀數(shù)。這可能是由于心率的測(cè)量很大程度上取決于流經(jīng)手指的血液量而引起的，皮膚的厚度也在這里發(fā)揮了作用。如果手指四處移動(dòng)，則在獲取讀數(shù)時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致光線不均勻。

測(cè)試我們項(xiàng)目的人們不應(yīng)四處移動(dòng)手指/手以獲取穩(wěn)定的讀數(shù)?？梢酝ㄟ^(guò)將傳感器放置在實(shí)際的手指套中來(lái)改進(jìn)此項(xiàng)目，該方法可以進(jìn)一步減少環(huán)境光的影響，并且可以使手指保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，而不僅僅是使用簡(jiǎn)單的魔術(shù)貼條即可。
責(zé)任編輯：wv