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聆聽(tīng)來(lái)自心臟的信號(hào)——Heart Rate Click模塊評(píng)測(cè)

MAX30100 MAXIM MikroElektronika Heart Rate Click模塊

2017-04-13
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作者：netlhx
來(lái)源：21ic

[導(dǎo)讀]
心率傳感器的型號(hào)頗多，目前就有如下幾種常見(jiàn)的傳感芯片或方案供選擇，有ROHM的BH1790GLC脈搏波傳感器，Maxim的MAX30100，艾普柯微電子的EM702及Silicon Labs的Si1143芯片等。今天就給大家來(lái)評(píng)測(cè)一下MAX30100的方案。

啟動(dòng)Arduino IDE，準(zhǔn)備測(cè)試下實(shí)際效果。

Arduino-MAX30100一共包含3個(gè)測(cè)試?yán)蹋?/p>

MikroElektronika的Heart rate click模塊12.jpg

分別是MAX30100_Debug，MAX30100_Mininal及MAX30100_RawData，先來(lái)看下RawData，這是讀取的原始數(shù)據(jù)值，在打開(kāi)SerialPlotter之前先設(shè)置串口連接及通信速率(默認(rèn)為115200)，下面是測(cè)試的結(jié)果。

MikroElektronika的Heart rate click模塊13.jpg

其中橙色部分是原始的IR讀取值，藍(lán)色部分為Red讀取值。測(cè)試圖中前一部分是手指沒(méi)有接觸傳感器的結(jié)果，看到數(shù)據(jù)穩(wěn)定輸出，后半部分是手指與傳感器接觸后的結(jié)果，可以看到有明顯的脈搏效果。

原生的數(shù)據(jù)并沒(méi)有處理，所以看不到脈搏的具體值。MAX30100_Mininal例程提供了一個(gè)更直觀的、直接顯示用戶(hù)可讀的測(cè)試結(jié)果

MikroElektronika的Heart rate click模塊14.jpg

不過(guò)這測(cè)試結(jié)果偏差有點(diǎn)大。溫度值及心率值明顯不對(duì)。嘗試調(diào)整了一下LED電流及采樣頻率，也沒(méi)有年到明顯的變化，下面是庫(kù)中提供的幾個(gè)可調(diào)整值

#define SAMPLING_FREQUENCY 100

#define CURRENT_ADJUSTMENT_PERIOD_MS 300 //500

#define IR_LED_CURRENT MAX30100_LED_CURR_50MA

#define RED_LED_CURRENT_START MAX30100_LED_CURR_50MA //MAX30100_LED_CURR_27_1MA

#define DC_REMOVER_ALPHA 0.45 //0.95

#define TEMPERATURE_SAMPLING_PERIOD_MS 2000

其中注釋掉的部分是原來(lái)的預(yù)設(shè)值。通過(guò)反復(fù)測(cè)試，最后將采樣頻率提到300，得到了算是比較滿(mǎn)意的結(jié)果，如下

MikroElektronika的Heart rate click模塊15.jpg

盡管這樣，中間偶爾還會(huì)看到一組另類(lèi)的檢測(cè)值，例如上述檢測(cè)結(jié)果中的40.55bmp數(shù)據(jù)。

實(shí)際測(cè)試的結(jié)論是，檢測(cè)數(shù)據(jù)還需要進(jìn)一步的處理，直接得到的結(jié)果會(huì)有偏差。

實(shí)際上現(xiàn)在大多數(shù)的心率檢測(cè)芯片，都存在不同程度的偏差，所以在實(shí)際應(yīng)用中，都加入了濾波算法，去除錯(cuò)誤的或不合格的檢測(cè)結(jié)果，最后呈現(xiàn)給用戶(hù)。

最后再說(shuō)點(diǎn)題外話(huà)，Heart rate click使用的是click接口，專(zhuān)為click系列模塊設(shè)計(jì)的一種接口，好處是直接可以插到click擴(kuò)展接口上，click接口一共有16個(gè)PIN，去除3V3及GND接口外，還有很多可用的接口。但是對(duì)于像Heart rate click這樣只使用了I2C接口的話(huà)，很多PIN都浪費(fèi)了，比較而言Grove接口的利用率就高得多。

參考資源：

Heart rate click: https://shop.mikroe.com/click/sensors/heart-rate

MAX30100 for Arduino: https://github.com/oxullo/Arduino-MAX30100

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