Aprovechando la Pandemia... Pulsoxímetro con módulo y Arduino...

Aprovechando la Pandemia... Pulsoxímetro con módulo y Arduino...

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El día de hoy estoy con unos amigos en una empresa y nos pidieron que realicemos un detector de oxígeno en la sangre de los trabajadores.
Buscando en la los proveedores encontramos que ya los venden sólo para colocarlo en un Arduino.

Esto es lo que piensan hacer:
El trabajador debe colocar su dedo en una almohadilla con alcohol al 70% luego debe colocar su dedo en un sensor y automáticamente se vea el nivel de oxígeno de la sangre, luego de eso el usuario si está sin inconveniente con su salud y su sistema respiratorio, le deje acceder o le muestre un mensaje de alerta al departamento de seguridad industrial....

Encontramos este módulo llamado MAX 30102, esto es lo que indica el fabricante:
El MAX30102 incorpora dos LED, uno de espectro rojo (660nm) y otro de infrarrojo (880nm), así como fotodiodos para medir la luz reflejada y un ADC de 18 bits y frecuencia de muestreo de 50sps (samples per second) a 3200sps.

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También dispone de la electrónica necesaria para la amplificación y filtrado de la señal, cancelación de luz ambiental y rechazo a frecuencias de 50-60Hz (luz artificial) y compensación de temperatura.

El consumo del módulo es de hasta 50mA durante la medición, aunque la intensidad puede ajustarse programación, con un modo de bajo consumo de 0.7µA durante las mediciones.

ESQUEMA DE MONTAJE
La conexión es sencilla, simplemente alimentamos el módulo desde Arduino mediante GND y 5V y conectamos el pin SDA y SCL de Arduino con los pines correspondientes del MAX30102.

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Existen distintos tipos de módulos. Y como siempre Algunos son pirateados, así que eviten la compra de los módulos que son de color verde, tienen un defecto de diseño que hace que no funcionen correctamente y den errores de lectura. Si tenéis uno de estos módulos verdes, puede que consigáis hacerlo funcionar eliminando las resistencias de la siguiente imagen.

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Existen varias librerías para facilitarnos su uso. Una de ellas es la librería desarrollada por SparkFun, la que empleamos (en el proyecto) el que empleamos es este que está disponible aquí:


El siguiente ejemplo muestra el código necesario para obtener los valores de saturación y pulso cardíaco con el MAX30102.


C++:
#include <Wire.h>
#include "MAX30105.h"
#include "spo2_algorithm.h"
MAX30105 particleSensor;
#define MAX_BRIGHTNESS 255
#if defined(__AVR_ATmega328P__) || defined(__AVR_ATmega168__)
//Arduino Uno doesn't have enough SRAM to store 100 samples of IR led data and red led data in 32-bit format
//To solve this problem, 16-bit MSB of the sampled data will be truncated. Samples become 16-bit data.
uint16_t irBuffer[100]; //infrared LED sensor data
uint16_t redBuffer[100];  //red LED sensor data
#else
uint32_t irBuffer[100]; //infrared LED sensor data
uint32_t redBuffer[100];  //red LED sensor data
#endif
int32_t bufferLength; //data length
int32_t spo2; //SPO2 value
int8_t validSPO2; //indicator to show if the SPO2 calculation is valid
int32_t heartRate; //heart rate value
int8_t validHeartRate; //indicator to show if the heart rate calculation is valid
byte pulseLED = 11; //Must be on PWM pin
byte readLED = 13; //Blinks with each data read
void setup()
{
  Serial.begin(115200); // initialize serial communication at 115200 bits per second:
  pinMode(pulseLED, OUTPUT);
  pinMode(readLED, OUTPUT);
  // Initialize sensor
  if (!particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) //Use default I2C port, 400kHz speed
  {
    Serial.println(F("MAX30105 was not found. Please check wiring/power."));
    while (1);
  }
  Serial.println(F("Attach sensor to finger with rubber band. Press any key to start conversion"));
  while (Serial.available() == 0) ; //wait until user presses a key
  Serial.read();
  byte ledBrightness = 60; //Options: 0=Off to 255=50mA
  byte sampleAverage = 4; //Options: 1, 2, 4, 8, 16, 32
  byte ledMode = 2; //Options: 1 = Red only, 2 = Red + IR, 3 = Red + IR + Green
  byte sampleRate = 100; //Options: 50, 100, 200, 400, 800, 1000, 1600, 3200
  int pulseWidth = 411; //Options: 69, 118, 215, 411
  int adcRange = 4096; //Options: 2048, 4096, 8192, 16384
  particleSensor.setup(ledBrightness, sampleAverage, ledMode, sampleRate, pulseWidth, adcRange); //Configure sensor with these settings
}
void loop()
{
  bufferLength = 100; //buffer length of 100 stores 4 seconds of samples running at 25sps
  //read the first 100 samples, and determine the signal range
  for (byte i = 0 ; i < bufferLength ; i++)
  {
    while (particleSensor.available() == false) //do we have new data?
      particleSensor.check(); //Check the sensor for new data
    redBuffer[i] = particleSensor.getRed();
    irBuffer[i] = particleSensor.getIR();
    particleSensor.nextSample(); //We're finished with this sample so move to next sample
    Serial.print(F("red="));
    Serial.print(redBuffer[i], DEC);
    Serial.print(F(", ir="));
    Serial.println(irBuffer[i], DEC);
  }
  //calculate heart rate and SpO2 after first 100 samples (first 4 seconds of samples)
  maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(irBuffer, bufferLength, redBuffer, &spo2, &validSPO2, &heartRate, &validHeartRate);
  //Continuously taking samples from MAX30102.  Heart rate and SpO2 are calculated every 1 second
  while (1)
  {
    //dumping the first 25 sets of samples in the memory and shift the last 75 sets of samples to the top
    for (byte i = 25; i < 100; i++)
    {
      redBuffer[i - 25] = redBuffer[i];
      irBuffer[i - 25] = irBuffer[i];
    }
    //take 25 sets of samples before calculating the heart rate.
    for (byte i = 75; i < 100; i++)
    {
      while (particleSensor.available() == false) //do we have new data?
        particleSensor.check(); //Check the sensor for new data
      digitalWrite(readLED, !digitalRead(readLED)); //Blink onboard LED with every data read
      redBuffer[i] = particleSensor.getRed();
      irBuffer[i] = particleSensor.getIR();
      particleSensor.nextSample(); //We're finished with this sample so move to next sample
      //send samples and calculation result to terminal program through UART
      Serial.print(F("red="));
      Serial.print(redBuffer[i], DEC);
      Serial.print(F(", ir="));
      Serial.print(irBuffer[i], DEC);
      Serial.print(F(", HR="));
      Serial.print(heartRate, DEC);
      Serial.print(F(", HRvalid="));
      Serial.print(validHeartRate, DEC);
      Serial.print(F(", SPO2="));
      Serial.print(spo2, DEC);
      Serial.print(F(", SPO2Valid="));
      Serial.println(validSPO2, DEC);
    }
    //After gathering 25 new samples recalculate HR and SP02
    maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(irBuffer, bufferLength, redBuffer, &spo2, &validSPO2, &heartRate, &validHeartRate);
  }
}


Espero que nos funcione y les comento, pero por lo pronto les dejo esto como referencia... El diagrama y el código fuente, por obvias razones, aun no podré certificar que nos funcione, pero a modo de recopilatorio, les dejo este proyecto.

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El código fuente fue tomado del mismo Datasheet

1619217497887.png


El circuito típico según el datasheet:

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Actualización:

Encontramos un proveedor que tiene unas bandas con el mismo módulo:

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Veremos si podemos usarlo con Bluetooth o remoto o sacarlo para ponerlo en alguna base
 

Adjuntos

  • SparkFun_MAX3010x_Sensor_Library-master.zip
    74.4 KB · Visitas: 1
  • MAX30102 Datasheet.pdf
    895.8 KB · Visitas: 1
Última edición:
El problema es que ese sistema es muy sensible a si mueves el dedo.
Los pulsioximetros suelen ir en una pinza de silicona que sujeta firmemente el dedo y si se mueve lee cualquier cosa.
Si es por hacer el boticario está bien, pero venden las pinzas hechas y no compensa
 
Les actualizo, según los datasheets y los fotos de ST Microelectronics, se recomiendan LED verdes de alto brillo en la muñeca, y tenemos un sensor y es sensible, pero no para no mover el dedo, ahora mismo estamos viendo las señales y no sabemos aún los rangos de oxígeno minimos y máximos, se los comento mientras vemos los márgenes ya que en el datasheet están pero una enfermera nos comenta que esos valores son distintos...
 
También venden la pinza "profesional-tonta" es decir la pinza en si sin electrónica más allá del sensor.
Si la venden, es esta:

1619447517576.png

Desarmamos uno pero no encontramos referencias a TX, RX y el chipset estaba borrado...
Tampoco encontramos como comunicarnos con el micro para tener el registro de datos, ya que no vimos en la placa los pines de comunicación USB Data / Clock / VCC y GND

Lo que estamos haciendo es colocarlo en una base y pensamos enviarlo vía Bluetooth o vía WiFi aunque claro esta algo lejano de poder hacerlo, pensamos por momento por cable serial o por cable USB a una PC
 
Última edición:
Ahora no sé dónde están, las intentaré buscar
Mucho más tonta que esa.
Pinza, diodo ir diodo rojo y fotodiodo con un cable.
 
ahora mismo estamos viendo las señales y no sabemos aún los rangos de oxígeno minimos y máximos
Yo hice ese proyecto pero sin mostrar el nivel de oxigenación en un Display, solamente muestra si esta por encima o por debajo de 95% (con un led). Lo que hice es guiarme con el valor mostrado de un dispositivo comercial, ante una persona con respiración normal (95 % a 100 %) y luego realizar una regla de 3. Mi diseño mide bien el pulso incluso moviendo ligeramente el dedo, pero lo de la oxigenación quedo solo en el campo experimental.

Use un simple CNY70.

Monitor pulso.png
 
Yo hice ese proyecto pero sin mostrar el nivel de oxigenación en un Display, solamente muestra si esta por encima o por debajo de 95% (con un led). Lo que hice es guiarme con el valor mostrado de un dispositivo comercial, ante una persona con respiración normal (95 % a 100 %) y luego realizar una regla de 3. Mi diseño mide bien el pulso incluso moviendo ligeramente el dedo, pero lo de la oxigenación quedo solo en el campo experimental.

Use un simple CNY70.

Ver el archivo adjunto 266468
Te agradecería si me compartes el diagrama... Quizá podríamos mejorarlo, hay casos donde la gente es muy tranquila y su nivel de oxigeno desciende al 93% (cuadro de peligro) por eso es que nos pidieron mostrar los datos y tener un registro del persoal diario para ver los niveles...
 
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