心率血氧检测模块-MAX30102

一、实物图(型号:MAX30102)

心率血氧检测模块-MAX30102 1 - 斯塔克电子

二、原理图

心率血氧检测模块-MAX30102 2 - 斯塔克电子

编号 名称 功能
1 VCC 电源正
2 SDA IIC数据引脚
3 SCL IIC时钟引脚
4 GND 电源地

三、简介

MAX30102是一个集成的脉搏血氧饱和度和心率监测模块。它包括内部LED、光电探测器、光学元件和具有环境光抑制功能的低噪声电子设备。传感器内部通过一个1.8V电源和一个单独的5.0V电源为内部LED供电。利用标准I2C兼容接口进行通信,同时MAX30102传感器的封装上加了玻璃盖,极大地增强了芯片的抗干扰能力,使其测量效果可以达到更优。另外本模块可以通过软件断电,待机电流也可忽略不计,从而使电源导轨始终保持通电状态。

四、工作原理

MAX30102或任何光学脉搏血氧和心率传感器由一对高强度LED(红色 和红外LED,均为不同波长)和一个光电探测器组成。这些LED的波长分别为660nm和880nm。MAX30102的工作原理是将两种光都照射到手指或耳垂上并使用光电探测器测量反射光量。这种通过光检测脉冲的方法称为光电体积描记图。MAX30102的工作可分为两部分:心率测量和脉搏血氧饱和度(测量血液中的氧含量)。

心率测量:动脉血中的氧合血红蛋白(HbO2)具有吸收红外光的特性。血液越红(血红蛋白越高),吸收的红外光越多。当血液随着每次心跳泵入手指时,反射光的量会发生变化,从而在光电探测器的输出端产生变化的波形。当继续照射光并获取光电探测器读数时,很快就会开始获得心跳 (HR) 脉搏读数。

脉搏血氧测量:是基于血液中的血红蛋白对光的吸收特性。氧合血红蛋白吸收的红外光比红光多,而脱氧血红蛋白吸收的红光比红外光多。因此,血氧仪中的红光和红外线LED交替发出光线,光电二极管接收没有被吸收的光信号,并将其转化为电信号放大和输出。光电二极管接收到的红光和红外光的比值用于计算血液中含氧的百分比。根据动脉血流的脉动特性,可计算出脉搏速率和强度。

五、流程设计

首先初始化引脚,然后初始化模块,包括复位模块、配置FIFO、设置LED电流,最后通过IIC协议读取心率和血氧值。

心率血氧检测模块-MAX30102 3 - 斯塔克电子

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