パルスオキシメーターは医療機器であり、非侵襲的な血液酸素飽和度の測定に使用されます。 Aoyagiという名前の電気技術者は、1972年にNihon Kohdenで発明しました。その後、1973年に最初のパルスオキシメーターが発売されました。一方、パルスオキシメトリーの基本原理は同じままです。医療専門家は、緊急病院や客室などのクリティカルケアの設定でこれらのデバイスを使用しています。この記事では、MAX30100パルスオキシメーターの概要、作業、およびアプリケーションを提供します。
MAX30100パルスオキシメーターとは何ですか?
MAX30100は、パルスオキシメトリーと心拍数モニターを組み合わせたパルスオキシメーターです センサー 。したがって、2つのLED、光検出器、最適化された光学系、低ノイズアナログ信号処理と、心拍数信号に気付くための低ノイズアナログ信号処理が含まれます。このモジュールの動作電圧は、1.8ボルトと3.3ボルトの電源の範囲です。
ソフトウェアは、マイナーなスタンバイ電流を維持することで、それを強化できます 電源 常に接続されています。 MAX30100パルスオキシメーターは、血液酸素飽和度、脈拍、心拍数の強度のレベルを測定します。したがって、それは非侵襲的手法を利用して、血液内の酸素飽和度を測定します。
MAX30100パルスオキシメーターはどのように機能しますか?
MAX30100パルスオキシメーターセンサーは、赤外線および赤でPPG(フォトプレチスモグラフィ)で血液酸素飽和またはSPO2および心拍数を測定することにより機能します LED 、指全体の光吸収を調べるための光検出器と信号処理。 MAX30100モジュールには、660nmの波長と940nm波長のIR光で単色の赤色の光を生成するLEDのセットが含まれています。
フォトダイオードが光を放出すると、指が張られ、酸素化された血液がそれを吸収しますが、残りの光は指から反射し、検出器を攻撃します。したがって、検出器は、出力を提供することにより信号を通知および処理します。このセンサーは、I2Cシリアル通信プロトコルで機能します。
“2相と3相の違い ”
ピン構成:
MAX30100パルスオキシメーターピン構成を以下に示します。このモジュールには、有効な7つのピンが含まれています I2C マイクロコントローラーと通信する通信プロトコル。

- ピン1(ワイン): これは、コントローラーから3.3V(または)5V出力に接続できるパルスオキシメーターモジュールの入力電圧ピンです。= =
- PIN-2(SCL): これは、コントローラーのI2Cクロックラインに接続されているI2Cシリアル通信に使用されるモジュールのI2C - シリアルCLKピンです。
- PIN-3(SDA): これは、マイクロコントローラーのI2Cデータラインに接続されているモジュールのI2C - シリアルデータピンです。
- PIN-4(int): これは、すべてのパルスの割り込みを生成するようにプログラムされたパルスオキシメーターモジュールのアクティブな低割り込みピンです。
- PIN-5(IRD): これは、赤外線LEDカソード&LEDドライバー接続ポイントであり、LEDドライバーがSPO2およびHR測定のLED信号を駆動するために組み込まれています。
- PIN-6(RD): 赤いLEDカソード&LEDドライバー接続ポイントで、赤いLEDを駆動するために使用されます。赤を運転したくない場合は、自分でリードしてください。
- PIN-7(GND): モジュールのグランドピンです。
機能と仕様:
MAX30100パルスオキシメーターの特徴と仕様 以下を含めます。
- MAX30100はパルスオキシメーターモジュールです。
- このモジュールには7つのピンが含まれています。
- その動作電圧は1.8Vから3.3Vの範囲です
- 入力電流は20mAです。
- このモジュールには、周囲の光のキャンセルが統合されています。
- データ出力が高く、サンプルレートが高くなっています。
- 供給電流は1200UAです。
- LED電流範囲は0 Maから50 maです。
- LEDパルス幅の範囲は200U〜1.6msの範囲です。
- その電源は3.3Vから5.5Vの範囲です。
- 測定中の電流は、スタンバイモードでは〜600μAおよび0.7μAです。
- 赤色のLED波長は660nmです。
- IR LED波長は880nmです。
- 温度精度は±1℃です。
- 動作温度の範囲は-40c〜 +85cです。
同等の代替品
MAX30100パルスオキシメーターに相当するのはMAX30102 ICです。 max30100パルスオキシメーターの代替は次のとおりです。 Pulse 3+、FSH 7060、Rohm BH1792GLC、Proto Central AFE4490など。
MAX30100パルスオキシメーターとArduinoとのインターフェース
ここでは、Arduinoを使用したMAX30100パルスオキシメーターセンサーモジュールを以下に示します。モジュールは、心拍数と血液酸素を測定します。 SPO2と呼ばれる血液酸素濃度は、パーセンテージの測定値を示し、ハートビート/パルス率はBPMの測定値を示しています。
MAX30100パルスオキシメトリーと心拍数モニターセンサーは、主に2つのLED、 光検出器 、最適化された光学系と低ノイズアナログ信号処理がパルスオキシメトリーと心拍数信号に気付きます。ここでは、このセンサーを任意のマイクロコントローラーとともに使用して、患者の健康パラメーターを簡単に測定できます。
必要です コンポーネント このモジュールを作成するには、主に次のものを含めます。 an Arduino One ボード、MAX30100パルスオキシメーターセンサー、 16×2 LCD 、10kポテンショメータ、 ブレッドボード 、および接続ワイヤ。このインターフェースの接続は次のように続きます。
“小型電気モーターの用途 ”

- MAX30100モジュールのVINピンをArduinoの5V(OR)3.3Vピンに接続します。
- モジュールのGNDピンは、ArduinoボードのGNDピンに接続されています。
- SCLやSDAなどのMAX30100モジュールのI2CピンをArduinoのA5およびA4ピンに接続します。
コード:
ArduinoとのインターフェースのMAX30100パルスオキシメーターに必要なコードを以下に示します。このソースコードは、主にArduino IDE向けのCプログラム内で記述されています。したがって、このコードはシリアルモニターに値を表示します。
#include
#include「max30100_pulseoximeter.h」
#define reporting_period_ms 1000
Pulseoximeter Pox;
uint32_t tslastreport = 0;
void onbeatdetected()
{
serial.println(“ beat!”);
}
void setup()
{
serial.begin(115200);
serial.print(「パルスオキシメーターの初期化..」); // pulseoximeterインスタンスを初期化します
//障害は一般に不適切なi2c配線によるものであり、電源が欠落している
//または間違ったターゲットチップ
if(!pox.begin()){
serial.println(「失敗」);
のために(;;);
} それ以外 {
serial.println(「成功」);
}
pox.setirledCurrent(max30100_LED_CURR_7_6MA);
//ビート検出のコールバックを登録します
pox.setonbeatedectedCallback(onbeatedetected);
}
void loop()
{
//可能な限り速く更新を呼び出すようにしてください
pox.update();
if(millis() - tslastReport> Reporting_period_ms){
serial.print(“心拍数:”);
serial.print(pox.getheartrate());
serial.print(“ bpm / spo2:”);
serial.print(pox.getspo2());
serial.println(“%”);
tslastReport = millis();
}
}
“アークランプとは ”
働く
max30100パルスオキシメーターArduinoコードがアップロードされたら、シリアルモニターを開いて値を観察します。最初は、BPMとSPO2の値が間違った値として表示されますが、すぐに正しい安定した読み取り値を監視できます。
利点と短所
MAX30100パルスオキシメーターの利点 以下を含めます。
- このモジュールには、超低電力動作があります。
- ウェアラブルデバイス内でのバッテリー寿命を延ばす低電力消費量があります。
- このモジュール設計は、小さく、コンパクトで、最適化され、ウェアラブルに優しいです。
- ALCまたは周囲の光のキャンセルを備えており、周囲の光からの干渉を軽減し、明るく照らされた環境でも正確な測定値を確保します。
- このモジュールには、SNRまたはシグナルとノイズの比率が高くなっています。
- 高速のデータ出力能力を備えており、効率的かつ迅速なセンサーデータ処理を可能にします。
- このモジュールは、設計を簡素化し、外部コンポーネントの必要性を減らす必要があるすべてのコンポーネントを統合します。
- 測定精度と消費電力の最適化を可能にすることにより、LED電流幅とパルス幅のプログラミングが可能になります。
- オンチップ温度センサーは、周囲温度の変動のために発生する読み取りエラーのバランスをとるのに役立ちます。
- マイクロコントローラーを介して簡単な通信にI2Cインターフェイスを利用します。
MAX30100パルスオキシメーターの短所 以下を含めます。
- 誤った指の配置または不十分な接触は、誤ったデータにつながります。
- 発作や震えなどのモーションアーティファクトは、信号の検出と解釈を妨げる可能性があり、その結果、読みが誤っています。
- 高強度照明、特に蛍光灯はセンサーの測定値を妨害する可能性があります。
- このセンサーの精度は、肌の色と幅の影響を受ける可能性があります。
- マニキュアは、血液酸素のレベルを正確に検出するセンサーの能力を妨げます。
- 低血圧または寒さのための末梢灌流不良は、脈拍数が不十分で誤った測定値につながる可能性があります。
- 90 mm Hg <80 mm Hg <80 mm Hgは、誤った可変パルス酸化測定の測定値を引き起こす可能性があります。
- 異常なヘモグロビンレベルの発生は、SPO2の測定値が間違っている可能性があります。
- 圧力が多すぎると、データの信頼性が低下する毛細血管の血流が締められます。
アプリケーション
MAX30100パルスオキシメーターのアプリケーションには、以下が含まれます。
- パルスオキシメーターは、ヘルスケアの専門家が、タイムリーな介入を許可することにより、呼吸器(または)心血管の問題によって患者内の酸素飽和度を確認するのに役立ちます。
- 測定値内のセンサーの精度は、心不全およびCOPD状態の合併症を避けることができる低酸素血症を認識するための基本です。
- 消費者に日中の健康と幸福に関する洞察を提供することにより、バイタルサインを継続的に監視します。
- このセンサーは、心臓または呼吸条件のある個人やアスリートにとって高価なツールになることにより、リアルタイムの心拍数と血液酸素レベルの監視を可能にします。
- パルスオキシメーターセンサーの収集されたデータは、トレーニング計画をパーソナライズし、パフォーマンスについてオペレーターにフィードバックを与えることができます。
- 教育分野では、このモジュールを使用して、これらのモジュールがどのように機能し、生体シグナル処理に関する洞察を与えますか。
- Arduinoボードはこのモジュールとよく一致しているため、愛好家や学生がバイオセンシングと電子機器を勉強するための便利なツールになっています。
- フィットネストラッカーは、患者ケアを改善するための即時データを提供することにより、継続的な心拍数と酸素飽和モニタリングのためにこのモジュールを利用します。
このリンクを参照してください MAX30100パルスオキシメーターデータシート 。
したがって、これは、MAX30100パルスオキシメーターモジュール、ピンアウト、機能、仕様、作業、およびアプリケーションの概要です。これは、医療監視機器やフィットネストラッカーなどのさまざまなウェアラブルデバイスに効率的でコンパクトなソリューションを提供する心拍数とパルスオキシメトリー監視能力を備えた汎用性の高いモジュールです。そのため、低消費電力と正確さでよく知られています。これがあなたのための質問です、Max30102 ICとは何ですか?