步驟1：材料和組件

需要的東西：

1）Arduino Uno x1

2）MAX30100接線板x1

3）適當長度的魔術(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

-建立一個可以調(diào)節(jié)來自兩個不同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。

-提供一個用于在顯示心率和血氧飽和度之間進行選擇的用戶界面。

步驟3：操作摘要

脈搏血氧飽和度測定法根據(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。心率通過整個手指的血量變化來檢測，然后通過穿過手指的光量來量化。

MAX30100芯片集成了兩個LED：紅色和紅外（IR），光電探測器和低噪聲信號處理以檢測脈搏血氧飽和度和心率信號。紅外和紅光的吸收數(shù)據(jù)存儲在FIFO緩沖區(qū)中，最多64個字節(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點亮，而在雙模式下，IR和紅色LED均點亮。它還具有一個集成的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)境噪聲和波動問題。

紅色和紅外光通過LED傳輸通過手指，并且集成在芯片中的光電檢測器可以感應到兩個不同波長的光吸收。在本項目中，我們將血氧飽和度和心率檢測操作與MAX30100一起使用，因此我們可以同時檢測心率和氧飽和度。

步驟4：框圖

步驟5：將MAX30100集成到Arduino

MAX30100是I2C器件，因此，通過代碼，需要Wire庫與Arduino接口。物理上，MAX30100（在本例中為分線板）通過特殊引腳連接到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)信號和時鐘信號。地線和Vin線分別連接到GND和5V線。

LCD鍵盤屏蔽通過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鍵盤防護板上的兩個按鈕，用于在兩種模式之間進行選擇：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)代碼實現(xiàn)的更多信息

我們在此項目中提供的代碼基于由Raivinis Strogonovs使用開放源代碼庫編寫，該庫已使用MAX30100實現(xiàn)了自己的脈搏血氧儀版本。

這是他的庫的鏈接：https://github.com/xcoder123/MAX30100

步驟8：挑戰(zhàn)

在實施MAX30100時，我們注意到手指的位置和移動會顯著影響所記錄的讀數(shù)。這可能是由于心率的測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，則在獲取讀數(shù)時可能會導致光線不均勻。

測試我們項目的人們不應四處移動手指/手以獲取穩(wěn)定的讀數(shù)。可以通過將傳感器放置在實際的手指套中來改進此項目，該方法可以進一步減少環(huán)境光的影響，并且可以使手指保持在適當?shù)奈恢茫粌H僅是使用簡單的魔術(shù)貼條即可。
責任編輯：wv