心率傳感器芯片：I2C 心率傳感器 像智能手環(huán)一樣讀心率

大家好，我是兔子。是嵌入式工程師。
現(xiàn)在各種智能手環(huán)賣的很火，我自己同事都有好幾個(gè)帶著手環(huán)。智能手環(huán)有個(gè)很重要的功能，就是可以檢測心率。
正好我以前就是在公司里做過智能手環(huán)，有一天我靈機(jī)一動(dòng)，為什么不讓Arduino也檢測心率呢。
那就動(dòng)手吧。
1.檢測心率，肯定就需要心率傳感器了
采用是PAH8002心率傳感器，并將心率傳感器做成了模塊。
正面：PAH8002心率傳感器
背面：心率算法芯片及陀螺儀芯片。(陀螺儀芯片沒用到，主要是提供給心率算法去除振動(dòng)造成的檢測誤差，不用也可以)
2.接線
心率傳感器模塊支持I2C和串口。我們就用I2C接口吧。
模塊 SCL --> Arduino A5
模塊SDA --> Arduino A4
模塊VCC --> Arduino 3.3v
模塊GND --> Arduino GND
3.寫程序

#include

心率傳感器芯片：MAX芯片+心率血氧傳感器模塊+傳感器模塊

【實(shí)例簡介】
MAX芯片+心率血氧傳感器模塊+傳感器模塊
【實(shí)例截圖】
【核心代碼】
MAX芯片心率血氧傳感器模塊傳感器模塊
└── MAX芯片+心率血氧傳感器模塊+傳感器模塊
└── 模組開發(fā)資料
├── 參考代碼及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
│ ├── 50hz采樣率的數(shù)據(jù)繪制的心率波形
│ │ └── 50sample rate data.xlsx
│ └── stm32單片機(jī)
│     └── 測試程序.rar
├── 工程文件及庫
│ ├── MAX.Sch
│ └── RCWL-MAX-PCBLIB.lib
├── 心率及血氧參考資料
│ ├── 1771.pdf
│ ├── 2ES Teck PEMS White Paper.pdf
│ ├── _accessories.pdf
│ ├── 5273c08fe2b6b_1_A_EN_p.pdf
│ ├── Avant 2120 Brochure.pdf
│ ├── celyon-1057-daeg.pdf
│ ├── Dr. Bob case study for dental.pdf
│ ├── envitec.pdf
│ ├── gclarke-2015-MASc-thesis.pdf
│ ├── iadt02i4p261.pdf
│ ├── IHE_PCD_Suppl_POI.pdf
│ ├── ijcsit.pdf
│ ├── IMECS2009_pp1537-1540.pdf
│ ├── LuksSwensonPulseOximetryatHighAltitude.pdf
│ ├── MI_CCHD_Screener_Tips_Flier_3-21-13__7.pdf
│ ├── Moon.pdf
│ ├── notes6.pdf
│ ├── pansw_spo2_sensor.pdf
│ ├── PK_EN_MAsimo2008Product Catalog.pdf
│ ├── pm-60a-spo2-report-4.pdf
│ ├── PulseOxFinal_low.pdf
│ ├── pulse-oximetry-at-home.pdf
│ ├── pulse-oximetry.pdf
│ ├── pulse_ox.pdf
│ ├── pulse.pdf
│ ├── pxc.pdf
│ ├── Reusable SpO2 Sensors.pdf
│ ├── SP02-cross-reference-sensor.pdf
│ ├── sprt533.pdf
│ ├── sszb140.pdf
│ └── view.pdf
└── 芯片數(shù)據(jù)手冊
└── MAX.pdf
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心率傳感器芯片：心率傳感信號接收芯片

產(chǎn)品介紹

大部分可穿戴設(shè)備采用光電容積脈搏波描記法(PPG)來測量心率及其他生物計(jì)量指標(biāo)。PPG 是一種將光照進(jìn)皮膚并測量因血液流動(dòng)而產(chǎn)生的光散射的方法。該方法非常簡單，光學(xué)心率傳感器基于以下工作原理：當(dāng)血流動(dòng)力發(fā)生變化時(shí)，例如血脈搏率(心率)或血容積(心輸出量)發(fā)生變化時(shí)，進(jìn)入人體的光會(huì)發(fā)生可預(yù)見的散射。
光學(xué)心率傳感器使用四個(gè)主要技術(shù)元件來測量心率：
光發(fā)射器 — 通常至少由兩個(gè)光發(fā)射二極管(LED)構(gòu)成，它們會(huì)將光波照進(jìn)皮膚內(nèi)部。
光電二極管和模擬前端(AFE) — 這些元件捕獲穿戴者折射的光，并將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號用于計(jì)算可實(shí)際應(yīng)用的心率數(shù)據(jù)。
加速計(jì) — 加速計(jì)可測量運(yùn)動(dòng)，與光信號結(jié)合運(yùn)用，作為 PPG 算法的輸入。
算法 — 算法能夠處理來自 AFE 和加速計(jì)的信號，然后將處理后的信號疊加到 PPG 波形上，由此可生成持續(xù)的、運(yùn)動(dòng)容錯(cuò)心率數(shù)據(jù)和其他生物計(jì)量數(shù)據(jù)。

一、心率傳感信號接收芯片 - PD-S488FM-LH12的特性：
特別適用于940nm的應(yīng)用
切換時(shí)間短

二、心率傳感信號接收芯片 - PD-S488FM-LH12的應(yīng)用：
光學(xué)模塊
紅外遙控各種設(shè)備
智能手環(huán)、手表
耳機(jī)心率血氧健康檢測

心率傳感器芯片：智能穿戴心率方案血壓監(jiān)測方案低功耗智能手環(huán)心率傳感器芯片高精度智能手環(huán)血壓傳感器芯片

1、方案描述：
1.1 MKB0908溫度心率血壓方案（模塊）實(shí)現(xiàn)了：
1.2 自動(dòng)增益功能；
1.3 佩戴狀態(tài)識別：自動(dòng)脫落檢測，脫落無數(shù)據(jù)輸出；
1.4 自動(dòng)膚色識別；
1.5 溫度、心率和血壓輸出；
1.6 HRV-PNN5；
1.7 PPG和ECG輸出（選用）。
  該溫度心率血壓監(jiān)測方案主要由1顆YK1801脈搏傳感器芯片、1顆HR6707脈搏芯片、1顆HR6816增益芯片、1顆SFB9712算法芯片和1顆WD3703溫度傳感器共5顆芯片組成。根據(jù)我們提供的電路圖，客戶可以制作PCB板，面積可做到18mm*12mm以內(nèi)，輸出溫度、血壓和心率串口 uart 信號，很方便提取使用。

脈搏傳感器芯片采用光電式容積脈搏波描記（PPG）的方式感應(yīng)人體的脈搏信息并加以提取，通過模擬前端芯片HR607+HR6816和算法芯片SFB9712輸出血壓、心率等串口信號。

WD3703溫度傳感器通過GPIO接口和SFB9712算法芯片連接，從算法芯片SFB9712的串口UART或者IIC接口輸出溫度數(shù)據(jù)。

該心率血壓監(jiān)測方案可實(shí)現(xiàn)功能：溫度測量、心率血壓采集計(jì)算、脈搏波和心電波形輸出（選用）、脫離佩戴識別、人體體表溫度監(jiān)測、HRV-PNN50輸出等人體健康指標(biāo)。

血壓方案原理：主要通過 PPG特征認(rèn)知、跟蹤對比監(jiān)測用戶的血壓變化趨勢。

輸出方式：串口或 IIC（IIC需要客戶提前預(yù)定） 。

輸出內(nèi)容：溫度、心率、血壓、PPG和ECG（選用）、脫離佩戴識別，HRV-PNN50等。

用戶實(shí)現(xiàn)方式簡單：主要工作只是硬件設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)安排，減少了對整機(jī) cpu 的要求以及軟件調(diào)試。

該方案（模塊）的最大特點(diǎn)：自動(dòng)增益功能，脫離佩戴識別和脫離無輸出；使用了算法MCU，植入了心率血壓算法，直接輸出串口 uart 信號，簡化了客戶的工作量，簡單可靠，方便客戶使用。
2、方案框圖：
電路說明：
  整個(gè)溫度心率血壓部分需要單獨(dú)可控的 LDO 供電以保證電源的純凈，參考型號為SGM2033。
3、方案的功能特點(diǎn)：
◆  體積小巧：客戶可自己制作PCB板，面積小到18mm*12mm以內(nèi)；
◆  超低功耗，整個(gè)模塊功耗＜7mA，支持長時(shí)間動(dòng)態(tài)心率血壓監(jiān)測并完美兼顧其它功能；
◆  輸出內(nèi)容：溫度、心率、血 壓、脈搏波和心電波形（選用）、脫離佩戴識別，HRV-PNN50等；
◆  輸出方式：串口 uart 或IIC信號（IIC需要客戶提前預(yù)定），客戶可以直接提取溫度心率血壓等數(shù)值；
◆  反應(yīng)靈敏，可瞬時(shí)輸出心率、血壓等數(shù)據(jù)；
◆  應(yīng)用簡單，客戶可直接應(yīng)用于任意平臺；
◆  高靈敏度：針對任何人群的人體任意部位的精準(zhǔn)測試；
◆  電路簡單，周邊器件很少，便于開發(fā)設(shè)計(jì)；
◆  客戶自定義使用環(huán)境：主動(dòng)監(jiān)測 or 長期監(jiān)測；
◆  客制化功能：溫度、心率監(jiān)測，脈搏波分析，動(dòng)態(tài)血壓監(jiān)測……；

4、獨(dú)特優(yōu)勢：
◆  本監(jiān)測方案實(shí)現(xiàn)了：自動(dòng)增益功能；脫離佩戴檢測，脫落無數(shù)據(jù)輸出；自動(dòng)膚色識別。
◆  該智能智能穿戴血壓測試模塊算法MCU中，植入了心率血壓算法，直接輸出串口 uart 信號，客戶可以直接提取使用。
◆  低成本：使用云電高科提供的整套智能穿戴血壓模塊方案，具有極高的性價(jià)比。
◆  真實(shí)可靠：連續(xù)溫度心率血壓測量真實(shí)可靠、高精度。
5、應(yīng)用領(lǐng)域：
可廣泛應(yīng)用于心率計(jì)，腕帶，手環(huán)，手表，耳機(jī)，醫(yī)療器械，健身器材等。
6、貼心服務(wù)：
提供全方位技術(shù)支持，可幫助客戶調(diào)試出滿意的狀態(tài)。
7、關(guān)鍵器件列表（MKB0908套料）：

型號

描述

封裝

最小包裝(PCS)

YK1801

脈搏傳感器

QFN-6

1000

HR6707

脈搏I(xiàn)C

SOT23-8

3000

HR6816

增益IC

TDFN10

3000

SFB9712

算法MCU

UFQFPN28

3000

WD3703

溫度傳感器

DFN-SMT-3

3000

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8、演示或測試模塊：
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