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聆聽來自心臟的信號——Heart Rate Click模塊評測

  • 作者：netlhx
  • 來源：21ic
  • [導讀]
  • 心率傳感器的型號頗多，目前就有如下幾種常見的傳感芯片或方案供選擇，有ROHM的BH1790GLC脈搏波傳感器，Maxim的MAX30100，艾普柯微電子的EM702及Silicon Labs的Si1143芯片等。今天就給大家來評測一下MAX30100的方案。

啟動Arduino IDE，準備測試下實際效果。

Arduino-MAX30100一共包含3個測試例程，

MikroElektronika的Heart rate click模塊12.jpg

分別是MAX30100_Debug，MAX30100_Mininal及MAX30100_RawData，先來看下RawData，這是讀取的原始數(shù)據(jù)值，在打開SerialPlotter之前先設置串口連接及通信速率(默認為115200)，下面是測試的結果。

MikroElektronika的Heart rate click模塊13.jpg

其中橙色部分是原始的IR讀取值，藍色部分為Red讀取值。測試圖中前一部分是手指沒有接觸傳感器的結果，看到數(shù)據(jù)穩(wěn)定輸出，后半部分是手指與傳感器接觸后的結果，可以看到有明顯的脈搏效果。

原生的數(shù)據(jù)并沒有處理，所以看不到脈搏的具體值。MAX30100_Mininal例程提供了一個更直觀的、直接顯示用戶可讀的測試結果

MikroElektronika的Heart rate click模塊14.jpg

不過這測試結果偏差有點大。溫度值及心率值明顯不對。嘗試調(diào)整了一下LED電流及采樣頻率，也沒有年到明顯的變化，下面是庫中提供的幾個可調(diào)整值

#define SAMPLING_FREQUENCY 100

#define CURRENT_ADJUSTMENT_PERIOD_MS 300 //500

#define IR_LED_CURRENT MAX30100_LED_CURR_50MA

#define RED_LED_CURRENT_START MAX30100_LED_CURR_50MA //MAX30100_LED_CURR_27_1MA

#define DC_REMOVER_ALPHA 0.45 //0.95

#define TEMPERATURE_SAMPLING_PERIOD_MS 2000

其中注釋掉的部分是原來的預設值。通過反復測試，最后將采樣頻率提到300，得到了算是比較滿意的結果，如下

MikroElektronika的Heart rate click模塊15.jpg

盡管這樣，中間偶爾還會看到一組另類的檢測值，例如上述檢測結果中的40.55bmp數(shù)據(jù)。

實際測試的結論是，檢測數(shù)據(jù)還需要進一步的處理，直接得到的結果會有偏差。

實際上現(xiàn)在大多數(shù)的心率檢測芯片，都存在不同程度的偏差，所以在實際應用中，都加入了濾波算法，去除錯誤的或不合格的檢測結果，最后呈現(xiàn)給用戶。

最后再說點題外話，Heart rate click使用的是click接口，專為click系列模塊設計的一種接口，好處是直接可以插到click擴展接口上，click接口一共有16個PIN，去除3V3及GND接口外，還有很多可用的接口。但是對于像Heart rate click這樣只使用了I2C接口的話，很多PIN都浪費了，比較而言Grove接口的利用率就高得多。

參考資源：

Heart rate click: https://shop.mikroe.com/click/sensors/heart-rate

MAX30100 for Arduino: https://github.com/oxullo/Arduino-MAX30100

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