Pulse Oximeter and Heart-Rate Monitor

(산소포화도 및 심박수 모니터)

 

아이디어 소개

• 사용자의 심박수 및 산소 포화도 측정한 데이터를 보여주고 이상 신호 검출 시 사용자에게 알려줍니다.
   

전반적인 개요

• 사용자의 심박수 및 산소 포화도 센서를 사용하여 데이터 획득
• 웹 브라우저를 사용하여 제품에 접속하여 모니터링한 데이터를 그래프와 표 형태로 확인
• 측정된 데이터에서 이상 신호 검출 시 모바일 폰으로 알림 전송
   

전체 구조를 표현하는 블록 다이어그램

 

 

하드웨어 구성 다이어그램

 

 

소프트웨어 구성 다이어그램

# 사용 부품 목록

 - ESP-12F
 - MAX30102
 - 128x64 OLED

# 부품의 사양과 특징 기술

ESP-12F
 - IOT 응용 프로그램에서 사용되는, 80211b/g/n 와이파이모듈
 - 집적화된 10-bit ADC
 - Tensilica사의 L106 저전력 32비트 MCU
 - TCP/IP protocol stack
 - WiFi 2.4 GHz, WPA/WPA 지원
 - STA/AP/STA+AP 3가지 동작모드
 - 대기모드 / 슬립모드 가능

 

MAX30102
 - LED 반사 솔루션의 심박수 모니터 및 펄스 산소 농도계 센서
 - 소형 5.6mm x 3.3mm x 1.55mm 14핀 광학 모듈
 - 최적의 견고한 성능을 위해 통합된 덮개 유리
 - 모바일 기기용 초저전력 작동
 - 프로그래밍 가능 샘플 레이트 및 전력 절감을 위한 LED 전류
 - 저전력 심박수 모니터(1mW 미만)
 - 초저 차단 전류(0.7μA, 표준)
 - 빠른 데이터 출력 기능
 - 높은 샘플 추출 비율
 - 작동 온도 범위: -40~+85°C
 - 통신 인터페이스 : I2C

 

OLED
 - 드라이버 IC : SSD1306
 - 공급 전압 : 3.3V / 5V
 - 온도 범위 : -30 ℃ ~ 70 ℃
 - 해상도 : 128 x 64
 - 시각 : 160° 이상
 - 캐릭터 색상 : 단색
 - 초 저전력 소비 :  0.06w
 - 통신 인터페이스 : I2C

 

# 회로도 또는 연결도

 

# 일정

부품 테스트 : 6.13 ~ 6.19일

소프트웨어 제작 및 테스트 : 6.20 ~ 6.26일

문서 작업 : 6.27 ~ 7.3일

# 개발 툴 목록

• Arduino IDE

 

# 소프트웨어 구성도

 

아래와 같은 식으로  웹브라우저를 통해 측정된 데이터가 디스플레이가 됩니다.

 

# 오픈소스 활용 정보

• https://github.com/esp8266/Arduino
• https://github.com/sparkfun/SparkFun_MAX3010x_Sensor_Library

# 소스코드

• 첨부파일 참고

 

이번 헬스케어 콘테스트에서는 MAX30102를 사용하여 산소포화도 및 심박수 모니터를 만들어 보았습니다.

 

# 제작중 발견된 문제점 

퀘스트2(하드웨어 및 부품 준비하기) 기간 동안에 해당 디바이스를 검토해 봤는데 퀘스트1(아이디어 & 계획서 작성하기)에서 생각해 놓은 손목시계 형태로 제작해 보려고 하였으나 측정시 오차가 너무 커서 구현 불가능으로 판단하여 손가락 끝을 올려 놓거나 반지 형태로 손가락에 끼는 구조로 변경하였습니다. (아래 측정 형태 및 사용예 참고)

 

# 제작 과정

기성품으로 구현할 수 있는 가능한한 작은 사이즈로 제작해 보았습니다.

    

 

# 측정 형태 및 사용예

 

이런식으로 사용이되며 메인화면에 표시된 IP 주소로 웹브라우저 접속시 아래와 같은 웹페이지를 보여줍니다.

 

# 동작영상