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【ESP32專題(一)】智慧生醫 – 心率血氧機

   
作者/圖片來源: CIRCUS Pi

「缺氧」是身體組織含氧量少的情形,也就是血液中的氧氣濃度低於正常水準。血氧機利用量測血氧飽和度(SpO2,血液中含氧血紅素與總血紅素的比例)來判斷血氧濃度是否低於正常水準,正常人體動脈的血氧濃度為 95 ~ 100%,如果數值低於 90% 則視為低血氧症,再低到 80% 以下將會損害大腦與心臟等器官功能。

Covid-19 新冠肺炎重症特別容易造成隱形缺氧,缺氧不會引起不適或疼痛,因此它的發作可能是隱匿性的,不會引起注意,旁人無法意識到其危險性,故需要透過血氧機即時監控身體血氧濃度,把握最佳黃金治療期。

本篇文章主要目標就是要分享如何從無到有,動手製作一台「指尖心率血氧機」,完成後除了可以拿來自用,更可以從中研究心血氧的量測方式及原理,甚至能進一步增加市面上大部分血氧機沒有的功能(例如長期雲端統計,連動 Line、Email、APP 在數值超標即時發送緊急通知,避免錯過黃金治療期),結合各種創意打造專屬自己的心率血氧機,如下所展示。

https://youtu.be/qxwW4nMTXNM

事前準備

  1. 所需材料

    TTGO T-Display ESP32 CH9102 WiFi 模組(16MB) x 1

    MAX30100 血氧感測器模組(內附 Grove 線)x 1

    聚合物鋰電池-500mAh 3.7V x 1

    強力雙面膠 3cm x 2

    束線帶 x 2

    寬型橡皮筋 x 2

  2. 所需工具

    烙鐵

    剝線鉗

  3. 所需軟體

    Arduino IDE 1.8.16 或更高版本。

硬體介紹

1.TTGO T-Display開發板

TTGO T-Display(圖 1)主要特色是將 ESP32、彩色 TFT(解析度 240×135)、鋰電池充放電路、AB 鍵按鈕,Type-C 接頭整合到一塊體積非常小的開發板上,體積優勢加上可使用鋰電池供電,並且有非常漂亮的 TFT 可顯示彩色畫面,對於喜歡 ESP32 系列並且需要彩色顯示的專案會是很好的選擇。

圖 1. TTGO T-Display 開發板

2.MAX30100 心血氧感測器模組

MAX30100(圖 2)是一款由 Maxim Integrated 開發用於量測心率及血氧的感測器,可用於簡化一般健身或檢測健康用途的穿戴式裝置設備,並且擁有非常低的待機功耗,以符合穿戴式設備的功耗要求。本次製作採用的是由 M5Stack 整合的MAX30100 血氧感測器模組,它提供了較完整的外觀及機構,避免在量測期間受到環境光干擾。

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CIRCUS Pi

Author: CIRCUS Pi

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