Max30100 giao tiếp ESP8266, Nhịp tim, Oxy + Blynk + Oled + ESP

1. Linh kiện cần thiết làm mạch đọc nhịp tim và oxy Max30100 giao tiếp ESP8266

1.1 Vi điều khiển Arduino Uno trong mạch đọc nhịp tim và oxy Max30100 giao tiếp ESP8266

a. Giới thiệu

Tính năng khác

b. Chức năng của Arduino R3:

• Tất cả các GPIO đều có trở kéo lên nguồn bên trong (ngoại trừ GPIO16 có trở kéo xuống GND). Người dùng có thể cấu hình kích hoạt hoặc không kích hoạt trở kéo này.
• GPIO1 và GPIO3: hai GPIO này được nối với TX và RX của bộ UART0, NodeMCU nạp code thông qua bộ UART này nên tránh sử dụng 2 chân GPIO này.
• GPIO0, GPIO2, GPIO15: đây là các chân có nhiệm vụ cấu hình mode cho ESP8266 điều khiển quá trình nạp code nên bên trong NodeMCU (có tên gọi là strapping pins) có các trở kéo để định sẵn mức logic cho chúng như sau: GPIO0: HIGH, GPIO2: HIGH, GPIO15: LOW. Vì vậy khi muốn sử dụng các chân này ở vai trò GPIO cần phải thiết kế một nguyên lý riêng để tránh xung đột đến quá trình nạp code. Các bạn có thể tham khảo nguyên lý thiết kế mạch
• GPIO9, GPIO10: hai chân này được dùng để giao tiếp với External Flash của ESP8266 vì vậy cũng không thể dùng được (đã test thực nghiệm).

1.2 Cảm biến nhịp tim và nồng độ Oxy Max30100 giao tiếp ESP8266

a. Giới thiệu cảm biến Max30100 giao tiếp ESP8266

b. Thông số kỹ thuật cảm biến Max30100

• Đèn LED tích hợp
• Nhỏ gọn 5,6mm x 2,8mm x 1,2mm được cải tiến về mặt quang học
• Hoạt động năng lượng thấp, tăng tuổi thọ pin cho các thiết bị đeo được
• Tốc độ mẫu có thể lập trình và dòng điện LED cho tiết kiệm điện
• Dòng tắt máy cực thấp (0,7μA, typ)
• Chức năng nâng cao cải thiện hiệu suất đo lường
• SNR cao cung cấp khả năng phục hồi chuyển động mạnh mẽ
• Tích hợp hủy ánh sáng xung quanh
• Khả năng tỷ lệ mẫu cao
• Khả năng xuất dữ liệu nhanh
• Điện áp: 3.3VDC
• IC chính: MAX30100
• Giao tiếp: I2C, mức tín hiệu TTL

1.3 Oled cho mạch đọc nhịp tim và oxy Max30100 giao tiếp ESP8266

a. Giới thiệu

Màn hình Oled chuẩn truyền I2C

Màn hình Oled chuẩn truyền SPI

b. Thông số kỹ thuật

• Điện áp sử dụng: 2.2~5.5VDC
• Công suất tiêu thụ: 0.04w
• Góc hiển thị: lớn hơn 160 độ
• Số điểm hiển thị: 128×64 điểm.
• Độ rộng màn hình: 1.3 inch.
• Màu hiển thị: Trắng / Xanh Dương.
• Giao tiếp: I2C hoặc SPI tùy loại
• Driver: SH1106
• Kích thước 1.3 inch (128x64px)
• Góc nhìn tối đa: 160°
• Nhiệt độ làm việc: -30°V đến 80°C
• Tương thích với hầu hết các board như: Arduino, ESP8266, ESP32, STM32,

1.4 App Blynk cho mạch đọc nhịp tim và oxy Max30100 giao tiếp ESP8266

a. Giới thiệu

• Blynk là một nền tảng với các ứng dụng điện thoại thông minh cho phép bạn có thể dễ dàng tương tác với bộ vi điều khiển như: Arduino, Esp8266, Esp32 hoặc Raspberry qua Internet.
• Blynk App là một bảng điều khiển kỹ thuật số cho phép bạn có thể xây dựng giao diện đồ họa cho dự án của mình bằng cách kéo và thả các widget khác nhau mà nhà cung cấp thiết kế sẵn.
• Blynk không bị ràng buộc với một số bo hoặc shield cụ thể. Thay vào đó, nó hỗ trợ phần cứng mà bạn lựa chọn. Cho dù Arduino hoặc Raspberry Pi của bạn được liên kết với Internet qua Wi-Fi, Ethernet hoặc chip ESP8266, Blynk sẽ giúp bạn kết nối và sẵn sàng cho các dự án IoT.
• Blynk Server – chịu trách nhiệm về tất cả các giao tiếp giữa điện thoại thông minh và phần cứng. Bạn có thể sử dụng Blynk Cloud hoặc chạy cục bộ máy chủ Blynk riêng của mình. Nó là mã nguồn mở, có thể dễ dàng xử lý hàng nghìn thiết bị và thậm chí có thể được khởi chạy trên Raspberry Pi.
• Thư viện Blynk – dành cho tất cả các nền tảng phần cứng phổ biến – cho phép giao tiếp với máy chủ và xử lý tất cả các lệnh đến và lệnh đi.
• Mỗi khi bạn nhấn một nút trong ứng dụng Blynk, thông điệp sẽ truyền đến không gian của đám mây Blynk, và tìm đường đến phần cứng của bạn.

b. Tính năng

• API và giao diện người dùng tương tự cho tất cả phần cứng và thiết bị được hỗ trợ
• Kết nối với đám mây bằng cách sử dụng:
  • Wifi
  • Bluetooth và BLE
  • Ethernet
  • USB (Nối tiếp)
  • GSM
  • …
• Bộ Widget dễ sử dụng
• Thao tác ghim trực tiếp mà không cần viết mã
• Dễ dàng tích hợp và thêm chức năng mới bằng cách sử dụng ghim ảo
• Theo dõi dữ liệu lịch sử qua tiện ích SuperChart
• Giao tiếp giữa thiết bị với thiết bị sử dụng Bridge Widget
• Gửi email, tweet, push notification…

c. Hoạt động app blynk

• Blynk được thiết kế cho IoT. Nó có thể điều khiển phần cứng từ xa, nó có thể hiển thị dữ liệu cảm biến, nó có thể lưu trữ dữ liệu, trực quan hóa và làm nhiều thứ hay ho khác.
• Có ba thành phần chính trong nền tảng:
• Ứng dụng Blynk – cho phép bạn tạo giao diện cho các dự án của mình bằng cách sử dụng các widget khác nhau.
• Blynk Server – chịu trách nhiệm về tất cả các giao tiếp giữa điện thoại thông minh và phần cứng. Bạn có thể sử dụng Blynk Cloud hoặc chạy cục bộ máy chủ Blynk riêng của mình. Nó là mã nguồn mở, có thể dễ dàng xử lý hàng nghìn thiết bị và thậm chí có thể được khởi chạy trên Raspberry Pi.
• Thư viện Blynk – dành cho tất cả các nền tảng phần cứng phổ biến – cho phép giao tiếp với máy chủ và xử lý tất cả các lệnh đến và lệnh đi.

2. Hướng dẫn đồ án Max30100 giao tiếp ESP8266 hiển thị LCD1602

Phần cứng

Phần mềm

#include <Wire.h>
#include "MAX30100_PulseOximeter.h"
#define BLYNK_PRINT Serial
#include <Blynk.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <BlynkSimpleEsp8266.h>
#include "Wire.h"
#include "Adafruit_GFX.h"
#include "OakOLED.h"

#define REPORTING_PERIOD_MS 1000

OakOLED oled;

char auth[] = "N-81lOStH83VwUeNuKHOzpLVzqjFXhHO";             // You should get Auth Token in the Blynk App.
char ssid[] = "dientunhatttung";                                     // Your WiFi credentials.
char pass[] = "0967551477";

// Connections : SCL PIN - D1 , SDA PIN - D2 , INT PIN - D0
PulseOximeter pox;
float BPM, SpO2;
uint32_t tsLastReport = 0;
const unsigned char bitmap [] PROGMEM=
{
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x80, 0x18, 0x00, 0x0f, 0xe0, 0x7f, 0x00, 0x3f, 0xf9, 0xff, 0xc0,
0x7f, 0xf9, 0xff, 0xc0, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xe0, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0,
0xff, 0xf7, 0xff, 0xf0, 0xff, 0xe7, 0xff, 0xf0, 0xff, 0xe7, 0xff, 0xf0, 0x7f, 0xdb, 0xff, 0xe0,
0x7f, 0x9b, 0xff, 0xe0, 0x00, 0x3b, 0xc0, 0x00, 0x3f, 0xf9, 0x9f, 0xc0, 0x3f, 0xfd, 0xbf, 0xc0,
0x1f, 0xfd, 0xbf, 0x80, 0x0f, 0xfd, 0x7f, 0x00, 0x07, 0xfe, 0x7e, 0x00, 0x03, 0xfe, 0xfc, 0x00,
0x01, 0xff, 0xf8, 0x00, 0x00, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x00, 0x7f, 0xe0, 0x00, 0x00, 0x3f, 0xc0, 0x00,
0x00, 0x0f, 0x00, 0x00, 0x00, 0x06, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
};

void onBeatDetected()
{
    Serial.println("Beat Detected!");
    oled.drawBitmap( 60, 20, bitmap, 28, 28, 1);
    oled.display();
}

void setup()
{
    Serial.begin(115200);
    oled.begin();
    oled.clearDisplay();
    oled.setTextSize(1);
    oled.setTextColor(1);
    oled.setCursor(0, 0);
    oled.println("Initializing pulse oximeter..");
    oled.display();
 
    pinMode(16, OUTPUT);
    Blynk.begin(auth, ssid, pass);
    Serial.print("Initializing Pulse Oximeter..");
    if (!pox.begin())
    {
         Serial.println("FAILED");
         oled.clearDisplay();
         oled.setTextSize(1);
         oled.setTextColor(1);
         oled.setCursor(0, 0);
         oled.println("FAILED");
         oled.display();
         for(;;);
    }
    else
    {
         oled.clearDisplay();
         oled.setTextSize(1);
         oled.setTextColor(1);
         oled.setCursor(0, 0);
         oled.println("SUCCESS");
         oled.display();
         Serial.println("SUCCESS");
         pox.setOnBeatDetectedCallback(onBeatDetected);
    }
    // The default current for the IR LED is 50mA and it could be changed by uncommenting the following line.

     //pox.setIRLedCurrent(MAX30100_LED_CURR_7_6MA);
}

void loop()
{
    pox.update();
    Blynk.run();
    BPM = pox.getHeartRate();
    SpO2 = pox.getSpO2();
     if (millis() - tsLastReport > REPORTING_PERIOD_MS)
    {
        Serial.print("Heart rate:");
        Serial.print(BPM);
        Serial.print(" bpm / SpO2:");
        Serial.print(SpO2);
        Serial.println(" %");
        Blynk.virtualWrite(V7, BPM);
        Blynk.virtualWrite(V8, SpO2);
    
        oled.clearDisplay();
        oled.setTextSize(1);
        oled.setTextColor(1);
        oled.setCursor(0,16);
        oled.println(pox.getHeartRate());
        oled.setTextSize(1);
        oled.setTextColor(1);
        oled.setCursor(0, 0);
        oled.println("Heart BPM");
        oled.setTextSize(1);
        oled.setTextColor(1);
        oled.setCursor(0, 30);
        oled.println("Spo2");
        oled.setTextSize(1);
        oled.setTextColor(1);
        oled.setCursor(0,45);
        oled.println(pox.getSpO2());
        oled.display();
        tsLastReport = millis();
    }
}

3. Hoạt động của mạch đọc nhịp tim và Oxy Max30100 giao tiếp ESP8266

4. Cụ thể hoạt động của mạch đọc nhịp tim và Oxy Max30100 giao tiếp ESP8266:

Ngoài ra còn nhiều Phần và các môn khác

Đồ án điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 1 Mạch điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 2 Thiết kế mạch điện tử, Lập trình vi điều khiển tổng hợp File đồ án – Phần 3 Vi xử lý, Lập trình vi điều khiển Pic – 8051 – Avr – Phần 4 Tổng hợp File ĐỒ ÁN Điện tử cơ bản Tổng hợp File ĐỒ ÁN Viễn thông Tổng hợp File ĐỒ ÁN PLC Tổng hợp File ĐỒ ÁN Cung cấp điện

Sẽ còn các phần khác nữa nhé.

Chúc các bạn thành công…!!!