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Lección 14: Módulo de Sensor de Oximetría de Pulso y Frecuencia Cardíaca (MAX30102)

En esta lección, aprenderás a utilizar el Raspberry Pi Pico W para interactuar con el sensor de oximetría de pulso y frecuencia cardíaca MAX30102. Ganarás conocimiento sobre cómo configurar la comunicación I2C, configurar el sensor y leer datos brutos del sensor. Al observar cambios en los datos, puedes obtener información sobre el ritmo cardíaco.

Componentes Necesarios

Para este proyecto, necesitaremos los siguientes componentes:

Es definitivamente conveniente comprar todo el kit, aquí está el enlace:

Nombre

ELEMENTOS DE ESTE KIT

ENLACE

Kit de Sensores Universal Maker

94

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También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

Introducción del Componente

Enlace de Compra

Raspberry Pi Pico W

-

Módulo de Oxímetro de Pulso y Sensor de Frecuencia Cardíaca (MAX30102)

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Cableado

../_images/Lesson_14_max30102_bb.png

Código

Nota

  • Abre el archivo 14_max30102_module.py en la ruta universal-maker-sensor-kit-main/pico/Lesson_14_MAX30102_Module o copia este código en Thonny, luego haz clic en «Run Current Script» o simplemente presiona F5 para ejecutarlo. Para tutoriales detallados, por favor consulta Abrir y Ejecutar Código Directamente.

  • Aquí necesitarás usar la carpeta max30102, por favor verifica si ha sido cargada en Pico W, para un tutorial detallado consulta Cargar las Bibliotecas en Pico.

  • No olvides hacer clic en el intérprete «MicroPython (Raspberry Pi Pico)» en la esquina inferior derecha.

from machine import SoftI2C, Pin
from time import ticks_diff, ticks_us, sleep

from max30102 import MAX30102, MAX30105_PULSE_AMP_MEDIUM


def main():
    # Instancia de I2C de software
    i2c = SoftI2C(sda=Pin(20),  # Aquí, usa tu pin SDA de I2C
                  scl=Pin(21),  # Aquí, usa tu pin SCL de I2C
                  freq=400000)  # Rápido: 400kHz, lento: 100kHz

    # Instancia del sensor
    sensor = MAX30102(i2c=i2c)  # Se requiere una instancia I2C

    # Escanear el bus I2C para asegurar que el sensor está conectado
    if sensor.i2c_address not in i2c.scan():
        print("Sensor not found.")
        return
    elif not (sensor.check_part_id()):
        # Verificar que el sensor objetivo es compatible
        print("I2C device ID not corresponding to MAX30102 or MAX30105.")
        return
    else:
        print("Sensor connected and recognized.")

    # Es posible configurar el sensor de una vez con el método setup_sensor().
    # Si no se suministran parámetros, se carga la configuración predeterminada:
    # Modo Led: 2 (ROJO + IR)
    # Rango ADC: 16384
    # Tasa de muestra: 400 Hz
    # Potencia Led: máxima (50.0mA - Detección de presencia de ~12 pulgadas)
    # Muestras promediadas: 8
    # Anchura del pulso: 411
    print("Setting up sensor with default configuration.", '\n')
    sensor.setup_sensor()

    # También es posible ajustar los parámetros de configuración uno por uno.
    # Establecer la tasa de muestra en 400: se recogen 400 muestras/s por el sensor
    sensor.set_sample_rate(400)
    # Establecer el número de muestras para ser promediado por cada lectura
    sensor.set_fifo_average(8)
    # Establecer el brillo del LED a un valor medio
    sensor.set_active_leds_amplitude(MAX30105_PULSE_AMP_MEDIUM)

    sleep(1)

    # El método readTemperature() permite extraer la temperatura del die en °C
    print("Reading temperature in °C.", '\n')
    print(sensor.read_temperature())

    print("Starting data acquisition from RED & IR registers...", '\n')
    sleep(1)

    while True:
        # El método check() debe ser consultado continuamente, para verificar si
        # hay nuevas lecturas en la cola FIFO del sensor. Cuando hay nuevas
        # lecturas disponibles, esta función las pondrá en el almacenamiento.
        sensor.check()

        # Verificar si el almacenamiento contiene muestras disponibles
        if sensor.available():
            # Acceder al FIFO de almacenamiento y recopilar las lecturas (enteros)
            red_reading = sensor.pop_red_from_storage()
            ir_reading = sensor.pop_ir_from_storage()

            # Imprimir los datos adquiridos (para que puedan ser graficados con un Serial Plotter)
            print("red_reading",red_reading, "ir_reading", ir_reading)

if __name__ == '__main__':
    main()

Análisis del Código

  1. Configuración de la Interfaz I2C

    SoftI2C se inicializa con los pines SDA y SCL, y se establece una frecuencia de 400kHz para la comunicación.

    from machine import SoftI2C, Pin
i2c = SoftI2C(sda=Pin(20), scl=Pin(21), freq=400000)

  2. Inicialización del Sensor

    El sensor MAX30102 se inicializa utilizando la interfaz I2C. Se realiza un escaneo del bus I2C para asegurar que el sensor esté conectado y reconocido.

    Para más información sobre la biblioteca max30102, por favor visita n-elia/MAX30102-MicroPython-driver.

    from max30102 import MAX30102
sensor = MAX30102(i2c=i2c)

  3. Configuración del Sensor

    El sensor se configura con ajustes predeterminados para el modo LED, rango ADC, tasa de muestreo, potencia LED, muestras promediadas y ancho de pulso. Se establecen configuraciones adicionales como la tasa de muestreo, promedio de FIFO y amplitud de LED.

    sensor.setup_sensor()
sensor.set_sample_rate(400)
sensor.set_fifo_average(8)
sensor.set_active_leds_amplitude(MAX30105_PULSE_AMP_MEDIUM)

  4. Lectura de la Temperatura

    Se lee y se imprime la temperatura del sensor.

    print(sensor.read_temperature())

  5. Adquisición de Datos

    Se establece un bucle para adquirir datos continuamente del sensor. Se consulta el método check() para ver si hay nuevas lecturas disponibles. Las lecturas rojas e IR se recuperan del almacenamiento del sensor y se imprimen.

    while True:
    sensor.check()
    if sensor.available():
        red_reading = sensor.pop_red_from_storage()
        ir_reading = sensor.pop_ir_from_storage()
        print("red_reading",red_reading, "ir_reading", ir_reading)

    Abre Plotter en Thonny para observar los datos del ritmo cardíaco.

    ../_images/Lesson_14_max30102_plotter.png