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Modulo Sensore Pulsossimetro e Frequenza Cardiaca (MAX30102)

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Il MAX30102 è un modulo sensore avanzato progettato per monitorare la frequenza cardiaca e il livello di ossigenazione del sangue (SpO2). Prodotto da Maxim Integrated, combina in un unico chip le funzionalità di pulsossimetria e rilevamento del battito cardiaco, risultando una scelta molto apprezzata per dispositivi indossabili dedicati alla salute e al fitness.

Specifiche

  • Tipo di chip: MAX30102

  • Lunghezza d’onda di picco dei LED: 660nm / 880nm

  • Tensione di alimentazione: 3.3V o 5V

  • Tipo di segnale rilevato: Segnale ottico riflesso (PPG)

  • Interfaccia di uscita: Interfaccia I2C

  • Dimensioni PCB: 14 x 14mm

  • Temperatura operativa: -40 ~ +85℃

Pinout

  • VCC: Ingresso di alimentazione positiva dal controllore principale.

  • GND: Collegamento a massa.

  • SCL: Pin di clock seriale per l’interfaccia I2C.

  • SDA: Pin dati seriali per l’interfaccia I2C.

  • INT: Pin di interrupt del chip.

Principio di funzionamento

Il MAX30102 è un sensore che integra un pulsossimetro e un rilevatore di frequenza cardiaca. Si tratta di un sensore ottico che misura l’assorbimento della luce nel sangue pulsante attraverso un fotodiodo, dopo aver emesso due lunghezze d’onda da due LED — uno rosso e uno a infrarossi. Questa combinazione specifica permette di effettuare letture appoggiando il dito sul sensore.

Il funzionamento si basa sull’emissione di luce rossa e infrarossa sulla pelle (tipicamente su un dito o un lobo dell’orecchio, dove il tessuto non è troppo spesso), e sulla misurazione della luce riflessa tramite un fotodiodo. Questa tecnica di rilevamento si chiama fotopletismografia (PPG).

Il funzionamento del MAX30102 può essere suddiviso in due sezioni principali: misurazione della frequenza cardiaca e pulsossimetria (rilevamento del livello di ossigeno nel sangue).

Misurazione della Frequenza Cardiaca

L’emoglobina ossigenata (HbO2) presente nel sangue arterioso assorbe la luce a infrarossi. Più il sangue è ossigenato (più rosso appare), maggiore sarà l’assorbimento della luce IR. Ad ogni battito cardiaco, la quantità di sangue nel dito varia, e di conseguenza anche la quantità di luce riflessa, generando un’onda periodica che può essere interpretata come impulso cardiaco (HR).

Pulsossimetria

La pulsossimetria si basa sul principio che l’assorbimento della luce rossa e infrarossa varia a seconda della quantità di ossigeno presente nel sangue.

Esempi