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Lezione 41: Monitor del battito cardiaco

Questo progetto Arduino mira a realizzare un semplice monitor del battito cardiaco utilizzando un sensore pulsossimetro MAX30102 e un display OLED SSD1306. Il codice misura il battito calcolando il tempo tra un battito e l’altro. Dopo quattro misurazioni, viene calcolata la media, che viene poi visualizzata sul display OLED. Se il sensore non rileva un dito, viene mostrato un messaggio per invitare l’utente a posizionarlo correttamente.

Componenti Necessari

Per questo progetto servono i seguenti componenti.

È sicuramente comodo acquistare il kit completo, ecco il link:

Nome	COMPONENTI NEL KIT	LINK
Universal Maker Sensor Kit	94	Universal Maker Sensor Kit

Puoi anche acquistare separatamente i singoli componenti:

Introduzione al Componente	Link Acquisto
Arduino UNO R3 o R4	ACQUISTA
Modulo Sensore Pulsossimetro e Frequenza Cardiaca (MAX30102)	ACQUISTA
Modulo Display OLED (SSD1306)	-
Breadboard	ACQUISTA

Cablaggio

../_images/Lesson_41_Heart_rate_monitor_uno_bb.png

Codice

Nota

Per installare le librerie, apri il Library Manager di Arduino, cerca «SparkFun MAX3010x», «Adafruit SSD1306» e «Adafruit GFX», quindi installale.

Analisi del Codice

Il principio alla base di questo progetto è la rilevazione delle pulsazioni del flusso sanguigno tramite il dito, utilizzando il sensore MAX30102. Quando il sangue scorre, il volume nei vasi del polpastrello varia leggermente. Il sensore rileva queste variazioni misurando la luce assorbita o riflessa attraverso il dito. L’intervallo tra le pulsazioni viene poi usato per calcolare il battito cardiaco in BPM (battiti per minuto), che viene mediato su quattro misurazioni e visualizzato sullo schermo OLED.

Inclusione delle librerie e dichiarazioni iniziali:

Il codice inizia includendo le librerie necessarie per il display OLED, il sensore MAX30102 e l’algoritmo di calcolo del battito cardiaco. Viene poi configurato il display e inizializzate le variabili per il calcolo.

Nota

Per installare le librerie, apri il Library Manager di Arduino, cerca «SparkFun MAX3010x», «Adafruit SSD1306» e «Adafruit GFX», quindi installale.
```
#include <Adafruit_GFX.h>  // Librerie per OLED
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <Wire.h>
#include "MAX30105.h"   // Libreria per MAX3010x
#include "heartRate.h"  // Algoritmo per il calcolo del battito cardiaco

// ... Variabili e configurazione OLED
```
In questo progetto, abbiamo anche definito alcune immagini bitmap. La parola chiave PROGMEM indica che l’array è memorizzato nella memoria programma del microcontrollore Arduino, utile per risparmiare spazio in RAM.
```
static const unsigned char PROGMEM beat1_bmp[] = {...}

static const unsigned char PROGMEM beat2_bmp[] = {...}
```

Funzione di setup:

Inizializza la comunicazione I2C, la comunicazione seriale, il display OLED e il sensore MAX30102.

void setup() {
    Wire.setClock(400000);
    Serial.begin(9600);
    display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, SCREEN_ADDRESS);
    // ... Codice di setup restante

Funzione loop principale:

Qui risiede la logica principale. Viene letto il valore IR dal sensore. Se viene rilevato un dito (valore IR > 50000), si controlla la presenza di un battito. Se il battito viene rilevato, viene aggiornato lo schermo OLED e calcolato il BPM. In caso contrario, viene richiesto all’utente di posizionare il dito correttamente.

Sono inoltre stati creati due bitmap animati per visualizzare un effetto battito cardiaco dinamico sul display.

void loop() {
  // Ottiene il valore IR dal sensore
  long irValue = particleSensor.getIR();

  // Se viene rilevato un dito
  if (irValue > 50000) {

    // Verifica se è stato rilevato un battito
    if (checkForBeat(irValue) == true) {

      // Aggiorna lo schermo OLED
      // Calcola il BPM

      // Calcola la media del BPM
      // Stampa IR, BPM attuale e BPM medio sul serial monitor

      // Aggiorna il display OLED

    }
  }
  else {
    // ... Messaggio per posizionare il dito sul sensore
  }
}