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Lezione 14: Sensore di Frequenza Cardiaca e Ossimetro (MAX30102)

In questa lezione, imparerai come misurare la frequenza cardiaca utilizzando una Scheda di Sviluppo ESP32 e il sensore MAX30102 Ossimetro e Frequenza Cardiaca. Copriremo la configurazione del sensore, la lettura dei valori infrarossi e il calcolo accurato dei battiti per minuto (BPM). Questo progetto è ideale per chi è interessato ai sistemi di monitoraggio della salute e offre un’introduzione preziosa all’uso di sensori biomedici con l’ESP32.

Avvertimento

Questo progetto rileva la frequenza cardiaca otticamente. Questo metodo è delicato e può portare a letture errate. Pertanto, NON utilizzarlo per diagnosi mediche reali.

Componenti Necessari

Per questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

È decisamente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

Nome	ELEMENTI IN QUESTO KIT	LINK
Kit Sensori Universale Maker	94	Universal Maker Sensor Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai link qui sotto.

Introduzione al Componente	Link d’acquisto
ESP32 & Scheda di Sviluppo (ESP32 WROOM 32E)	ACQUISTA
Modulo Sensore Pulsossimetro e Frequenza Cardiaca (MAX30102)	ACQUISTA
Breadboard	ACQUISTA

Cablaggio

../_images/Lesson_14_MAX30102_esp32_bb.png

Codice

Nota

Per installare la libreria, utilizza il gestore delle librerie di Arduino e cerca «SparkFun MAX3010x» e installala.

Analisi del Codice

Inclusione delle Librerie e Inizializzazione delle Variabili Globali:

Importazione delle librerie essenziali, istanziazione dell’oggetto sensore e impostazione delle variabili globali per la gestione dei dati.

Nota

Per installare la libreria, utilizza il gestore delle librerie di Arduino e cerca «SparkFun MAX3010x» e installala.
```
#include <Wire.h>
#include "MAX30105.h"
#include "heartRate.h"
MAX30105 particleSensor;
// ... (altre variabili globali)
```
Funzione Setup e Inizializzazione del Sensore:

La comunicazione seriale viene inizializzata a una velocità di baud di 9600. Si verifica la connessione del sensore e, se riuscita, viene eseguita una sequenza di inizializzazione. Viene visualizzato un messaggio di errore se il sensore non viene rilevato.
```
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  if (!particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) {
    Serial.println("MAX30102 not found.");
    while (1) ;  // Ciclo infinito se il sensore non viene rilevato.
  }
  // ... (ulteriore configurazione)
```
Lettura del Valore IR e Controllo del Battito Cardiaco:

Viene recuperato il valore IR, indicativo del flusso sanguigno, dal sensore. La funzione checkForBeat() valuta se è stato rilevato un battito basandosi su questo valore.
```
long irValue = particleSensor.getIR();
if (checkForBeat(irValue) == true) {
    // ... (azioni rilevate dal battito)
}
```
Calcolo dei Battiti per Minuto (BPM):

Una volta rilevato un battito, il BPM viene calcolato in base alla differenza di tempo dall’ultimo battito rilevato. Il codice si assicura anche che il BPM rientri in un intervallo realistico prima di aggiornare la media.
```
long delta = millis() - lastBeat;
beatsPerMinute = 60 / (delta / 1000.0);
if (beatsPerMinute < 255 && beatsPerMinute > 20) {
    // ... (memorizza e media il BPM)
}
```

Stampa dei Valori sul Monitor Seriale:

Il valore IR, il BPM corrente e il BPM medio vengono stampati sul Monitor Seriale. Inoltre, il codice verifica se il valore IR è troppo basso, suggerendo l’assenza di un dito.

//Stampa il valore IR, il valore BPM corrente e il valore BPM medio sul monitor seriale
Serial.print("IR=");
Serial.print(irValue);
Serial.print(", BPM=");
Serial.print(beatsPerMinute);
Serial.print(", Avg BPM=");
Serial.print(beatAvg);

if (irValue < 50000)
  Serial.print(" No finger?");