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パルスオキシメータおよび心拍センサーモジュール (MAX30102)

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MAX30102は、心拍数と血中酸素レベル(SpO2)を追跡するために設計された高度なセンサーモジュールです。Maxim Integrated社によって製造され、パルスオキシメトリと心拍数モニタリングをコンパクトなパッケージにまとめており、ウェアラブルヘルスおよびフィットネスアプリケーションにおいて人気があります。

仕様

  • チップタイプ: MAX30102

  • LEDピーク波長: 660nm/880nm

  • 供給電圧: 3.3Vまたは5V

  • 検出信号タイプ: 光反射信号 (PPG)

  • 出力信号インターフェース: I2Cインターフェース

  • PCBサイズ: 14 x 14mm

  • 動作温度: -40 ~ +85℃

ピン配置

  • VCC: メインコントローラからの正電源入力。

  • GND: グランド接続。

  • SCL: I2Cインターフェースのシリアルクロックピン。

  • SDA: I2Cインターフェースのシリアルデータピン。

  • INT: ICの割り込みピン。

原理

MAX30102はパルスオキシメータと心拍数モニターを組み合わせたセンサーです。2つのLED(赤色と赤外線)の光を発し、フォトディテクタを通して脈動血液の吸収を測定する光学センサーです。この特定のLEDカラーの組み合わせは、指先でデータを読み取ることができるように設計されています。

MAX30102は、指や耳たぶ(または皮膚があまり厚くない場所)に光を照射し、フォトディテクタを使用して反射光の量を測定します。この光による脈拍検出の方法は、フォトプレチスモグラムと呼ばれます。

MAX30102の動作は、心拍数測定とパルスオキシメトリ(血中酸素レベルの測定)の2つの部分に分けられます。

心拍数測定

動脈血中の酸素化ヘモグロビン(HbO2)はIR光を吸収する特性があります。血液が赤いほど(ヘモグロビンが多いほど)、IR光の吸収が多くなります。血液が各心拍で指を通過すると、反射光の量が変化し、フォトディテクタの出力で変化する波形が生成されます。光を照射し続けてフォトディテクタの読み取りを行うことで、心拍数(HR)のパルス読み取りが迅速に得られます。

パルスオキシメトリ

パルスオキシメトリは、血液中の酸素量に応じて吸収される赤色光とIR光の量が変化する原理に基づいています。