注釈

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レッスン14: パルスオキシメーターおよび心拍センサーモジュール (MAX30102)

このレッスンでは、MAX30102センサーとArduino Unoを使用して心拍数を測定する方法を学びます。センサーの設定、赤外線値の読み取り、BPM（1分間の心拍数）の計算、時間経過による平均化について学びます。このプロジェクトは、Arduinoを使用した健康監視に興味がある方に最適で、ハードウェアのインターフェースとソフトウェアのロジックを組み合わせています。

警告

このプロジェクトは光学的に心拍数を検出します。この方法は微妙で誤読が発生しやすいですので、実際の医療診断には 使用しないでください 。

必要なコンポーネント

このプロジェクトでは、以下のコンポーネントが必要です。

一式をまとめて購入すると便利です。リンクはこちら：

Name	ITEMS IN THIS KIT	LINK
Universal Maker Sensor Kit	94	Universal Maker Sensor Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

Component Introduction	Purchase Link
Arduino UNO R3 or R4	購入
パルスオキシメータおよび心拍センサーモジュール (MAX30102)	購入

配線

../_images/Lesson_14_max30102_module_uno_bb.png

コード

注釈

ライブラリをインストールするには、Arduinoライブラリマネージャーを使用して "SparkFun MAX3010x" を検索し、インストールしてください。

コード解析

ライブラリのインクルードとグローバル変数の初期化:

必要なライブラリがインポートされ、センサーオブジェクトがインスタンス化され、データ管理のためのグローバル変数が設定されます。

注釈

ライブラリをインストールするには、Arduinoライブラリマネージャーを使用して "SparkFun MAX3010x" を検索し、インストールしてください。
```
#include <Wire.h>
#include "MAX30105.h"
#include "heartRate.h"
MAX30105 particleSensor;
// ... (other global variables)
```
セットアップ関数とセンサーの初期化:

シリアル通信は9600ボーのレートで初期化されます。センサーの接続がチェックされ、成功した場合、初期化シーケンスが実行されます。センサーが検出されない場合はエラーメッセージが表示されます。
```
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  if (!particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) {
    Serial.println("MAX30102 not found.");
    while (1) ;  // Infinite loop if sensor not detected.
  }
  // ... (further setup)
```
IR値の読み取りと心拍のチェック:

血流を示すIR値がセンサーから取得されます。この値に基づいて checkForBeat() 関数が心拍を検出したかどうかを評価します。
```
long irValue = particleSensor.getIR();
if (checkForBeat(irValue) == true) {
    // ... (heartbeat detected actions)
}
```
1分間の心拍数（BPM）の計算:

心拍が検出された場合、最後に検出された心拍からの時間差に基づいてBPMが計算されます。コードはまた、BPMが現実的な範囲内に収まるかどうかを確認してから平均を更新します。
```
long delta = millis() - lastBeat;
beatsPerMinute = 60 / (delta / 1000.0);
if (beatsPerMinute < 255 && beatsPerMinute > 20) {
    // ... (store and average BPM)
}
```

シリアルモニターへの値の表示:

IR値、現在のBPM、および平均BPMがシリアルモニターに表示されます。さらに、IR値が低すぎる場合、指が存在しないことを示唆するメッセージが表示されます。

//Print the IR value, current BPM value, and average BPM value to the serial monitor
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?");