注釈

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レッスン14: パルスオキシメータと心拍センサーモジュール (MAX30102)

このレッスンでは、ESP32開発ボードとMAX30102パルスオキシメータおよび心拍センサー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、および正確な1分間の心拍数（BPM）の計算方法について説明します。このプロジェクトは、ヘルスモニタリングシステムに興味がある人に最適で、ESP32を使用した生体医療センサーの取り扱いについての貴重な導入となります。

警告

このプロジェクトは光学的に心拍数を検出します。この方法は難しく、誤読を招きやすいです。したがって、実際の医療診断には使用しないでください。

必要な部品

このプロジェクトには以下の部品が必要です。

すべての部品が揃ったキットを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
ESP32 & Development Board	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
ブレッドボード	購入

配線

../_images/Lesson_14_MAX30102_esp32_bb.png

コード

注釈

ライブラリをインストールするには、Arduino Library Manager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 Library Manager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;
// ... (他のグローバル変数)
```
セットアップ関数とセンサーの初期化:

シリアル通信が9600ボーで初期化されます。センサーの接続がチェックされ、成功すると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確認:

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()``関数が心拍を検出する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:

心拍が検出されると、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が現実的な範囲内であることを確認し、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がシリアルモニタに表示されます。さらに、IR値が低すぎる場合、指がセンサー上にないことを示唆します。

//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?");