Подключение датчика пульса MAX30100 к Arduino: Пошаговое руководство

Компоненты и материалы

Софт

• Arduino IDE
• Processing (визуализация PPG-волн) — processing.org

О проекте

Руководство по подключению модуля пульсоксиметрии MAX30100 (ProtoCentral breakout) к Arduino и визуализации фотоплетизмограммы (PPG) и SpO2 в Processing.

Схема подключения (I2C)

• VIN → 3.3 В или 5 В (на модуле есть стабилизатор)
• GND → GND
• SCL → A5 (Uno)
• SDA → A4 (Uno)
• INT → не обязателен (прерывание готовности данных)

Примечание: На модуле ProtoCentral уже стоят pull-up резисторы 4.7 кОм на SDA/SCL — дополнительные не нужны.

Установка библиотек

1. Arduino IDE: Скетч → Подключить библиотеку → Управление библиотеками → ищем ProtoCentral_MAX30100 или MAX30100lib → Установить.
2. Processing: скачайте IDE для вашей ОС, установите.

Настройка Processing-визуализатора

1. Скачайте репозиторий ProtoCentral: GitHub Pulse.
2. Распакуйте, найдите папку Processing/ces_view_oximeter.
3. Скопируйте её в sketchbook Processing:
   • Windows: C:\Users\\Documents\Processing\
   • macOS: /Users//Documents/Processing/
   • Linux: /home//sketchbook/
4. Создайте папку libraries в sketchbook, если нет.
5. Скопируйте папки G4P из Pulse-master/Processing/libraries в libraries sketchbook.
6. Перезапустите Processing IDE.
7. Откройте любой .pde файл в ces_view_oximeter → Run.
8. В GUI выберите COM-порт Arduino → Start.

Что вы увидите

• Две волны: красная (Red LED) и инфракрасная (IR LED) — это PPG-сигналы.
• Расчётные SpO2 и BPM в реальном времени.
• Графики обновляются с частотой сэмплирования датчика (обычно 100 Гц).

Arduino-скетч (минимальный)

Используйте пример из библиотеки ProtoCentral_MAX30100 (File → Examples → ProtoCentral_MAX30100 → MAX30100_Basic или похожий). Он инициализирует датчик, настраивает ток LED, режим SpO2, и в loop() читает FIFO, шлёт данные по Serial в формате, понятном Processing-скетчу.

Типичные проблемы

• Нет данных / нули: проверьте I2C-адрес (0x57), питание 3.3В, pull-upы.
• Шумовый сигнал: прижимайте палец плотнее, используйте резиновую накладку, избегайте движения.
• Processing не коннектится: закройте Serial Monitor в Arduino IDE (порт занят), проверьте COM-порт, обновите библиотеки G4P.
• SpO2 не реалистичен: нужен калибровочный коэффициент; сырые данные требуют фильтрации (DC removal, полосовой фильтр).

Полезные ссылки

• Библиотека и примеры: ProtoCentral/Pulse
• Схемы и дизайн-файлы breakout: тот же репозиторий.
• Datasheet MAX30100 (Maxim Integrated).