Android pulse oxymeter with Arduino | অ্যান্ড্রয়েড অক্সিমিটার

1,492

পালস অক্সিমিটার তৈরী করা আমরা ইতোমধ্যে দেখেছি এই টিউটোরিয়ালে। এবার আমরা যে পালস অক্সিমিটারটি তৈরী করব সেটির ডিসপ্লে হচ্ছে আমাদের মোবাইল ফোন। আমরা এমন একটি মোবাইল অ্যাপ তৈরী করব যা অক্সিমিটারের রিডিং মোবাইল ফোনে দেখাবে।

প্রয়োজনীয় যন্ত্রপাতি	পরিমান	লিংক
Arduino Mega-2560(China)	1	http://bit.ly/2Izr2cB
SparkFun Particle Sensor Breakout – MAX30105	1	http://bit.ly/2JluwDM
Mini Breadboard	1	http://bit.ly/2IzQYYZ
Male to male jumpers	4	http://bit.ly/2IkA1hy
Wireless programming and communication shield	1	http://bit.ly/2MVYpNw
2S Li-Ion Battery with Charger	1	http://bit.ly/2HethUZ
Rubber band	1

সার্কিটঃ

প্রথমে মোবাইলের সাথে wireless programming shield কে মোবাইলের সাথে পেয়ার করিয়ে নিতে হবে। পেয়ার করতে যেকোনো সমস্যার সমাধানের জন্য এই ম্যানুয়ালটি দেখতে হবে।

প্রথমে রাবার ব্যান্ডটিকে পার্টিকেল সেন্সরের সাথে সংযুক্ত করি।

আরডুইনোর উপরে Wireless programming and communication shield কে বসাই। পার্টিকেল সেন্সর ও আরডুইনোর মধ্যে নিচের কানেকশনটি সম্পন্ন করি।

Arduino UNO-R3	SparkFun Particle Sensor Breakout – MAX30105
VCC	5V
GND	GND
SDA	A4
SCL	A5

ব্যাটারি দিয়ে আরডুইনোকে পাওয়ার আপ করে সার্কিট সম্পন্ন করি।

কোডঃ

প্রথমে এই লাইব্রেরিটি ডাউনলোড করি এবং ইন্সটল করি। তারপর নিচের কোডটি আরডুইনোতে আপলোড করি।

#include &lt;Wire.h>
#include "MAX30105.h"
#include "spo2_algorithm.h"
const byte RATE_SIZE = 4; //Increase this for more averaging. 4 is good.
byte rates[RATE_SIZE]; //Array of heart rates
MAX30105 particleSensor;

#define MAX_BRIGHTNESS 255



#if defined(__AVR_ATmega328P__) || defined(__AVR_ATmega168__)
//Arduino Uno doesn't have enough SRAM to store 100 samples of IR led data and red led data in 32-bit format
//To solve this problem, 16-bit MSB of the sampled data will be truncated. Samples become 16-bit data.
uint16_t irBuffer[100]; //infrared LED sensor data
uint16_t redBuffer[100];  //red LED sensor data
#else
uint32_t irBuffer[100]; //infrared LED sensor data
uint32_t redBuffer[100];  //red LED sensor data
#endif

int32_t bufferLength; //data length
int32_t spo2; //SPO2 value
int8_t validSPO2; //indicator to show if the SPO2 calculation is valid
int32_t heartRate; //heart rate value
int8_t validHeartRate; //indicator to show if the heart rate calculation is valid


byte readLED = 13; //Blinks with each data read


void setup()
{
  
  Serial.begin(115200); // initialize serial communication at 115200 bits per second:
  
 
  pinMode(readLED, OUTPUT);

  // Initialize sensor
  if (!particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) //Use default I2C port, 400kHz speed
  {
    Serial.println(F("MAX30105 was not found. Please check wiring/power."));
    while (1);
  }
  
  while (Serial.available() == 0) ; //wait until user presses a key
  Serial.read();

  byte ledBrightness = 60; //Options: 0=Off to 255=50mA
  byte sampleAverage = 4; //Options: 1, 2, 4, 8, 16, 32
  byte ledMode = 2; //Options: 1 = Red only, 2 = Red + IR, 3 = Red + IR + Green
  byte sampleRate = 100; //Options: 50, 100, 200, 400, 800, 1000, 1600, 3200
  int pulseWidth = 411; //Options: 69, 118, 215, 411
  int adcRange = 4096; //Options: 2048, 4096, 8192, 16384

  particleSensor.setup(ledBrightness, sampleAverage, ledMode, sampleRate, pulseWidth, adcRange); //Configure sensor with these settings
}

void loop()
{
  bufferLength = 100; //buffer length of 100 stores 4 seconds of samples running at 25sps

  //read the first 100 samples, and determine the signal range
  for (byte i = 0 ; i &lt; bufferLength ; i++)
  {
    while (particleSensor.available() == false) //do we have new data?
      particleSensor.check(); //Check the sensor for new data

    redBuffer[i] = particleSensor.getRed();
    irBuffer[i] = particleSensor.getIR();
    particleSensor.nextSample(); //We're finished with this sample so move to next sample


  }

  //calculate heart rate and SpO2 after first 100 samples (first 4 seconds of samples)
  maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(irBuffer, bufferLength, redBuffer, &amp;spo2, &amp;validSPO2, &amp;heartRate, &amp;validHeartRate);

  //Continuously taking samples from MAX30102.  Heart rate and SpO2 are calculated every 1 second
  while (1)
  {
    //dumping the first 25 sets of samples in the memory and shift the last 75 sets of samples to the top
    for (byte i = 25; i &lt; 100; i++)
    {
      redBuffer[i - 25] = redBuffer[i];
      irBuffer[i - 25] = irBuffer[i];
    }

    //take 25 sets of samples before calculating the heart rate.
    for (byte i = 75; i &lt; 100; i++)
    {
      while (particleSensor.available() == false) //do we have new data?
        particleSensor.check(); //Check the sensor for new data

      digitalWrite(readLED, !digitalRead(readLED)); //Blink onboard LED with every data read

      redBuffer[i] = particleSensor.getRed();
      irBuffer[i] = particleSensor.getIR();
      particleSensor.nextSample(); //We're finished with this sample so move to next sample

      //send samples and calculation result to terminal program through UART

      if(spo2==-999)
      {
      Serial.print(" ");
      Serial.print("?");
      Serial.println(" ");
      }

      else{
      Serial.print(" ");
      Serial.print("SPO2=");
      
      Serial.print(spo2,DEC);
      Serial.println("%");
      Serial.println(" ");
      }
   

      
    }

    //After gathering 25 new samples recalculate HR and SP02
    maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(irBuffer, bufferLength, redBuffer, &amp;spo2, &amp;validSPO2, &amp;heartRate, &amp;validHeartRate);
  }
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

#include <Wire.h>

#include "MAX30105.h"

#include "spo2_algorithm.h"

const byte RATE_SIZE = 4; //Increase this for more averaging. 4 is good.

byte rates[RATE_SIZE]; //Array of heart rates

MAX30105 particleSensor;

#define MAX_BRIGHTNESS 255

#if defined(__AVR_ATmega328P__) || defined(__AVR_ATmega168__)

//Arduino Uno doesn't have enough SRAM to store 100 samples of IR led data and red led data in 32-bit format

//To solve this problem, 16-bit MSB of the sampled data will be truncated. Samples become 16-bit data.

uint16_t irBuffer[100]; //infrared LED sensor data

uint16_t redBuffer[100]; //red LED sensor data

#else

uint32_t irBuffer[100]; //infrared LED sensor data

uint32_t redBuffer[100]; //red LED sensor data

#endif

int32_t bufferLength; //data length

int32_t spo2; //SPO2 value

int8_t validSPO2; //indicator to show if the SPO2 calculation is valid

int32_t heartRate; //heart rate value

int8_t validHeartRate; //indicator to show if the heart rate calculation is valid

byte readLED = 13; //Blinks with each data read

void setup()

{

Serial.begin(115200); // initialize serial communication at 115200 bits per second:

pinMode(readLED, OUTPUT);

// Initialize sensor

if (!particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) //Use default I2C port, 400kHz speed

{

Serial.println(F("MAX30105 was not found. Please check wiring/power."));

while (1);

}

while (Serial.available() == 0) ; //wait until user presses a key

Serial.read();

byte ledBrightness = 60; //Options: 0=Off to 255=50mA

byte sampleAverage = 4; //Options: 1, 2, 4, 8, 16, 32

byte ledMode = 2; //Options: 1 = Red only, 2 = Red + IR, 3 = Red + IR + Green

byte sampleRate = 100; //Options: 50, 100, 200, 400, 800, 1000, 1600, 3200

int pulseWidth = 411; //Options: 69, 118, 215, 411

int adcRange = 4096; //Options: 2048, 4096, 8192, 16384

particleSensor.setup(ledBrightness, sampleAverage, ledMode, sampleRate, pulseWidth, adcRange); //Configure sensor with these settings

}

void loop()

{

bufferLength = 100; //buffer length of 100 stores 4 seconds of samples running at 25sps

//read the first 100 samples, and determine the signal range

for (byte i = 0 ; i < bufferLength ; i++)

{

while (particleSensor.available() == false) //do we have new data?

particleSensor.check(); //Check the sensor for new data

redBuffer[i] = particleSensor.getRed();

irBuffer[i] = particleSensor.getIR();

particleSensor.nextSample(); //We're finished with this sample so move to next sample

}

//calculate heart rate and SpO2 after first 100 samples (first 4 seconds of samples)

maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(irBuffer, bufferLength, redBuffer, &spo2, &validSPO2, &heartRate, &validHeartRate);

//Continuously taking samples from MAX30102. Heart rate and SpO2 are calculated every 1 second

while (1)

{

//dumping the first 25 sets of samples in the memory and shift the last 75 sets of samples to the top

for (byte i = 25; i < 100; i++)

{

redBuffer[i - 25] = redBuffer[i];

irBuffer[i - 25] = irBuffer[i];

}

//take 25 sets of samples before calculating the heart rate.

for (byte i = 75; i < 100; i++)

{

while (particleSensor.available() == false) //do we have new data?

particleSensor.check(); //Check the sensor for new data

digitalWrite(readLED, !digitalRead(readLED)); //Blink onboard LED with every data read

redBuffer[i] = particleSensor.getRed();

irBuffer[i] = particleSensor.getIR();

particleSensor.nextSample(); //We're finished with this sample so move to next sample

//send samples and calculation result to terminal program through UART

if(spo2==-999)

{

Serial.print(" ");

Serial.print("?");

Serial.println(" ");

}

else{

Serial.print(" ");

Serial.print("SPO2=");

Serial.print(spo2,DEC);

Serial.println("%");

Serial.println(" ");

}

//After gathering 25 new samples recalculate HR and SP02

maxim_heart_rate_and_oxygen_saturation(irBuffer, bufferLength, redBuffer, &spo2, &validSPO2, &heartRate, &validHeartRate);

}

অ্যাপ তৈরীঃ

অ্যান্ডয়েড অ্যাপটি তৈরী করতে আমরা ব্যবহার করব MIT app inventor । এটি সম্পর্কে আগের দুটি টিউটোরিয়ালে ইতোমধ্যে বিশদ আলোচনা করা হয়েছে।

ডিজাইনার অংশঃ

অ্যাপের স্ক্রিনটি দেখতে হবে এরকমঃ

স্ক্রিনের কম্পোনেন্টগুলো নিম্নরুপ।

Screen 1: স্ক্রিনের টাইটেল হচ্ছে Oxygen Saturation. ইচ্ছে হলে অন্যকোনো নামও দেওয়া যেতে পারে।

Listpicker 1: এটি হচ্ছে ব্লুটুথ মডিউল সিলেকশনের বাটন। আমরা লিস্টপিকারের টেক্সটের জায়গায় লিখেছি ‘Select BT module’।

Button 1: এটি হচ্ছে ‘Place finger on rubber band and start’ লেখা বাটনটি। এটি প্রেস করার পরই আমরা আরডুইনো থেকে ডেটা রিসিভ করতে শুরু করব।

Label 1: এইখানে আরডুইনো থেকে প্রাপ্ত ডেটা অর্থ্যাৎ, অক্সিজেন স্যাচুরেশন দেখা যাবে। প্রপার্টিজে গিয়ে Label 1 এর প্যারামিটারগুলো এভাবে সেট করতে হবেঃ