Monitor de Puls și Saturație de Oxigen
1. Introducere
Ce face proiectul: Proiectul la care m-am gândit este un dispozitiv care îți măsoară pulsul și oxigenul din sânge atunci când pui degetul pe un senzor. Rezultatele apar pe un ecran OLED, unde poți vedea valorile live, iar dacă ceva nu este în regulă, un LED se face roșu și un buzzer sună. Datele se trimit prin Bluetooth într-o pagină web deschisă în browser, unde poți vedea graficul pulsului în timp real.
Scopul proiectului: Scopul proiectului este de a crea un dispozitiv accesibil pentru monitorizarea unor parametri vitali de bază, fără a fi nevoie de echipamente medicale scumpe. Prin acest proiect vreau să combin partea de măsurare, afișare, alertare și transmitere wireless într-un singur sistem.
Ideea de la care am pornit: Ideea a pornit de la utilitatea unui pulsoximetru simplu, dar extinsă cu conectivitate wireless și vizualizare modernă a datelor. În loc ca valorile să fie afișate doar pe un ecran mic, am vrut ca ele să poată fi urmărite și pe telefon sau PC, împreună cu un grafic în timp real.
De ce este util: Proiectul este util deoarece:
- oferă o metodă rapidă și ieftină de a verifica pulsul și SpO2;
- trimite datele wireless pe telefon sau PC, fără cabluri;
- oferă feedback vizual și sonor prin LED-uri și buzzer;
- poate servi ca bază pentru proiecte medicale mai complexe;
2. Descriere Generală
Sistemul este compus din mai multe module care interacționează între ele. Senzorul MAX30102 citește datele prin I2C și le trimite la Arduino, care le procesează și le afișează pe ecranul OLED. Simultan, datele sunt trimise prin UART la modulul Bluetooth HC-05, care le transmite wireless pe telefon sau browser. LED-urile și buzzerul oferă feedback imediat în funcție de valorile măsurate.
Proiectul include un mod de analiză pe sesiune: utilizatorul ține degetul pe senzor timp de 60 de secunde, iar sistemul colectează datele, verifică stabilitatea semnalului, afișează graficul în timp real și generează un raport final. Schema bloc:
Modulele utilizate:
| Modul | Interfață | Rol în sistem |
|---|---|---|
| Arduino Uno | — | Unitatea centrală, coordonează toate celelalte module |
| Senzor MAX30102 | I2C | Citește pulsul (BPM) și saturația de oxigen (SpO2) |
| Ecran OLED SSD1306 | I2C | Afișează valorile în timp real |
| Modul Bluetooth HC-05 | UART | Transmite datele wireless către telefon sau PC |
| LED-uri (v/g/r) | GPIO/PWM | Indică vizual starea: verde=normal, galben=atenție, roșu=alarmă |
| Buzzer pasiv | PWM | Alertă sonoră la valori critice |
| Buton tactil | Întrerupere | Pornește/oprește măsurătoarea |
3. Hardware Design
Listă de componente
| # | Componentă | Model / Specificație |
|---|---|---|
| 1 | Microcontroller | Arduino Uno (ATmega328P) |
| 2 | Senzor puls + SpO2 | MAX30102 modul |
| 3 | Ecran OLED | SSD1306, 0.96”, I2C |
| 4 | Modul Bluetooth | HC-05 |
| 5 | Buzzer | Buzzer pasiv |
| 6 | LED verde | 5mm, 20mA |
| 7 | LED galben | 5mm, 20mA |
| 8 | LED roșu | 5mm, 20mA |
| 9 | Buton tactil | 6x6mm |
| 10 | Rezistențe 220Ω | 1/4W |
| 11 | Rezistențe 10kΩ | 1/4W |
| 12 | Breadboard | 830 puncte |
| 13 | Fire jumper M-M | diverse culori |
| 14 | Fire jumper M-F | diverse culori |
Schema electrică
MAX30102 și OLED-ul folosesc comunicația I2C, deci sunt conectate la aceiași pini ai plăcii Arduino: A4 pentru SDA și A5 pentru SCL. Acest lucru este posibil deoarece fiecare dispozitiv I2C are o adresă proprie, iar Arduino poate comunica separat cu fiecare modul.
Modulul Bluetooth HC-05 este conectat folosind comunicație serială prin SoftwareSerial. Pentru acesta se folosesc pinii D10 și D11, astfel încât pinii hardware D0 și D1 să rămână disponibili pentru programarea plăcii. Pinul RX al modulului HC-05 este conectat printr-un divizor de tensiune, deoarece Arduino transmite semnal logic de 5V, iar modulul Bluetooth funcționează cu nivel logic mai mic.
LED-ul RGB este conectat la pini digitali prin rezistențe de 220Ω, pentru a limita curentul. Buzzerul este conectat la un pin digital și este folosit pentru alertă sonoră. Toate componentele au GND comun, lucru necesar pentru funcționarea corectă a circuitului.
Imagini
În timpul implementării am testat componentele atât separat, cât și împreună, pentru a verifica dacă fiecare modul funcționează corect înainte de integrarea finală.
Testarea componentelor funcționale:
Avem componentele conectate și testate individual. În această etapă am verificat conexiunile pentru senzor, Bluetooth, LED RGB și buzzer. OLED-ul nu este încă integrat în acest test.
Modulul HC-05 a transmis corect mesaje către laptop prin Tera Term, iar senzorul MAX30102 a fost detectat pe magistrala I2C la adresa 0x57.
Circuitul cu toate componentele conectate:
În continuare, proiectul va fi testat cu toate modulele conectate simultan, astfel încât valorile citite de la MAX30102 să fie afișate pe OLED, transmise prin Bluetooth și folosite pentru controlul LED-ului RGB și al buzzerului.
