HS-S70-L Herzfrequenzsensor

1、Einführung

Das Herzfrequenzsensor ist ein elektronisches Gerät zur Überwachung der Herzschlagfrequenz und -rhythmus, das in der medizinischen Gesundheitsversorgung, Sportgymnastik und intelligenten Kleidung weit verbreitet ist.

2、Schemazeichnung

3、Modulparameter

Pinbezeichnung	Beschreibung
GND	GND（Spannungsversorgungsminus）
VCC	VCC（Spannungsversorgungsplus）
A	IIC-Datenübertragungsstecker
L	IIC-Kommunikationsuhrstecker

Spannungsversorgung: 3.3V - 5V
Verbindungsmethode: PH2.0 4P Steckerkabel
Installationsmethode: Bausteinmontage

4, Platinegröße

5、Arduino IDE Beispielprogramm

Beispielprogramm (UNO-Entwicklerboard): Klicken Sie zum Herunterladen

#include <Wire.h>
#include "MAX30105.h"
#include "heartRate.h"

MAX30105 particleSensor;
const byte RATE_SIZE = 4; //Increase this for more averaging. 4 is good.
 byte rates[RATE_SIZE]; //Array of heart rates
 byte rateSpot = 0;
 long lastBeat = 0; //Time at which the last beat occurred
 float beatsPerMinute;
 int Bpm_value;

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST);
  particleSensor.setup(); //Configure sensor with default settings
  particleSensor.setPulseAmplitudeRed(0x0A); //Turn Red LED to low to indicate sensor is running
  particleSensor.setPulseAmplitudeGreen(0); //Turn off Green LED

}

void loop(){
  long irValue = particleSensor.getIR();
  if (checkForBeat(irValue) == true)
    {
      //We sensed a beat!
      long delta = millis() - lastBeat;
      lastBeat = millis();
      beatsPerMinute = 60 / (delta / 1000.0);
      if (beatsPerMinute < 255 && beatsPerMinute > 20)
      {
        rates[rateSpot++] = (byte)beatsPerMinute; //Store this reading in the array
        rateSpot %= RATE_SIZE; //Wrap variable
        //Take average of readings
  Bpm_value = 0;
        for (byte x = 0 ; x < RATE_SIZE ; x++)
  Bpm_value += rates[x];
  Bpm_value /= RATE_SIZE;
      }
    }
    Serial.print("Bpm_value = ");
    Serial.print(Bpm_value);
    Serial.println(" bpm");

}

Beispielprogramm (ESP32-Entwicklungsboard - basierend auf Python, kann nicht mit Arduino IDE hochgeladen werden):

from machine import I2C, Pin
import time

MAX3010X_I2C_ADDR = 0x57
REG_FIFOWRITEPTR   = 0x04
REG_FIFOOVERFLOW   = 0x05
REG_FIFOREADPTR    = 0x06
REG_FIFODATA       = 0x07
REG_FIFOCONFIG     = 0x08
REG_MODECONFIG     = 0x09
REG_PARTICLECONFIG = 0x0A
REG_LED1_PA        = 0x0C
REG_LED2_PA        = 0x0D
REG_MULTILEDCONFIG1= 0x11
REG_MULTILEDCONFIG2= 0x12
REG_PARTID         = 0xFF
EXPECTED_PARTID    = 0x15

def _mask_write(i2c, addr, reg, mask, bits):
    cur = i2c.readfrom_mem(addr, reg, 1)[0]
    cur &= mask
    cur |= bits
    i2c.writeto_mem(addr, reg, bytes([cur]))

class MAX3010x:
    def __init__(self, i2c, address=MAX3010X_I2C_ADDR):
        self.i2c = i2c
        self.address = address

    def read_reg(self, reg):
        return self.i2c.readfrom_mem(self.address, reg, 1)[0]

    def write_reg(self, reg, val):
        self.i2c.writeto_mem(self.address, reg, bytes([val & 0xFF]))

    def soft_reset(self):
        _mask_write(self.i2c, self.address, REG_MODECONFIG, 0xBF, 0x40)
        t0 = time.ticks_ms()
        while time.ticks_diff(time.ticks_ms(), t0) < 100:
            if (self.read_reg(REG_MODECONFIG) & 0x40) == 0:
                return True
            time.sleep_ms(1)
        return False

    def setup(self):
        self.soft_reset()
        _mask_write(self.i2c, self.address, REG_FIFOCONFIG, 0b11100000, 0x40)
        _mask_write(self.i2c, self.address, REG_FIFOCONFIG, 0xEF, 0x10)
        _mask_write(self.i2c, self.address, REG_MODECONFIG, 0xF8, 0x03)
        _mask_write(self.i2c, self.address, REG_PARTICLECONFIG, 0x9F, 0x60)
        _mask_write(self.i2c, self.address, REG_PARTICLECONFIG, 0xE3, 0x00)
        _mask_write(self.i2c, self.address, REG_PARTICLECONFIG, 0xFC, 0x03)
        self.write_reg(REG_LED1_PA, 0x4F)
        self.write_reg(REG_LED2_PA, 0x4F)
        _mask_write(self.i2c, self.address, REG_MULTILEDCONFIG1, 0xF8, 0x01)
        _mask_write(self.i2c, self.address, REG_MULTILEDCONFIG1, 0x8F, 0x20)
        self.write_reg(REG_FIFOREADPTR, 0)
        self.write_reg(REG_FIFOOVERFLOW, 0)
        self.write_reg(REG_FIFOWRITEPTR, 0)

    def read_fifo_red_ir(self):
        if self.read_reg(REG_FIFOREADPTR) == self.read_reg(REG_FIFOWRITEPTR):
            return None
        data = self.i2c.readfrom_mem(self.address, REG_FIFODATA, 6)
        red = ((data[0] << 16) | (data[1] << 8) | data[2]) & 0x3FFFF
        ir  = ((data[3] << 16) | (data[4] << 8) | data[5]) & 0x3FFFF
        return red, ir

lastBeatTime = 0
threshold = 2000
peak = 0
trough = 999999
amp = 0
IBI = 600
firstBeat = True
secondBeat = False
rate = [600] * 10
rate_index = 0

def checkForBeat(ir_value):
    global threshold, peak, trough, amp
    global lastBeatTime, firstBeat, secondBeat
    global IBI, rate, rate_index
    now = time.ticks_ms()
    signal = ir_value
    if signal < threshold and signal < trough:
        trough = signal
    if signal > threshold and signal > peak:
        peak = signal
    if signal > threshold and (time.ticks_diff(now, lastBeatTime) > 300):
        IBI = time.ticks_diff(now, lastBeatTime)
        lastBeatTime = now
        if firstBeat:
            firstBeat = False
            secondBeat = True
            return False
        if secondBeat:
            secondBeat = False
            for i in range(len(rate)):
                rate[i] = IBI
        rate[rate_index] = IBI
        rate_index = (rate_index + 1) % len(rate)
        amp = peak - trough
        threshold = trough + amp * 0.5
        peak = threshold
        trough = threshold
        return True
    if time.ticks_diff(now, lastBeatTime) > 2500:
        threshold = signal * 0.97
        peak = threshold
        trough = threshold
        firstBeat = True
        secondBeat = False
    return False

def read_bpm(timeout_ms=8000):
    i2c = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=400000)
    sensor = MAX3010x(i2c)
    sensor.setup()
    start = time.ticks_ms()
    while time.ticks_diff(time.ticks_ms(), start) < timeout_ms:
        data = sensor.read_fifo_red_ir()
        if not data:
            time.sleep_ms(5)
            continue
        red, ir = data
        if ir < 20000:
            continue
        if checkForBeat(ir):
            avg_IBI = sum(rate) / len(rate)
            bpm = 60000 / avg_IBI
            new_bpm = bpm - 80
            if new_bpm < 0:
                return 0
            else:
                return int(new_bpm)
    return 0

import machine


while True:
    xinlv = read_bpm()
    print(('心率值（BMP）：' + str(xinlv)))

6、米思齐 Mixly 示例程序（图形化语言）

Beispielprogramm (UNO-Entwicklerboard):2、第二步将UNO开发板的库文件下载后解压在桌面。

示例程序(ESP32开发板)：2、第二步将UNO开发板的库文件下载后解压在桌面。

7, Aufbau des Testumgebungs

Arduino-Umgebung einrichten

Vorbereiten Sie die Komponenten:

HELLO STEM UNO R3 Entwicklungsplatine *1
HELLO STEM UNO EXP1 Erweiterungsplatte *1
USB type-c Datenkabel *1
Herzfrequenzsensor-Modul (HS-S70-L)*1
PH2.0 4P Steckerkabel *1

Schaltplan der Leitung:

Einrichtung der Micropython-Umgebung

Vorbereiten Sie die Komponenten:

ESP32EA MOC Entwicklungsboard *1
ESP32-EXP1 Erweiterungsplatine *1
USB type-c Datenkabel *1
Herzfrequenzsensor-Modul (HS-S70-L)*1
PH2.0 4P Steckerkabel *1

Schaltplan der Leitung:

8、Arduino-Bibliothek hinzufügen

Hier ist der Bezug für die Verwendung der Bibliothek:Bibliothek installieren und verwenden

Bibliothekskdatei:2、第二步将UNO开发板的库文件下载后解压在桌面。

米思齐UNO开发板库文件安装步骤（使用代码前先下载安装米思齐库文件）：参考链接

9、MicroPython-Umgebung-Bibliothekdatei hinzufügen

米思齐ESP32开发板库文件下载安装步骤（使用代码前先下载安装米思齐库文件）：参考链接

10、Video-Tutorial

Videoanleitung: Klicken Sie, um anzusehen

11、Testergebnis

Nachdem die Komponenten angeschlossen und die Leitung gut gemacht sind, laden Sie das obige Programm auf die Entwicklungsplatine hoch, und Sie können die Datenmessung des Herzfrequenzsensormoduls sehen.