HS-S70P Herzfrequenzsensor

HS-S70P 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

Herzfrequenzsensor-HS-S70P SchaltungKlicken Sie zum Anzeigen

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

  • Montageart: Schraubenfestigung

4, Platinegröße

5、Arduino IDE Beispielprogramm

Achtung: Wenn beim Hochladen des Programms eine Fehlermeldung bezüglich der Bibliotheksdateien angezeigt wird, laden Sie bitte zuerst die Bibliotheksdateien herunter!
Anleitung zum Herunterladen und Importieren der Bibliotheksdateien für das Arduino IDE:Klicken Sie zum Anzeigen

Beispielprogramm (UNO-Entwicklerboard):

#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");

}

6、ESP32 Python Beispiel (für Mixly IDE /米思齐)

Entwicklungsboard auswählen Python ESP32 [ESP32 Generic(4MB)] auf den Code-Modus umschalten und hochladen

Achtung: Wenn beim Hochladen des Programms eine Fehlermeldung bezüglich der Bibliotheksdateien angezeigt wird, laden Sie bitte zuerst die Bibliotheksdateien herunter!
米思齐（Mixly）IDE ESP32库文件下载及导入教程：Klicken Sie zum Anzeigen

示例程序（ESP32-Python）：

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)))

7、米思齐 Mixly 示例程序（图形化语言） in Deutsch

Beispielprogramm (UNO-Entwicklerboard):2、第二步将UNO开发板的库文件下载后解压在桌面。
Achtung: Wenn beim Hochladen des Programms eine Fehlermeldung bezüglich der Bibliotheksdateien angezeigt wird, laden Sie bitte zuerst die Bibliotheksdateien herunter!
米思齐（Mixly）IDE Arduino库文件下载及导入教程：Klicken Sie zum Anzeigen

Beispielprogramm (ESP32-Entwicklungsboard):2、第二步将UNO开发板的库文件下载后解压在桌面。
Achtung: Wenn beim Hochladen des Programms eine Fehlermeldung bezüglich der Bibliotheksdateien angezeigt wird, laden Sie bitte zuerst die Bibliotheksdateien herunter!
米思齐（Mixly）IDE ESP32库文件下载及导入教程：Klicken Sie zum Anzeigen

8、Testumgebung Einrichtung

Testumgebung für Arduino UNO einrichten

Vorbereiten Sie die Komponenten:

  • HELLO STEM UNO R3 Entwicklungsplatine *1

  • HELLO STEM UNO EXP1 Erweiterungsplatte *1

  • USB type-c Datenkabel *1

  • Herzfrequenzsensormodul (HS-S70-P)*1

  • PH2.0 4P Steckerkabel *1

Schaltplan der Leitung:wird aktualisiert...

ESP32 Testumgebung einrichten

Vorbereiten Sie die Komponenten:

  • ESP32EA MOC Entwicklungsboard *1

  • ESP32-EXP1 Erweiterungsplatine *1

  • USB type-c Datenkabel *1

  • Herzfrequenzsensormodul (HS-S70-P)*1

  • PH2.0 4P Steckerkabel *1

Schaltplan der Leitung:wird aktualisiert...

9、Video-Tutorial

Video-Tutorial:Klicken Sie zum Anzeigen

10、Testergebnis

Arduino UNO Testergebnis：

wird aktualisiert...

ESP32 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.

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