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Grove - 指夹式心率传感器

Grove - 指夹式心率传感器基于PAH8001EI-2G，这是一款高性能、低功耗的CMOS工艺光学传感器，集成了绿色LED和DSP，用作心率检测(HRD)传感器。该模块基于光学技术，测量人体血管中血液流动的变化。低功耗和灵活的省电模式使其适用于可穿戴设备。由于心率传感器芯片需要高处理速度来处理心率数据算法()，该模块集成了STM32，预留的SWD接口允许用户重新编程STM32。

规格参数​

  • 超低功耗，无触摸运动时的省电模式

  • 灵活的睡眠速率控制

  • 集成STM32F103

  • I2C接口

  • 心率传感器区域仅3.0 x 4.7mm

  • 预留SWD接口

  • 工作温度：-20 ~ +60℃

接口功能​

  • 1：Grove接口

  • 2：预留的SWD接口，用于STM32编程

  • 3：心率传感器

使用方法​

在这里，我们将提供一个示例来展示如何使用这个传感器。

硬件安装​

使用Grove线缆将传感器连接到Seeeduino的I2C端口。

软件部分​

使用Arduino​

硬件串口

将以下代码复制到Arduino的新草图中并上传草图，然后您可以从串口监视器获取心率。 用手指触摸传感器后，可能需要大约一分钟才能获得有效的心率。

#include <Wire.h>
void setup() {
    Serial.begin(9600);
    Serial.println("heart rate sensor:");
    Wire.begin();
}
void loop() {
    Wire.requestFrom(0xA0 >> 1, 1);    // request 1 bytes from slave device
    while(Wire.available()) {          // slave may send less than requested
        unsigned char c = Wire.read();   // receive heart rate value (a byte)
        Serial.println(c, DEC);         // print heart rate value
    }
    delay(500);
}

软件串口

Arduino的标准I2C库是Wire库。当I2C引脚SDA/SCL已经用于其他目的时，该库无法工作。因此您可以使用SoftwareI2C。您可以将SCL连接到D2，SDA连接到D3。请下载SoftI2CMaster库并按照如何安装arduino库来设置库。将以下代码复制到Arduino的新草图中并上传草图，然后您可以从串口监视器获取心率。 用手指触摸传感器后，可能需要大约一分钟才能获得有效的心率。

#define SDA_PORT PORTD
#define SDA_PIN 3
#define SCL_PORT PORTD
#define SCL_PIN 2
#include <SoftI2CMaster.h>
#include <SoftWire.h>
SoftWire Wire = SoftWire();

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    Serial.println("heart rate sensor:");
    Wire.begin();
}
void loop() {
    Wire.requestFrom(0xA0 >> 1, 1);    // request 1 bytes from slave device
    while(Wire.available()) {          // slave may send less than requested
        unsigned char c = Wire.read();   // receive heart rate value (a byte)
        Serial.println(c, DEC);         // print heart rate value
    }
    delay(500);
}

使用Mbed​

从I2C设备0xA0（8位地址）读取一个字节，这就是心率值。

#include "mbed.h"

I2C i2c(I2C_SDA, I2C_SCL);
const int addr = 0xA0;

int main() {
    char heart_rate;
    while (1) {
        i2c.read(addr, &heart_rate, 1);
        printf("heart rate: = %d\r\n", heart_rate);
    }
}

升级固件​

我们可以通过心率传感器的引导加载程序升级其固件。

  • 引导加载程序位于0x08000000 - 0x08002000
  • 应用程序位于0x08002000 - 0x08020000
硬件连接​
  • 需要USB转串口适配器
  • UART（Grove连接器支持I2C和UART），升级固件时，Grove接口运行在UART模式。
Grove-指夹式心率传感器USB转串口(TTL)模块&适配器
VCCVCC
GNDGND
SDATX
SCLRX
软件​
  • 下载Tera Term软件
  • 设置UART波特率为115200

  • 下载固件

  • 选择 Grove - Finger-clip Heart Rate Sensor.bin

  • 将固件下载到 Grove-Finger-clip_Heart_Rate_Sensor
  • 固件下载成功
note

Grove - Finger-clip Heart Rate Sensor 提供心率测量。但是，它不是医疗设备。要在手腕、手指或手掌上使用心率检测传感器，您必须：

  • 将传感器紧固，使其与皮肤紧密接触，并在测量时保持稳定（无运动），以获得准确的心率。如果传感器与皮肤接触不良或在测量时有剧烈运动，心率将无法正确测量。

  • 传感器的性能在血流量较大时得到优化。在寒冷的日子里或用户血液循环不良（例如：手冷、手指冷和脚冷）时，由于测量位置的血流量较低，传感器性能（心率准确性）可能会受到影响。

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