M5Stack Basicで通信機能付き心拍・血中酸素モニタを作る（MAX30100）

こちらに続いて、M5Stack純正の心拍・血中酸素センサ（Mini Heart Rate Unit）が入手できたので、試してみました。

@nkgatewayさんから、MAX3010xシリーズによる違いをご指摘いただいたので、おさらいしておきます。上記センサはMAX30100チップが搭載しているのに対して、先の記事で使ったGAOHOU（中国製）のMAX30100開発ボードセンサは、MAX30102チップが搭載されています。このチップの違いによるArduinoのライブラリも変わってきます。

	搭載チップ	Part ID	Arduinoライブラリ
	MAX30102	0x15	SparkFun MAX3010x Sensor Library
	MAX30100	0x11	Arduino MAX30100lib

MAX30100libを使う

Arduino IDEのライブラリマネージャーで追加する事ができます。

このライブラリを使えば、PulseOximeterクラスオブジェクト生成後、begin()関数で初期化、getHeartRate()で心拍、getSpO2()で血中酸素を取得できます。
また、setOnBeatDetectedCallback(Callback関数ポインタ)で心拍検知をした時にコールバック関数を呼び出すことが可能です。

ソースコード

Sigfox通信部分を省いたコードは下記の通りとなります。

max30100.c

#include <M5Stack.h>
#include <Wire.h>
#include "MAX30100_PulseOximeter.h"
#include "xbm.h"  //my bitmap

#define REPORTING_PERIOD_MS     1000

PulseOximeter pox;
uint8_t Heart_rate = 0;
uint8_t Spo2 = 0;
uint32_t tsLastReport = 0;

// Callback (registered below) fired when a pulse is detected
void onBeatDetected()
{
  printHRandSPO2(true);
}

void setup()
{
  Serial.begin(115200); // to PC via USB

  M5.begin();
  M5.Power.begin();
  M5.Lcd.clear(BLACK);
  M5.Lcd.setTextSize(4);

  // Initialize sensor
  if (!pox.begin()) {
    M5.Lcd.println("FAILED");
    for(;;);
   } else {
    M5.Lcd.println("SUCCESS");
  }

  //LED Configuration
  pox.setIRLedCurrent(MAX30100_LED_CURR_7_6MA);
  //Register a callback for the beat detection
  pox.setOnBeatDetectedCallback(onBeatDetected);
}

void loop()
{
  M5.update();  //update button state
  pox.update(); //update pulse oximeter

  if (millis() - tsLastReport > REPORTING_PERIOD_MS) {
    Heart_rate = (int)pox.getHeartRate();
    Spo2 = pox.getSpO2();
    printHRandSPO2(false);
    tsLastReport = millis();
  }
}

void printHRandSPO2(bool beat)
{
  M5.Lcd.fillScreen(BLACK);
  M5.Lcd.setTextColor(WHITE);
  M5.Lcd.setTextSize(4);
  if (beat) {
    M5.Lcd.drawXBitmap(0, 5, hb2_bmp, 64, 32, TFT_RED);
  } else {
    M5.Lcd.drawXBitmap(0, 5, hb1_bmp, 64, 32, TFT_WHITE);
  }
  M5.Lcd.setCursor(0,70);
  M5.Lcd.print("HR:   "); M5.Lcd.println(Heart_rate);
  M5.Lcd.print("SPO2: "); M5.Lcd.println(Spo2);  
}

GitHub上にソースコードをアップしておきます。画像情報(XBM)用のファイルもありますので、そのままお使いいただけると思います。

動作確認

安定度は疑問が残るものの、心拍が70bmp前後で取得でき、血中酸素濃度も90%後半で取れています。