Projetos de referência para frequência cardíaca baseada em dedos e prototipagem de produtos de oximetria de pulso

 Se você está iniciando um projeto em uma nova área de aplicação ou está desenvolvendo um novo produto inovador, o processo de projeto será mais fácil se você tiver recursos para ajudá-lo a começar. Os produtos de monitoramento de integridade vestíveis estão se tornando cada vez mais populares e há muitos componentes no mercado para oferecer suporte a esses projetos. Para projetar adequadamente esses produtos comercializáveis, os designers precisam acessar um conjunto de sensores integrados e uma plataforma de processamento que automatiza a leitura e o processamento do sinal, ao fazer uma adega climatizada manutenção

O monitoramento da freqüência cardíaca e a oximetria de pulso são dois recursos padrão em qualquer monitor de saúde pessoal, e o design de referência do MAXREFDES220 da Maxim Integrated é um recurso que os designers têm para desenvolver novos produtos com esses recursos importantes. Embora os monitores pessoais de saúde possam parecer produtos relativamente complexos, eles realmente dependem de alguns componentes principais. O MAXREFDES220 pode mostrar como começar a usar esses componentes primários para construir um monitor de saúde pessoal ou um dispositivo médico mais complexo.

Frequência cardíaca e oximetria de pulso com o MAXREFDES220

O MAXREFDES220 é um monitor de saúde pessoal que fornece monitoramento integrado de frequência cardíaca, oximetria de pulso e contagem de passos em uma única plataforma. O produto é construído sobre o MAX32630FTHR, uma placa de avaliação de microcontrolador que oferece suporte a uma ampla gama de aplicações. O MAXREFDES220 não é um monitor de condicionamento físico pronto para usar como o MAXREFDES103 , mas os recursos de processamento adicionais do controlador host MAX32630FTHR permitem que os designers criem um aplicativo em torno dos componentes principais do MAXREFDES220.

O MAXREFDES220 é construído em torno de alguns componentes específicos:

MAX30101 : Este IC é um oxímetro de pulso de alta sensibilidade integrado e um sensor de frequência cardíaca. Este componente atende aos requisitos de precisão do dispositivo FDA Classe II, embora seu produto final possa ter um nível de precisão diferente e deva ser qualificado pelo FDA.

MAX32664 : Este componente é um sensor integrado de leitura e processamento IC que faz interface facilmente com uma variedade de sensores biométricos Maxim Integrated.

Acelerômetro de 3 eixos BMI160 : o uso de um acelerômetro permite que este produto seja usado para monitorar a frequência cardíaca e os níveis de SpO2 durante o exercício ou caminhada.

MAX32630FTHR : Esta placa de avaliação contém o MCU principal ( MAX32630IWG + ) usado para construir um aplicativo em torno dos outros dois componentes. O MAX32630FTHR também pode ser usado para se comunicar com outras interfaces de sensor biométrico MAX32664 para construir um produto de monitoramento de integridade maior.

Diagrama de bloco MAXREFDES220

Diagrama de blocos do MAXREFDES220 da página do produto MAXREFDES220

No diagrama de blocos acima, o MAX32630FTHR atua como uma placa de base para os componentes MAX30101 e MAX32664. Ele fornece todas as funções importantes de processamento e aplicação no produto, que são implementadas no MAX32630IWG + MCU. Esses componentes são identificados como componentes de baixo consumo de energia e podem fornecer bateria de longa duração. O gerenciamento de energia dos componentes MAX32664 e MAX 30101 também pode ser implementado com o MAX32630IWG +, podendo todos ser colocados no modo de espera com consumo de corrente ultrabaixo.

É importante observar que o MAXREFDES220 não é um produto vestível completo, mas pode ser usado rapidamente como um protótipo funcional para testar um aplicativo real. Este produto é construído na plataforma de desenvolvimento de aplicativos MAX32630FTHR da Maxim Integrated, o que torna mais fácil desenvolver, testar e depurar um aplicativo de prova de conceito antes de colocá-lo em um protótipo funcional para testes mais rigorosos. Graças a alguns recursos de design para a placa de base MAX32630FTHR, os desenvolvedores de firmware podem construir aplicativos de nível de produção em torno do MAX30101 e MAX32664.

Recursos de design para monitores de saúde MAX

A plataforma MAXREFDES220 não está em um estado em que possa ser testada em campo como um produto de monitor de integridade, mas é excelente para o desenvolvimento de aplicativos. Os designers que desejam usar o MAXREFDES220 como uma linha de base para seu novo produto precisarão escrever firmware personalizado para o aplicativo e usar componentes adicionais para construir seu produto.

Firmware

Os designs da Maxim Integrated com vários componentes digitais e um MCU precisarão de algum firmware personalizado para integrar os recursos de cada componente em um aplicativo maior. Especificamente, os desenvolvedores precisarão escrever firmware para o componente MAX32664, pois esta parte tratará da coleta e do processamento de dados do sensor. Bibliotecas de código e outros recursos para desenvolvimento de firmware podem ser encontrados na página do produto MAX32664 .

Outros componentes para design de monitor de saúde

Quando estiver pronto para projetar um PCB personalizado para um rastreador de integridade, você precisará de outros componentes além do MAX30101 e do MAX32664. Alguns componentes nesses projetos incluem:

Conector USB: os dispositivos móveis e vestíveis de hoje são todos carregados via USB, então você precisará de um conector USB tipo C para que seu design possa ser conectado a um carregador padrão. 

Regulador de energia e controlador de carga de bateria: unidades alimentadas por bateria precisam de um pequeno controlador de carga de bateria e regulador de energia (geralmente um LDO) para garantir energia estável e longa vida útil da bateria. 

Transceptor Bluetooth ou Wifi: Dispositivos de monitoramento de integridade geralmente se conectam a um telefone via Bluetooth ou Wifi a 2,4 ou 5 GHz. Se você não quiser usar o MAX32630IWG + MCU, há outros MCUs que incluem um transceptor BLE integrado e oferecem suporte ao firmware MAX32664. 

Display: se você não quiser que o usuário faça tudo por meio de um aplicativo, precisará de um display para o seu design. Essas telas são geralmente telas de toque OLED de resolução moderada.