qinyunti 发表于 2023-8-30 23:54

【生物传感器评估平台MAX30001GEVKIT】开发套件初探

<p><b>一.前言</b></p>

<p >&nbsp; &nbsp; &nbsp; MAX30001G评估套件(EV套件)是用来评估MAX30001G的功能和特性的一站式平台,</p>

<p >具有针对皮肤电反应(GSR)测量功能优化的生物电势(ECG和R-R)和生物阻抗(BioZ)。</p>

<p >&nbsp; &nbsp; 该评估套件包含MAX30001G评估套件(EV套件)和MAX32630FTHR Cortex-M4F微控制器,</p>

<p >适用于可穿戴设备。</p>

<p >&nbsp; &nbsp;MAX32630FTHR为MAX30001G评估套件供电,包含使用评估套件GUI程序所需的固件。</p>

<p >&nbsp; &nbsp;该评估套件在交付时已安装跳线,且电源电压设置为典型工作电压。提供可选连接,可以通过分流来使用不同的功能。</p>

<p >&nbsp; &nbsp;我们现在就来了解下开发板,熟悉下资料,为后面的功能体验测试做准备。</p>

<p >&nbsp;</p>

<p><b>二.实物图</b></p>

<p >开发板,探头,数据线</p>

<p > &nbsp;</p>

<p >开发板正反面</p>

<p > &nbsp;</p>

<p > &nbsp;</p>

<p>&nbsp;</p>

<p><b>三.资料</b></p>

<p >MAX30001GEVKIT.pdf</p>

<p >max30001g_evkit_a_odb.zip</p>

<p >max30001g-evkit-schematic.pdf</p>

<p >&nbsp;</p>

<p >可以从MAX官网下载</p>

<p ><a href="https://www.analog.com/cn/design-center/evaluation-hardware-and-software/evaluation-boards-kits/max30001gevkit.html"><u>https://www.analog.com/cn/design-center/evaluation-hardware-and-software/evaluation-boards-kits/max30001gevkit.html</u></a></p>

<p >或者EEWORLD下载</p>

<p ><a href="https://bbs.eeworld.com.cn/elecplay/content/c454af67#F3"><u>https://bbs.eeworld.com.cn/elecplay/content/c454af67#F3</u></a></p>

<p >&nbsp;</p>

<p><b>四.开发板介绍</b></p>

<h2 ><b>开发板特点</b></h2>

<p >MAX30001G评估套件(EV套件)提供一站式平台来评估MAX30001G的功能和特性,具有针对皮肤电反应(GSR)测量功能优化的生物电势(ECG和R-R)和生物阻抗(BioZ)。该评估套件包含MAX30001G评估套件(EV套件)和MAX32630FTHR Cortex-M4F微控制器,适用于可穿戴设备。MAX32630FTHR为MAX30001G评估套件供电,包含使用评估套件GUI程序所需的固件。该评估套件在交付时已安装跳线,且电源电压设置为典型工作电压。提供可选连接,可以通过分流来使用不同的功能。</p>

<p >&nbsp;</p>

<p ><b>特点</b></p>

<ul>
        <li>用于评估MAX30001G的便利平台</li>
        <li>提供多个易于接触的测试点</li>
        <li>测量单独的电源电流</li>
        <li>防触摸电缆连接器</li>
        <li>兼容Windows&reg; 7/8/10的GUI软件</li>
        <li>装配完成且经过测试</li>
        <li>协助进行IEC 60601-2-47合规性测试</li>
        <li>超低功耗设计</li>
</ul>

<p >&nbsp;</p>

<p ><b>应用</b></p>

<ul>
        <li>生物特征验证和ECG按需检测应用</li>
        <li>适用于健身应用的胸带心率监测器</li>
        <li>基于阻抗的心率检测</li>
        <li>呼吸和水合作用监测器</li>
        <li>单导联事件监测器,用于检测心律失常</li>
        <li>单导联无线贴片,用于住院监测/门诊监测</li>
</ul>

<p >&nbsp;</p>

<h2 ><b>MAX30001G特点</b></h2>

<p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; MAX30001G是一款面向皮肤电反应(GSR)应用的完整生物电势和生物阻抗(BioZ)模拟前端(AFE)解决方案,适用于各种可穿戴应用。该GSR通道已针对消费级可穿戴应用进行优化,以满足用户希望检测某些压力水平指标的需求。MAX30001G具有单生物电势通道,可提供心电图(ECG)波形和低功耗集成心率检测算法。单生物阻抗通道能够测量呼吸和皮肤电电阻(GSR)以及皮肤电活动(EDA)两项参数。</p>

<p>&nbsp;</p>

<p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;生物电势和生物阻抗通道提供ESD保护、EMI滤波、内部导联偏置、DC导联脱落检测、待机模式下的超低功耗导联开启检测,以及用于支持内置自检的多种校准电压。软上电时序控制确保没有大瞬变电压注入电极。两个通道还具有高输入阻抗、低噪声、高CMRR、可编程增益、各种低通和高通滤波器选项以及高分辨率模数转换器。生物电势通道为直流耦合,可以处理较大的电极电压失调,并具有快速恢复模式,可以从除颤和电外科等过驱条件快速恢复。生物阻抗通道集成可编程电流驱动器,可与公共电极一起使用,并可灵活用于2电极或4电极测量。生物阻抗通道还具有交流导联脱落检测功能。</p>

<p>&nbsp;</p>

<p>&nbsp; &nbsp; MAX30001采用30引脚晶圆级封装(WLP),可在0&deg;C至+70&deg;C商用工作温度范围内工作。</p>

<p>&nbsp;</p>

<p><b>应用</b></p>

<p>&nbsp;</p>

<ul>
        <li>生物特征验证和 ECG 按需检测应用</li>
        <li>适用于健身应用的胸带心率监测器</li>
        <li>基于阻抗的心率检测</li>
        <li>呼吸和水合作用监测器</li>
        <li>单导联事件监测器,用于检测心律失常</li>
        <li>单导联无线贴片,用于住院监测/门诊监测</li>
</ul>

<p >&nbsp;</p>

<p ><b>特点</b></p>

<p >&nbsp;</p>

<ul>
        <li>可用于符合 IEC 60601-2-47:2012 标准的系统中</li>
        <li>集成高分辨率数据转换器的临床级 ECG AFE</li>
</ul>

<p >15.9 位 ENOB,ECG 噪声为 3.1&micro;VPP(典型值)</p>

<p >17 位 ENOB,BioZ 噪声为 1.1&micro;VPP</p>

<ul>
        <li>大幅改善的实时 CMRR 和高输入阻抗提升干启动效果</li>
</ul>

<p >全差分输入结构 (CMRR &gt; 100dB)</p>

<ul>
        <li>高输入阻抗,提供更好的共模至差模转换</li>
        <li>极低共模至差模下,高输入阻抗 &gt; 1G&Omega;</li>
        <li>高电极阻抗使得干启动期间输入端的信号衰减极小</li>
        <li>&plusmn;650mV 的高直流偏置范围(1.8V,典型值)可与各种电极配合使用</li>
        <li>65mVP-P 或 ECG 和 90mVP-P (BioZ) 的高交流动态范围将有助于防止在有运动/直接电极损害的情况下饱和</li>
        <li>电池寿命比竞争解决方案更长</li>
</ul>

<p >1.1V 电源电压下的功率可达 85&micro;W(适用于 ECG)</p>

<p >1.1V 电源电压下的功率可达 158&micro;W(适用于 BioZ)</p>

<ul>
        <li>导联开启中断功能可将 &micro;C 保持在深度休眠模式下,直至检测到有效的导联条件</li>
</ul>

<p >导联开启检测电流:0.7&micro;A(典型值)</p>

<ul>
        <li>具有中断功能的内置心率检测,无需在 &mu;Controller 上运行 HR 算法</li>
</ul>

<p >在高运动环境下以极低功耗提供可靠的 R-R 检测</p>

<ul>
        <li>可配置中断使 &micro;C 仅在每次心跳时唤醒,从而降低整体系统功率</li>
        <li>高精度可以提取更多的生理数据</li>
        <li>32 字 ECG 和 8 字 BioZ FIFO 允许 MCU 在断电状态下保持 256ms 的完整数据采集</li>
        <li>高速 SPI 接口</li>
        <li>0.6&micro;A 关断电流(典型值)</li>
</ul>

<p align="justify" ><b>五.总结</b></p>

<p >开发套件分为两部分底板传感器部分,控制板部分,这个设计比较好,可以使用配套的控制板也可以使用自己的控制板。</p>

<p >文档如果能有step by step的使用guid会更好,方便新手入门,目前的手册主要介绍上位机软件的界面,缺乏硬件如何接线如何贴导联,等等基本的操作说明,对基本概念术语,原理等缺乏介绍,新手需要去翻看芯片手册才能有进一步了解,对于快速体验来说不是很友好。</p>

<p >&nbsp;</p>

<p >简而言之就是如果能以一个Demo Step by step演示如何测量心跳那么更好,然后对每个功能都可以单独演示,如果有视频更佳。</p>

wangerxian 发表于 2023-8-31 09:25

<p>那么多耳机插孔,心电线缆接哪几个?</p>

qinyunti 发表于 2023-8-31 15:06

wangerxian 发表于 2023-8-31 09:25
那么多耳机插孔,心电线缆接哪几个?

<p>ECG是左边两个,应该至少要3个的,还在研究中</p>

秦天qintian0303 发表于 2023-9-1 09:04

<p>有对比图吗,这个板子大概多大?&nbsp;&nbsp;</p>

qinyunti 发表于 2023-9-1 14:53

秦天qintian0303 发表于 2023-9-1 09:04
有对比图吗,这个板子大概多大?&nbsp;&nbsp;

<p>板子两个树莓派大一点吧,传感器芯片本身非常小的,中间那个黑色的一点,用于可穿戴设备的。</p>

chejm 发表于 2024-4-4 07:17

<p>感谢楼主分享的技术信息,希望楼主能提供详细的测试资料,供大家参考学习,</p>
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