MAXREFDES220:指尖式心率计及脉搏血氧仪产品原型的参考设计

MAXREFDES220 wearable heart monitor

 

如果您刚开始接触新的应用领域,或者您正在研发创新产品,参考资料能够使设计过程更容易。可穿戴健康监测产品越来越受欢迎,市场上有许多元件支持此类产品的设计。为了正确设计可穿戴健康监测产品,设计师需要一套集成传感器和一个自动化信号读取与处理平台。

 

心率监测和脉搏血氧饱和度测量是健康检测仪的两大标准功能,设计师设计具备此类功能的新产品时,可以参考Maxim Integrated的MAXREFDES220设计。虽然健康检测仪看起来应该是很复杂的产品,但实际上它们只依赖于几个基础元件。MAXREFDES220向设计师展示了如何使用这些元件构建健康检测仪或更复杂的医疗设备。

 

使用MAXREFDES220进行心率和脉搏血氧测定

 

MAXREFDES220是一款个人健康监测仪,是集心率监测、脉搏血氧测定和步数计算等功能为一体的综合产品。该产品基于一款支持多种应用的微控制器评估板——MAX32630FTHR。与MAXREFDES103不同,MAXREFDES220不是立即可佩戴的健康监测器,但设计师可以利用其主机控制器的附加处理能力和MAXREFDES220核心组件构建应用程序。

 

MAXREFDES220的特殊元件:

 

  • MAX30101这款IC元件是一款集成式高灵敏度脉搏血氧仪和心率传感器,符合美国食品和药物管理局二级设备精度要求。不过设计师的最终产品可能具有不同的精度水平,应由美国食品和药物管理局认证。
  • MAX32664该元件是一个集成传感器读取与处理集成电路,可轻松与各种Maxim集成生物传感器接口。
  • BMI160三轴加速度计使用BMI160可以在锻炼或行走时跟踪心率和SpO2水平。
  • MAX32630FTHRMAX32630FTHR评估板包含用于构建MAX30101和MAX32664应用程序的主微控制单元(MCU)(MAX32630IWG+)。MAX32630FTHR还可以与其他MAX32664生物传感器接口通信,构建更大的健康监测产品。

 

MAXREFDES220 block diagram

 

在方框图中,MAX32630FTHR充当MAX30101和MAX32664元件的基板,在MAX32630IWG和MUC上为实现了产品的主要处理功能和应用功能。这些元件是低功耗元件,可以提供长电池寿命。MAX30101和MAX32664元件的电源管理也可以通过MAX32630IWG+实现,可在超低电流消耗的情况下进入睡眠模式。

 

不过MAXREFDES220并不是一个可穿戴成品,而是即将被用作功能原型以测试实际应用。该产品是在Maxim Integrated的MAX32630FTHR应用程序开发平台上进行构建的,在平台上可以轻松地进行概念验证应用程序的开发、测试和调试,然后再将其移植到功能原型上进行更严格的测试。固件开发人员可以利用MAX32630FTHR基板的设计资源,围绕MAX30101和MAX32664构建生产级应用程序。

 

MAX系列健康监测仪的设计资源

 

MAXREFDES220平台不具备作为健康监测产品进行现场测试的条件,但它非常适合应用程序的开发。若将MAXREFDES220用作新产品的基线,设计师需要为应用程序编写定固件指令,并增加元件来构建产品。

 

固件指令

Maxim Integrated设计包含多个数字元件和一个MCU,需要利用定制软件将每个元件的功能集成到一个更大的应用中。具体来说,开发人员需要为MAX32664元件编写固件指令,用于处理传感器数据的收集和处理。关于固件开发的代码库和其他资源,详见MAX32664产品页

 

健康检测仪设计所需的其他元件

设计健康检测仪的定制PCB除了需要MAX30101和MAX32664之外,还需一些其他元件,包括:

 

  • USB连接器:当今的移动设备和可穿戴设备皆通过USB充电,因此健康检测仪需要配备USB Type-C连接器,以插入标准充电器进行充电。
  • 电压调整器和电池充电控制器:为确保电源稳定和电池寿命,电池供电装置需要配备一个小型电池充电控制器和电压调整器(一般是低损耗电压调节器/LDO)。
  • 蓝牙或无线收发器:健康监测设备通常通过2.4GHz或5GHz蓝牙或无线连接到电话。若不想使用MAX32630IWG+MCU,有内含集成BLE收发器并支持MAX32664固件的MCU可供选择。
  • 显示器:若不想每一个操作都要通过应用程序来完成,可以在设计中添加一个显示器。显示器通常是中等分辨率的OLED触摸屏。

 

使用正确的电子产品搜索引擎很容易找到Maxim Integrated等元件厂商的参考设计。按应用程序搜索可以找到多家供应商或特定厂商的设计。若您仍在寻找产品元件,按应用程序搜索不失为一个好的选择。

 

 

无论是需要诸如MAXREFDES220这类的电子产品参考设计还是单个元件,试试Ultra Librarian电子产品搜索引擎功能吧。通过Ultra Librarian,设计师可以访问数据手册、技术规格、CAD数据和可导入常用ECAD应用程序的已验证3D模型。Ultra Librarian还与Maxim Integrated和Cadence等元件厂商合作,以Cadence系统格式提供为用户提供这些厂商的参考设计。

 

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