مروری بر سنسور ADPD188GG
ADPD188GG یک سنسور 14 بیتی آنالوگ Front_end مانیتورینگ ضربان قلب و اندازه گیری SPO2 ، در سایز (3.9mm×5mm×0.9mm)میباشد.
این ماژول یک front end فوتومتریک بسیار کارآمد، دو ال ای دی سبز و دو فوتو دیود را در خود ادغام میکند. قسمت جلویی مدار مجتمع (ASIC) از یک بلاک کنترلی و یک مبدل آنالوگ به دیجیتال 14 بیتی و سه ال ای دی درایو انعطاف پذیر قابل تنظیم مستقل تشکیل شده است. در این سنسور، مدار کنترل شامل سیگنالینگ منعطف LED و تشخیص همزمان است.front-end آنالوگ این سنسور نیز بهترین عملکرد را در دفع آفست سیگنال و انحراف ناشی از تداخلات مدوله شده ایی که عموما ناشی از نور محیط هستند، دارد.
مشخصات فنی
- Output type: Digital – SPI and I2C
- ADC Resolution: 14 Bit
- Type of filter: IR cut filter
- Wavelength Peak: Green: 525nm PD1: 0.4nm PD2: 0.8nm
کاربردها
- Optical heart rate monitoring
- Reflective SpO2 measurement
- CNIBP measurement
ماژول GebraBit ADPD188GG
- با توجه به اینکه دسترسی به پایه‌های سنسور دشوار است، کاربران برای توسعه سخت‌افزاری و نرم‌افزاری این سنسور به یک برد ابتدایی (starter board) و درایور نیاز دارند. برای راحتی کاربران، GebraMS برد ماژول ضربان قلب GebraBit ADPD188GG را طراحی کرده است. کاربران میتوانند به کمک این برد، به مهم‌ترین پایه‌های سنسور به‌راحتی دسترسی پیدا کنند.
- کافی است برد ماژول ضربان قلب GebraBit ADPD188GG را روی برد (Breadboard) قرار دهید و سپس با یکی از بردهای Arduino، Raspberry Pi یا Discovery و با اعمال ولتاژ مناسب، آن را راه‌اندازی کنید.
- ما به‌ویژه استفاده از Gebra STM32F303 را توصیه می‌کنیم؛ چرا که این برد دارای رگولاتور داخلی ۳.۳ ولت است و ترتیب پایه‌های آن با تمامی ماژول‌های Gebra هماهنگ است (استاندارد GEBRABUS)، بنابراین میتوانید برد ماژول ضربان قلب GebraBit ADPD188GG را مستقیماً به سوکت مربوطه متصل کرده و بدون نیاز به سیم‌کشی، برنامه‌نویسی را آغاز کنید.
GebraBit ADPD188GG یک ماژول نوری یکپارچه با قابلیت حذف و عدم پذیرش نور محیط با دو ال ای دی سبز و دو فوتودیود با فیلتر قطع IR میباشد که به دلیل به کارگیری رگولاتور 1V8در ساختار آن، برای فعال‌سازی سنسور ماژول به ولتاژ تغذیه‌ی 5V نیاز است.
ارتباط با این ماژول هم از طریق پروتکل I2C و هم از طریق پروتکل SPI امکان پذیر است و کاربران میتوانند با استفاده از 5 جامگر سلکتور تعبیه شده درسمت راست ماژول پروتکل ارتباطی مد نظر خود را انتخاب کنند.
توجه: با توجه به اینکه پین PA14 ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 برای پروگرام کردن میکروکنترلر استفاده میشود،تنظیم I2C بر روی پین های PA14 و PA15 در این ورژن مقدور نمی باشد ،لذا در اتصال I2C به ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 در این ورژن (ورژن شماره2) ، ماژول GebraBitADPD188GG نمی تواند به صورت Pin to Pin بر روی آن قرار گیرد.
با تنظیم این ماژول روی پروتکل SPI میتوانید به راحتی آن را به صورت Pin-to-Pin روی ماژول میکروکنترلریGebraBit STM32F303 قراردهید.
ویژگی‌های ماژول GebraBit ADPD188GG
- User-selectable I2C logic level voltage
- User-selectable ADPD188GG Green LED Anode Supply Voltage
- User-selectable interface protocol (I2C or SPI)
- 1V8 Voltage Regulator
- 1V8 Output Voltage
- On Board, ON/OFF LED indicator
- Pin Compatible with GEBRABUS
- Access to all important I/O of ADPD188GG
- It can be used as a daughter board of GEBRABIT MCU Modules
- Featuring Castellated pad (Assembled as SMD Part)
- Separatable screw parts to reduce the size of the board
- Package: GebraBit small (36.29mm x 32.72mm)
معرفی بخش های ماژول
سنسور ADPD188GG
ای سی اصلی این ماژول بوده که مدار آن طراحی شده و در بالای ماژول قرار گرفته و وظیفه‌ی مانیتورینگ ضربان قلب و اندازه گیری SPO2 را برعهده دارد.
جامپرهای انتخاب پروتکل ارتباطی
در صورتی که مقاومتهای 0R تمام Jumper Selector ها به سمت چپ باشد،پروتکل I2C انتخاب شده است.
در صورتی که مقاومتهای 0R تمام Jumper Selector ها به سمت راست باشد،پروتکل SPI انتخاب شده است.
به صورت پیش فرض پروتکل I2C انتخاب شده است.
جامپرسلکتور VI2C
باتوجه به وضعیت مقاومت 0R جامپر VI2C، سطح منطق (Logic Level) ارتباط دیجیتال I2C سنسور از بین 1V8 و 3V3 تعیین میگردد.
جامپر سلکتور ولتاژ LED (VLED SEL)
با توجه به وضعیت مقاومتهای 0R جامپر “VLED SEL” ولتاژ تغذیه آند LED سبز بین “5V” یا “3V3” تعیین میشود.
رگولاتور 1.8V XC6206P182MR-G
به منظور دست‌یابی به ولتاژ 1V8 ولتاژ سطح منطقی رابط I2C، یک رگولاتور 1.8 ولت XC6206P182MR-G در ماژول GebraBit ADPD188GG به کار رفته که به سبب آن، برای فعال‌سازی سنسور ماژول به ولتاژ تغذیه‌ی 5V نیاز است.
تغذیه LED
با توجه به وضعیت جامپرها و اعمال ولتاژ به ماژول توسط پین مربوطه، LED ماژول روشن می شود.
پین های ماژول
پین های تغذیه
- 5V و 3V3 و 1V8 : این پین‌ها می توانند با توجه به وضعیت Jumper Selector ها، تغذیه اصلی سنسور و ولتاژ پایه‌ی LED و ولتاژ سطح منطق ارتباط دیجیتال I2C ماژول را تامین کنند.
- GND : این پین زمین مشترک برای تغذیه ماژول است.
پین‌های I2C
با استفاده از Jumper Selector های تعبیه شده روی برد می توان نوع ارتباط با ماژول را انتخاب کرد.در صورتی که مقاومتهای 0R تمام Jumper Selector ها به سمت چپ باشد،پروتکل I2C انتخاب شده است.
- SDA : این پین، پین دیتای ارتباط I2C می باشد، که به پین دیتای متناظر در میکروکنترلر(پردازنده) ، متصل می شود.با توجه به وضعیت جامپر VI2C ، میتوانید از سطح منطق(Logic Level) با ولتاژ 1V8 یا 3V3 استفاده کنید.این پین با یک مقاومت پول آپ (Pull Up) شده است.
- SCL : این پین، پین کلاک ارتباط I2C می باشد، که به پین کلاک متناظر در میکروکنترلر(پردازنده) ، متصل می شود.با توجه به وضعیت جامپر VI2C، میتوانید از سطح منطق(Logic Level) با ولتاژ 1V8 یا 3V3 استفاده کنید.این پین با یک مقاومت پول آپ (Pull Up) شده اس
پین های SPI
با استفاده از Jumper Selector های تعبیه شده روی برد می توان نوع ارتباط با ماژول را انتخاب کرد.در صورتی که مقاومتهای 0R تمام Jumper Selector ها به سمت راست باشد،پروتکل SPI اتنخاب شده است.وضعیت جامپر AD0 SEL در این حالت بی تاثیر است.
- SDI(MOSI) : از این پین، برای ارسال دیتا از میکروکنترلر(پردازنده) به ماژول(سنسور) استفاده میشود.نام اختصاری این پین برگرفته از عبارت لاتین Serial Data In / Microcontroller Out Sensor In می باشد.
- SDO(MISO) : از این پین، برای ارسال دیتا از ماژول(سنسور) به میکروکنترلر(پردازنده) استفاده میشود.نام اختصاری این پین برگرفته از عبارت لاتین Serial Data Out / Microcontroller In Sensor Out می باشد.
- SCK : این پین، پین کلاک برای ارتباط SPI بوده که از نوع ورودی (Input) برای سنسور محسوب و به پین کلاک متناظر در میکروکنترلر(پردازنده) ، متصل می شود.
- CS : این پین، پین Chip Select برای ارتباط SPI با ماژول(سنسور) می باشد، که با اعمال ولتاژ LOW (0V) ،ماژول(سنسور) برای ارتباط SPI انتخاب می شود.این پین از نوع ورودی (Input) برای سنسور محسوب می شود.
دیگر پین‌ها
- GP0 و GP1 : این پین‌ها، به ترتیب پین‌های GPIO0 و GPIO1 ماژول است که میتوان از آنها به عنوان پین‌های ورودی / خروجی همه منظوره استفاده کرد.
- IN1 و IN2 : این دو پین، پین‌های ورودی آنالوگ جریان خارجی میباشند.
- PDC : این پین، پین بایاس کاتد مشترک فوتودیود است.
- LD1 و LD2 وLD3 : این سه پین به ترتیب ، پین‌های جریان سینک درایورهای LED های 1 و 2 و 3 هستند.
اتصال به پردازنده
اتصال I2C با GebraBit STM32F303
ابتدا اطمینان حاصل کنید که پروتکل I2C با استفاده از جامپر های روی برد انتخاب شده است، سپس برای اتصال I2C ماژول GebraBit ADPD188GG به ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 بعد از تعریف کردن SDA و SCL رو پین های PB9 و PB8 (برای راحتی کار در STMCUBEMX)مراحل زیر را دنبال کنید:
- پین 3V3 ماژول ADPD188GG را به پین 3V3 خروجی ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین GND ماژول ADPD188GG را به پین GND ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین SCL ماژول ADPD188GG را به پین PB8 ماژول میکروکنترلر (SCL) متصل کنید.(سیم آبی)
- پین SDA ماژول ADPD188GG را به پین PB9 ماژول میکروکنترلر (SDA) متصل کنید.(سیم زرد)
اتصال SPI با GebraBit STM32F303
ابتدا اطمینان حاصل کنید که پروتکل SPI با استفاده از جامپر های روی برد انتخاب شده است، سپس برای اتصال SPI ماژول GebraBit ADPD188GG به ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 بعد از تعریف کردن SDI و SDO و SCK و CS رو پین های PB5 و PB4 و PB3 و PC13 (برای راحتی کار در STMCUBEMX) ماژول GebraBit ADPD188GG را به صورت Pin to Pin به راحتی بر روی ماژول GebraBit STM32F303 قرار دهید.
اتصال SPI یا I2C با GebraBit ATMEGA32A
با توجه به اینکه پین های SPI و I2C میکروکنترلر ATMEGA32A بر اساس استاندارد GEBRABUS متناظر با پین های SPI و I2C دیگر ماژول های GEBRABIT می باشد، ماژول GebraBit ADPD188GG را به صورت Pin to Pin به راحتی بر روی ماژول GebraBit ATMEGA32A قرار داده و با تغییر وضعیت مقاومت های جامپر انتخاب پروتکل، با ماژول GebraBit ADPD188GG از طریق SPI یا I2C ارتباط برقرار کنید.
توجه: در صورت استفاده از ماژول‌های میکروکنترلری GebraBit توجه داشته باشید که جامپر سلکتورVCC ماژول GebraBit ADPD188GG روی 3V3 باشد تا راحت تر بتوانید ولتاژ3V3 را از ماژول میکروکنترلری بگیرید.
اتصال I2C با ARDUINO UNO
ابتدا اطمینان حاصل کنید که پروتکل I2C با استفاده از جامپر های روی برد انتخاب شده است، سپس برای اتصال I2C ماژول GebraBit ADPD188GG به ARDUINO UNO مراحل زیر را دنبال کنید:
- پین 3V3 ماژول ADPD188GG را به پین 3V3 خروجی برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین GND ماژول ADPD188GG را به پین GND برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین SCL ماژول ADPD188GG را به پین A5 برد ARDUINO UNO( (SCLمتصل کنید.(سیم آبی)
- پین SDA ماژول ADPD188GG را به پین A4 برد ARDUINO UNO( (SDAمتصل کنید.(سیم نارنجی)
اتصال SPI با ARDUINO UNO
ابتدا اطمینان حاصل کنید که پروتکل SPI با استفاده از جامپر های روی برد انتخاب شده است، سپس برای اتصال SPI ماژول GebraBit ADPD188GG به ARDUINO UNO مراحل زیر را دنبال کنید:
- پین 3V3 ماژول ADPD188GG را به پین 3V3 خروجی برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین GND ماژول ADPD188GG را به پین GND برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین SDI ماژول ADPD188GG را به پین D11 برد ARDUINO UNO( (SDIمتصل کنید.(سیم زرد)
- پین SDO ماژول ADPD188GG را به پین D12 برد ARDUINO UNO( (SDOمتصل کنید.(سیم بنفش)
- پین SCK ماژول ADPD188GG را به پین D13 برد ARDUINO UNO( (SCKمتصل کنید.(سیم نارنجی)
- پین CS ماژول ADPD188GG را به پین D10 برد ARDUINO UNO( (CSمتصل کنید.(سیم آبی)
