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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Oximeter im Eigenbau


Autor: Börndi (Gast)
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Hallo,
mir war langweilig und auf der Suche nach einem Projekt bin ich auf die 
Idee gekommen einen Oximeter zu bauen.

Eckdaten:
- low budged mit Standardbauteilen
- Atmega als Controller
- Präzision ist nicht relevant, keine Kalibrierung etc.
- Das Oximeter soll Tendenzen anzeigen, keine absoluten oder präzisen 
werte (Luftanhalten sollte sichtbar werden)
- Das Oximeter sollte den Puls ermitteln können

Bevor jetzt die sicherheitsbewussten Medizintechniker schimpfen - es 
soll weder vermarktet werden, noch soll eine medizinische Anwendung 
daraus entstehen. Es geht um die Herausforderung, das für mich sehr 
interessante physikalische Prinzip des Oximeters umzusetzen. Im Prinzip 
wird das eine Spielerei, ähnlich wie die Lügendetektoren mit 
Hautwiderstandsmessung. Ich erkenne kein Gesundheitrisiko wenn Licht 
durch meinen Finger scheint. :-)

Meine Frage an euch: haltet ihr es für grundsätzlich möglich, so ein 
Projekt mit Standardbauteilen aufzubauen?
Damit meine ich vor allem normale Operationsverstärker und 
Standarddioden (rot, infrarot und Photodiode) die man bei z.B. Reichelt 
bekommt.

VG
Börndi

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>ich auf die Idee gekommen einen Oximeter zu bauen.

Kann man das auch für irgendetwas verwenden?

MfG Spess

Autor: zwieblum (Gast)
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funktioniert mit standardkomponenten. normalerweise ist's aber kein 
durchleuchten, sondern eine reinleuchten und streulicht messen.

Autor: Katzeklo (Gast)
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Es gibt irgendwo im Netz ein Projekt mit einem DSPic. Wenn du es sekber 
nicht findest, kann ich das morgen mal raussuchen, man braucht lediglich 
so ne spezielle Doppel-LED, die eine hat eine etwas ungewöhnliche farbe, 
gibts aber bei digikey zu kaufen.

Autor: Börndi (Gast)
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@spess53
>Kann man das auch für irgendetwas verwenden?
Ja, z.B. um den Puls per Fingerclip zu messen, oder die 
Sauerstoffsättigung im Blut.

@Katzeklo
> Es gibt irgendwo im Netz ein Projekt mit einem DSPic.
Habe danach gesucht und viele Hinweise auf ähnliche Projekte gefunden, 
aber leider sind alle direkten Links nicht mehr erreichbar.

> man braucht lediglich so ne spezielle Doppel-LED, die eine hat eine etwas
> ungewöhnliche farbe, gibts aber bei digikey zu kaufen.
Ich habe zwar diese 660/940nm LED gefunden, aber offenbar verkaufen die 
denn nur in 1000er Stückzahlen? Habe noch nie bei Digikey bestellt und 
durchblicke ehrlich gesagt im Moment in deren Datensätzen die Angaben zu 
Mindestliefermenge und Preisgestaltung nicht ganz...
http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.d...

Autor: Börndi (Gast)
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Braucht man diese Speziellen Dioden unbedingt oder kann man sich auch 
aus normalen Dioden mit den Entsprechenden Wellen etwas zusammenzimmern?
Hmm, auch als Einzeldioden scheint es schwierig an rote 660nm oder 940nm 
IR LED zu kommen.

Was kann man denn als Empfänger nehmen? Photodioden sind schnell aber 
geben keine große Signalspannung her. Fototransistoren verstärken schön, 
sind aber eher langsam.

Autor: Benjamin S. (recycler)
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Hinweis, von Ti gabs eine app note -> slaa274
wenns einfacher gehen soll. siehe elektor, da wars mit std bauteilen und 
1-2 dioden. recht interessant das ding.

Autor: cappelone (Gast)
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Schau doch bei Cypress :
 pulse_oximeter___standard___an2313 und
 sensing___low_cost_ekg_pulsometer___an2284

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Börndi schrieb:
> Braucht man diese Speziellen Dioden unbedingt oder kann man sich auch
> aus normalen Dioden mit den Entsprechenden Wellen etwas zusammenzimmern?

Man kann ohne weiteres 2 getrennte LEDs nehmen.

> Hmm, auch als Einzeldioden scheint es schwierig an rote 660nm oder 940nm
> IR LED zu kommen.

Wie meinen? Dass sind Standardbauteile.
Die gibt es eignetlic han jederEcke.
Wenn nicht, dann schick mir ne PN und ich sende Dir 2-3 Stück von jeder 
Sorte.

>
> Was kann man denn als Empfänger nehmen? Photodioden sind schnell aber
> geben keine große Signalspannung her.

Photodiode sind in meinem Gerät. Das wäre also schon mal eine gangbarer 
Weg.

> Fototransistoren verstärken schön,
> sind aber eher langsam.

Nun ja, Foto-Tr. haben Anstiege im Bereich ms bis einige zig us. Das ist 
immer noch schnell genug für ein Puls-Oximeter.
Also da kannst Du nehmen was in Deinem Bauteile Regal vorrätig ist und 
vor allem: Von der Wellenlänge zu den Sendern Passt.


Selbst die "saulangsamen" LDR geben noch recht gute Ergebnisse im 
Puls-Oximeter ab.

Autor: Bernd Hallinger (bhallinger) Benutzerseite
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Also das mit Luftanhalten wird eher nicht funktionieren, weil bis an der 
Fingerspitze die Sättigung weniger wird, dauert einfach länger als du 
Luftanhalten kannst. Ich hab das hier mal mit nem komerziellen Teil 
probiert.

Aber Pulsmessen ist doch ne interesante Anwendung.

Und wenn du nicht wirklich genau SPO2 messen willst, dann ist auch die 
Wellenlänge nicht soooo wichtig.

Hab grad nochmal nachgeschaut. Bei der kommerziellen Fingerklammer ist 
eine Fotodiode drin.

Gemessen wird jeweils rot und IR einmal bei Systole und einmal bei 
Diastole.

Dadurch wird nur die Farbe (Absorbtion) des Blutes gemessen, nicht die 
des Gewebes.

Autor: Katzeklo (Gast)
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@björndi:
schick mir mal ne mail an zotty at wolke7 (dot) net, dann kann ich Dir 
das DSPic Projekt schicken, habs gefunden.
Die Dual-Led heißt PDI-E832, die gibts auch einzeln bei Digikey 
(allerdings 12€).
Anbei noch ein Eagle Schaltplan.

Autor: Katzeklo (Gast)
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@marsufant:
Beim DSPic-Projekt nehmen sie eine 905nm LED, sind nicht wirklich 
Standard, ob 940 auch gut gehen weiß ich nicht.

Autor: (nein) (ich) (bin) (kein) (Gast)
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Gibt es hier Apnoetaucher? Liegt ja nahe bei dem Thema

Autor: Katzeklo (Gast)
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Ich zumindest leide an Konzentrationapnoe :-(

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Katzeklo schrieb:
> @marsufant:
> Beim DSPic-Projekt nehmen sie eine 905nm LED, sind nicht wirklich
> Standard, ob 940 auch gut gehen weiß ich nicht.

Die 35 nm Unterschied machen hier nix aus. Ich weiß, dass es damit 
genauso gut funktioniert.

Autor: Katzeklo (Gast)
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>Ich weiß, dass es damit genauso gut funktioniert.
Prima, haufen Geld gespart!
THX

Autor: (nein) (ich) (bin) (kein) (Gast)
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Konzentrationapnoe??

Cool, dann musst du dich so stark konzentrieren, dass du nicht mehr 
atmen kannst..... LOL

Bei mir ist das eher bewusst...

Autor: Börndi (Gast)
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>Benjamin S.:
>Hinweis, von Ti gabs eine app note -> slaa274
>wenns einfacher gehen soll. siehe elektor, da wars mit std bauteilen und
>1-2 dioden. recht interessant das ding.
Das kannte ich schon, hatte es aber irgendwie verloren. Danke.

>Cappellone:
>Schau doch bei Cypress :
>pulse_oximeter___standard___an2313 und
>sensing___low_cost_ekg_pulsometer___an2284
Diese application notes kannte ich noch nicht. Sind sehr 
aufschlussreich, vor allem die Signalfilterung. Danke.

>Bernd Hallinger:
>Also das mit Luftanhalten wird eher nicht funktionieren, weil bis an der
>Fingerspitze die Sättigung weniger wird, dauert einfach länger als du
>Luftanhalten kannst. Ich hab das hier mal mit nem komerziellen Teil
>probiert.
Dann schnüre ich mir den Finger ab! Nein, ich werde den Finger meiner 
Freundin nehmen, den brauche ich nicht abzuschnüren. Obwohl sie einen 
Puls hat, sind ihre Hände nachts so kalt, die können faktisch nicht 
durchblutet sein. ;)

@Katzeklo:
>schick mir mal ne mail an zotty at wolke7 (dot) net, dann kann ich Dir
>das DSPic Projekt schicken, habs gefunden.
Habs gefunden, falls es noch jemand sucht:
http://www.circuitcellar.com/microchip2007/winners...


Nun denn, erstmal tausend Dank für die vielen Infos bisher. Dann werde 
ich mal versuchen, etwas funktionsfähiges auf meinem Steckbrett zu 
klöppeln.

VG
Börndi

Autor: (nein) (ich) (bin) (kein) (Gast)
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@ Bernd Hallinger

Mit dem Luftanhalten funktioniert super. Auch als "nicht Apnoetaucher"

kann man deutlich zeigen, dass die Sauerstoffsättigung absinkt. Sie ist 
bei normaler Atmung bei ca 98-99% und kann durch keine Art von Atmung 
beeinflusst werden. Während einer Apnoe sinkt der Wert langsam ab. Die 
lässt sich natürlich beschleunigen, indem man herumläuft, anstatt 
bewegungslos zu verharren, wie beim STA(Zeittauchen)

am Besten ist es, wenn du luft anhältst und Treppen läufst, da 
verballerst du sehr schnell sehr viel Sauerstoff.

Autor: B. Heller (tec)
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Hallo,

würde das Pulsoxi gerne auf die Roche OLED Hardware porten.
Könntest du deinen Code hier uns zur Verfügung stellen?

Gruss
tec

Autor: oximeter (Gast)
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würde mit meiner nichte und dem robo baukasten von fischertechnik gernen 
ein pulsoximeter bauen (dort ist ein usb A/<D Wandlwer vorhanden 
inclusive software zum verarbeiten der signale, ebenso ein 
fotowiderstand, sowie ein ir sensor (überreflexion, die ir diode ist 
nebn dem sensor))

habe wenig ahnung...gibt es mittlerweile jemand der es gebaut hat , 
welche wellenlaengen haben handesübliche rote LEDs ? danke
bei einer antwort bitte auch an d.desire  -at-zeichen- gmx.de...senden 
danke!!:-)

Autor: Benjamin S. (recycler)
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Hallo,
die Messwertaufnahme kannst du wahrscheinlich mit dem A/D Wandler 
machen. Die Werte musst du dann entsprechend weiterverarbeiten. 
Besonders wichtig ist, die 50 Hz, die aus der Steckdose bzw. 
Lichtflackern stammen, rauszufiltern.
Die Oximetrieb beruht aus einem Verhältnis von IR zu roter LED (du 
brauchst also zwei verschiedene LEDs). Am einfachsten geht das mit dem 
durchleuchten. Mit Reflexion habe ich das noch nicht gemacht.
Gelaufen ist das ganze auf einem MSP430 mit einigen zusätzlichen 
Modifikationen und Erweiterungen.
Puls dürftest du mit einer LED und Wellenlänge machen können.

Grob dürfte dein Aufbau so sein. Abwechselnd IR / rote LED Diode 
einschalten und über Fotodiode messen. 50 Hz wegfiltern und das 
Verhältnis bilden. Puls ist nur durch Messung der IR / roten LED 
möglich.

Autor: Katzeklo (Gast)
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Es existiert noch, das Web vergisst doch nix.

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