Пульсоксиметр

Wearable devices require advanced power management to achieve long battery run times with always-on functionality. Additionally, the devices need to use small rechargeable batteries and enable small footprint designs. This application note shows the implementation of a scalable power management solution for wearables that can be tailored for activity monitors or smart watches. The design provides a wireless charging input, highly configurable battery management solution with Li-Ion battery charger and low quiescent current (Iq) DC/DC buck, boost converter for PMOLED display, boost converter for Heart Rate Monitor (HRM), and second configurable low Iq DC/DC buck.

Данное законченное решение - SpO2 пульсоксиметр в виде клипсы на палец, в котором сигнальные цепи, цепи питания и связь реализованы на базе компонентов от TI. Аналоговый интерфейс AFE4490 от TI позволит вам ускорить и упростить разработку пульсоксиметра и обеспечить высочайшее качество клинических измерений. Данное типовое решение так же включает полное описание BLE подключения для связи со смартфонами, планшетами и т. д.

 

This Ethernet PHY Brick reference design enables Texas Instruments customers to quickly design systems and release them to market, using TI industrial Ethernet PHY transceiver devices, fully compliant to EN5501 Class A EMI requirements. A 50 Pin Interface has been provided to interface with 32-Bit Cortex M4 processor based Controller board. The board has been designed in a small form factor (2 inches x 3 inches) which makes it easy to fit into existing products. This reference design demonstrates the advanced performance of the DP83848K Ethernet PHY transceiver devices, supports 10/100 Base-T and is compliant with IEEE 802.3 standard. The entire reference design operates from a single power supply (5V with On-Board regulator or 3.3V). All other voltages required for the Ethernet PHY transceiver are internally generated.

This reference design is a sub-system design for NFC (Near Field Communication) and authentication. This subsystem design is intended as a reference design for part authentication, access control, personal identification, battery-less sensor interface, security token transfer, and low power transfer of local data. In many systems, especially safety critical applications, it is imperative that only authentic, inspected, and properly maintained parts are utilized. The documentation describes the implementation of a subsystem capable of storing such information and communicating this data to the outside world by way of NFC or I2C/SPI/UART to a connected host controller. This reference design provides an easy method for wireless data and power transfer to any standard NFC compliant device.

RF430CL330H Dynamic NFC Transponder enables static tag emulation NFC Type 4B Compliant NFC/RFID Protocol Handled in ROM Code Passive or Active Operational Modes allows for data extraction even if a system loses power MSP430FR5969 Ultra-Low-Power FRAM Microcontroller 100uA/MHz Active Current, 450nA Standby Current w/ RTC FRAM enables quicker and lower-power writes Security features like AES and IP Encapsulation minimize cycles and protect information Wireless Sensor Interface Uses Either Field or Bus Power

Типовое решение для реализации миниатюрного пульсоксиметра, разработанного специально для клинических приложений. Небольшой размер модуля позволяет упростить проектирование системы пульсоксиметра.

Аналоговый входной интерфейс TI AFE4403 соединен со светодиодом и фотодатчиком, конструкция также включает в себя микроконтроллер для обработки информации от AFE. Эта разработка имеет такие же компактные размеры, как и TIDA-00010.

 

Проект TIDA-00496 от TI представляет собой компактное решение в стандартном промышленном форм-факторе для демонстрации возможностей прецизионного PHYTER™. По мере того, как всё больше систем в электросети используют информацию о времени для проведения анализа в формате реального времени, синхронизация по времени становится критически важной. В данном проекте достигается точность синхронизации по времени порядка наносекунд с помощью Протокола Точного Времени (PTP) согласно IEEE 1588v2. Данный проект можно настроить под интерфейс передачи по медным проводникам со скоростью передачи данных 10/ 100 Мбит/с или под интерфейс передачи по оптическому волокну со скоростью передачи данных 100 Мбит/с с применением малогабаритного приёмопередатчика LC-типа.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Проект на базе прецизионного DP83630 семейства PHYTER™ - приёмопередатчика с Протоколом Точного Времени согласно IEEE 1588, который поддерживает спецификации IEEE 1588 V1 и V2
• Проект с протестированными интерфейсом передачи по медным проводникам со скоростью передачи данных 10/ 100 Мбит/с и интерфейсом передачи по оптическому волокну со скоростью передачи данных 100 Мбит/с
• Протестирован на контактный электростатический разряд амплитудой 6 кВ согласно IEC61000-4-2
• Потребляемая мощность менее 300 мВт при напряжении питания 3,3 В при передаче данных по медным проводникам
• Приёмопередатчики HFBR-5961L/AL для Fast Ethernet с LC-разъёмом (ток потребления передатчика менее 175 мА, ток потребления приёмника менее 120 мА при напряжении питания 3,3 В)
• Три программируемых LED для индикации подключения, активности и скорости

Типовое решение TIDA-00712 предназначено для управления батареей умных часов (Battery Management Solution, BMS). Оно применимо в носимых устройствах с низким энергопотреблением, таких, как умные часы. Решение содержит линейное зарядное устройство  для 1 элемента Li-ion батареи с ультранизким током, высокоинтегрированный беспроводной приемник энергии с поддержкой Qi, недорогое решение для защиты по току и напряжению, контроль уровня заряда и расхода с токовым шунтом и повышающий преобразователь до 28 В для питания LCD дисплея.

Решение выполнено на миниатюрной печатной плате размером 20 мм х 29 мм. Питание осуществляется либо от Micro-USB разъема, либо от Qi-совместимого беспроводного передатчика. Беспроводной передатчик будет отключен при обнаружении 5 В на разъеме Micro-USB.

 

• Зарядное устройство с понижающим преобразователем и LDO и программируемым выходом;
• Для сброса системы присутствует вывод ручного сброса таймера;
• Беспроводной приемник с эффективностью 93% (нужна всего одна микросхема);
• Совместимость с WPC (Wireless Power Consortium) V1.1 при размерах 1.9 мм x 3.0 мм;
• Контроль уровня заряда и расхода;
• Недорогая микросхема полной защиты батареи по току и напряжению в процессе заряда и разряда.

This reference design is a simple, wearable, multi-parameter, patient monitor that uses a single-chip, biosensing front end, the AFE4900 device, for synchronized electrocardiography (ECG) and photoplethysmography (PPG) measurements. The measured data is transferred to a remote location using the CC2640R2F device (supporting BLE 4.2 and 5). The reference design is operated using a single CR3032 battery and provides a batery life of 30 days. The raw data is available for the user to calculate heart-rate, oxygen concentration in blood (SpO2), pulse-transit time (PTT), and ECG. Two onboard light-emitting diodes (LEDs) indicate low-battery detection and ECG lead-off detection for users.

Simple, wearable, multi-parameter, patient monitor for PPG and ECG Provides raw data to calcuate heart rate, SpO2, and PTT Uses single-chip, biosensing front-end AFE4900 device for synchronized ECG and PPG measurements PPG (Optical heart-rate monitoring and SpO2) supports four LEDs and three photodiodes (PDs), with digital ambient subtraction to improve signal-to-noise ratio (SNR) ECG (LEAD I) signals Integrated Arm® Cortex®-M3 and 2.4-GHz RF transceiver (CC2640R2F) supports wireless data transfer - BLE 4.2 and 5.0 Operated by CR3032 (3-V, 500-mA coin-cell battery), with battery life of 30 dats using highly efficient DC/DC converters Small form factor helps with easy adaptation to wearable applications

Новый набор SensorTag для мультистандартного сенсорного брелока с технологией SimpleLink™ предназначен для реализации ваших новых идей в сфере Интернета Вещей (IoT). Содержит 10 маломощных MEMS-датчиков в миниатюрном корпусе, комплект может быть расширен с комплектами для разработчиков (DevPack), что позволит легко добавлять свои собственные сенсоры или передатчики. Связь с облаком для обмена данными происходит по протоколу Bluetooth каждые 3 минуты. SensorTag готов к использованию с приложениями iOS или Android «из коробки», для начала работы не требуется опыта программирования.

SensorTag основан на беспроводном микроконтроллере CC2650, обеспечивающем до 75% экономии энергии по сравнению с продукцией Bluetooth предыдущих поколений. Это позволяет SensorTag работать от батарей, обеспечивая многолетнюю службу всего от одной CR2023.

Bluetooth SensorTag использует технологию iBeacon, что позволяет применять ваш телефон для запуска приложений и настройки контента на основе данных SensorTag и физического расположения. Кроме того, состав SensorTag позволяет использовать технологии ZigBee и 6LoWPAN.

 

• Поддержка 10 маломощных датчиков, включая датчик освещения, цифровой микрофон, датчик намагниченности, влажности, давления, ускорения, гироскоп, магнитометр, термометр для измерения температуры объектов и окружающей среды;
• Ультранизкое энергопотребление, позволяющее устройству работать несколько лет от одной батареи и использование без батарей для приложений с высокой производительностью для ARM Cortex-M3 с беспроводным микроконтроллером CC2650;
• Подключение к облаку позволяет получить доступ и контролировать ваш SensorTag из любой точки мира;
• Мультистандартная поддержка включает технологии ZigBee и 6LoWPAN с помощью простого обновления прошивки DevPack, что позволяет расширить сферу применения SensorTag на любые проекты.

TIDM-CAPTIVATE-64-BUTTON – типовое решение реализации 64-позиционной емкостной сенсорной панели с ультранизким энергопотреблением. Система управляется с помощью одного MSP микроконтроллера с технологией Captivate™.

Модуль использует технологию взаимной емкости для минимизации размеров. К тому же становится возможным управление ими с помощью всего 16 выводов микроконтроллера.

Сенсорная панель предназначена для управления модулем CAPTIVATE-FR2633 и включена в набор разработчика MSP-CAPT-FR2633.

 

• Обнаружение одиночного и множественного касания;
• Технология взаимной емкости позволяет обслуживать 64 позиции сенсора с помощью 16 выводов;
• Частота опроса - более 100 раз в секунду, типичное время отклика 15 мс;
• В среднем на кнопку приходится 1,75 мкА с оптимизацией мощности и 0,23 мкА в режиме пробуждения;
• Простое подключение к модулю CAPTIVATE-FR2633;
• Поддерживается настройка с помощью ПК в режиме реального времени.

Проект устойчивого к шуму HMI с емкостным сенсором (TIDM-CAPTOUCHEMCREF) представляет собой базовый проект для реализации устойчивых к шуму человеко-машинных интерфейсов (HMI) с емкостным сенсором. В его состав входят микроконтроллер (MCU) MSP430FR2633 от TI с высокопроизводительной сенсорной технологией CapTIvate™, а также линейный регулятор TPS7A4533 и обратноходовой переключатель UCC28910. В данном базовом проекте показывается, как проектировать аппаратное и программное обеспечение, которое на системном уровне сможет успешно проходить непростые тесты на невосприимчивость к наведённым РЧ-помехам, невосприимчивость к быстротекущим электрическим переходным процессам/ кратковременным всплескам напряжения и невосприимчивость к электростатическому разряду благодаря трёхстороннему подходу к разработке, который включает в себя методики разработки аппаратного обеспечения, особенности периферии технологии CapTIvate и программную обработку сигналов.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• MCU MSP430™ с сенсорной технологией CapTIvate™ для устойчивых к шуму емкостных сенсоров
• Устойчивость к наведённому шуму амплитудой до 10 В (среднеквадратичное значение) согласно IEC 61000-4-6
• Устойчивость к быстротекущим электрическим переходным процессам / кратковременным всплескам напряжения амплитудой до ±4 кВ согласно IEC 61000-4-4
• Устойчивость к электрическому разряду амплитудой до ±8 кВ (разряд при контакте) и ±15 кВ (разряд по воздуху) согласно IEC 61000-4-2
• Емкостные панели на основе эффектов взаимной и собственной ёмкости с источниками питания с переменным напряжением универсального диапазона и постоянным напряжением 12 В для различных тестовых конфигураций

Данное типовое решение на базе микроконтроллера MSP430FG437 демонстрирует неинвазивный оптический метод проведения плетизмографии – пульсоксиметрии. Пульсоксиметр состоит из микроконтроллера, LCD-дисплея для отображения пульса и насыщения крови кислородом и  внешнего датчика. Измерение пульса и насыщения крови кислородом осуществляется единственным датчиком. Кардиограмма, пульс и насыщение крови кислородом SaO2 в % могут отображаться и на ПК в графическом интерфейсе, разработанном в LabVIEW. К данному решению прилагаются все необходимые файлы, включая пошаговую инструкцию для получения графического интерфейса в LabVIEW.

 

• Решение на одном чипе со встроенным аналоговым интерфейсом и драйвером управления измерительными диодами
• USB интерфейс для подключения к ПК
• Встроенный разъем для подключения беспроводного приемопередатчика на базе CCxxxx
• Аппаратный интерфейс, совместимый с датчиками NellcorTM
• Основано на типовом решении "Пульсоксиметр на одном чипе MSP430A" (SLAA274)
• Проект реализован на отладочной плате с микроконтроллером MSP430FG439 MOD-PULSE Pulseoximeter and Heart-Rate Monitor от OLIMEX Ltd.
• Данное типовое решение протестировано и включает в себя программное обеспечение, файлы проекта аппаратной части, документацию и графический интерфейс пользователя (LabView) для ПК

The Low-Power Sub-1 GHz Wireless Transceiver reference design enables a low cost bi-directional RF link (when using two transceivers). The on-board Anaren Integrated Radio (AIR) A110LR09A radio module with integrated antenna operates in the European 868-870MHz and US 902-928MHz ISM bands. The included software application, called AIR BoosterStack, demonstrates an example sensor network as well as network status reporting. This type of communication allows development in the industrial, scientific, and medical space where short range devices/communications are used."