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MAXREFDES100#:ヘルスセンサープラットフォーム

MAXREFDES100

リファレンスデザインの免責事項 参照:  重要なお知らせと免責事項  (リファレンスデザインおよびその他マキシムのリソース)

説明

マキシムのMAXREFDES100#ヘルスセンサープラットフォームは、お客様がマキシムの複雑で革新的な医療およびハイエンドフィットネスソリューションを評価するのに役立つ集積型センサープラットフォームです。このプラットフォームは、1つの生体電位アナログフロントエンドソリューション(MAX30003/MAX30004)、1つのパルス酸素濃度計および心拍数センサー(MAX30101)、2つの体温センサー(MAX30205)、1つの3軸加速度計、1つの3D加速度計と3Dジャイロスコープ、および1つの絶対気圧センサーを内蔵しています。

動作モード

ヘルスセンサープラットフォームは、下記の3つのモードのいずれかで使用可能です。

  • テザーモード:ユーザーはUSB Type-A - Type-Cケーブルを使ってヘルスセンサープラットフォームをPCベースのGUIに接続することができます。このモードは、ECG、光、および温度センサーを含む、ボード上に実装された全センサーをサポートします。GUIは、クイックデモの実行(デフォルトのレジスタ設定を使用)、および個々のセンサーまたはアナログフロントエンドのレジスタ設定を変更することによって任意のセンサーを詳細に評価するオプションを提供します。
  • 非テザーモード(オフライン):ヘルスセンサープラットフォームはデータを収集し、それを内蔵フラッシュに保存します。データは、ダウンロードして後処理することが可能です。このモードでは、センサーの設定および内蔵フラッシュへのミッションの書込みのために、テザーモードと同様にヘルスセンサープラットフォームをPC GUIに接続する必要がありますが、その後で切り離して非テザーモードで実行することができます。このモードで動作させるには、バッテリホルダーおよびコイン電池を実装する必要があります(ボックスには付属しません)。
  • 非テザーモード(リアルタイム):お客様はリアルタイムでAndroidにデータをストリーミングすることができます(アプリはダウンロードいただけます)。プラットフォームをアプリに接続する方法を示すために、いくつかの機能を用意しました。お客様は、提供されているソースコードを、お客様の用途にあったアプリの開発に使用することができます。下記に、アプリ内で有効化されている機能のリストを示します。
    • 温度センサーを使用する温度測定
    • 圧力センサーを使用する気圧測定
    • ECGアナログフロントエンドを使用する心拍数測定
    • 加速度計を使用するボードの位置測定
    最初の2つの機能は、HSPボードがアプリに接続されると直ちにストリーミングを開始します。後の2つの機能は、アプリに接続する前にお客様がミッションをセットアップする必要があります。ミッションをセットアップする方法の説明をご覧ください。

「デザインリソース」タブには、PCおよびAndroidアプリケーションが提供されていて、すぐに、お使いいただけるようになっています。PCアプリケーションは、USB接続にて、全センサーの設定や対話形式での操作を可能にするグラフィカルユーザーインタフェース(GUI)を提供します。Androidアプリケーションは、BLE上でセンサーデータを監視する機能を提供します。アプリケーションのインストールおよび実行方法については、「詳細」タブをご覧ください。

プラットフォームの動作をカスタマイズしたいと考える開発者向けに、ARM mbed開発環境がサポートされています。プラットフォームとともに出荷されるコンパニオンプログラミングアダプタのMAXREFDES100HDK#により、ファームウェアアップデート用のドライバ不要なドラッグ&ドロッププログラミング、および仮想UARTインタフェースとCMSIS-DAP対応デバッガが提供されます。ファームウェア開発の詳細とソースコードの例については、ARM mbed開発者サイトのMAX32620HSPプラットフォームのページをご覧ください。

設計ファイル、ファームウェア、およびソフトウェアは、「デザインリソース」タブから入手可能です。また、ボードもご購入いただけます。

特長

  • 皮膚温
  • 心拍数
  • 生体電位測定(ECG)
  • 動き
  • 回転
  • 気圧

  • maxrefdes100fig01

    maxrefdes100fig01

  • maxrefdes100_board

    maxrefdes100_board

Icon

設計、作成、試験済み

このボードは完全実装および試験済みです。

 

詳細セクション

詳細セクション


マキシムは、医療およびハイエンドフィットネスアプリケーション用の複雑で革新的なソリューションを築いています。これらのソリューションは、主としてマキシムの複数の製品ラインが根幹となっています。お客様がこれらのソリューションの特長を迅速に評価し、独自の設計を実現できるよう、マキシムは「hSensor」Platformと呼ばれる集積型センサープラットフォームを開発しました。このプラットフォームを使うと、お客様は様々な用途にマキシムの幅広い製品をより迅速かつ容易に評価することができます。また、hSensorプラットフォームは、マキシムのより新しいソリューションを設計やロードマップに取り入れることができる柔軟性も備えています。

hSensorプラットフォームは、動きの測定、高精度の皮膚温、および心電検査(ECG)、筋電検査(EMG)、脳波検査(EEG)を含む各種の生体電位測定に対応します。さらに、hSensorプラットフォームは、880nm (赤外線、IR)、660nm (赤色)、および537nm (緑色)の3つの波長でのパルス酸素濃度および心拍数(HR)検出を含む、各種の反射型フォトプレチスモグラフィー(光電式容積脈波)測定にも対応します。

このプラットフォームは、Windows®ベースのPCおよびAndroid®ベースの機器上で、簡素なデータ収集と視覚表示用のGUIアプリケーションをサポートします。設定およびデータ収集は、(USB Type-Cコネクタを介した) USB接続とBluetooth® low energy (BLE)無線の両方に対応します。

データ収集用に、フラッシュメモリ直接書込みモードがサポートされています。また、USB接続でのフラッシュメモリ読出しも実装されています。

このプラットフォームのマイクロコントローラには、システムの管理、プラットフォーム上の全デバイスのレジスタの制御、およびPCのGUIとの通信を行うファームウェアがプログラムされています。ユーザーがマイクロコントローラのファームウェアをカスタマイズする場合、詳細についてはmbedのファームウェア開発ガイドを参照してください(MAX32620HSPとして掲載されています)。

このリファレンスデザインのボックスには、以下のものが含まれています。

  • MAXREFDES100#ボード:ヘルスセンサーボード
  • MAXREFDES100HDK#ボード:MAXREFDES100#センサーボード用の開発ボード
  • バッテリーホルダー:USBケーブルを使用しない場合にCR2032タイプのコイン電池を実装するため
  • 2本のECGケーブル:ユーザーはこれらの2本のECGケーブルをボードにはんだ付けしてECG測定を行うことが可能
  • USB Type-C ケーブル:PCとMAXREFDES100#ボード間の接続用
  • Micro-USBケーブル:PCとMAXREFDES100HDK#ボード間の接続用

このプラットフォームを使って、以下の使用例を評価することができます。

  1. フィットネスアプリケーション
    • 胸部ベースのアプリケーション
      • HR内蔵チェストストラップ
      • HRおよびECG内蔵チェストストラップ
    • 手首ベースのアプリケーション
      • 光学式HR内蔵スマートウォッチ
    • 耳ベースのアプリケーション
      • 光学式HR内蔵ヘッドフォン
  2. 医療アプリケーション
    • 胸部ベースのアプリケーション
      • 不整脈検出用1リードECGパッチ(ECGおよびHRのみ)
      • 皮膚温測定
    • 指ベースのアプリケーション
      • 光学式SpO2測定
    • 耳ベースのアプリケーション
      • 光学式HRおよびSpO2
    • 頭部ベースのアプリケーション
      • 光学式HRおよびSpO2
    • 腕ベースのアプリケーション
      • ECG内蔵アームバンド

マキシムの全リファレンスデザインと同様、部品表(BOM)、回路図、レイアウトファイル、ガーバーファイル、ファームウェア、およびソフトウェアはすべてオンラインで入手可能です。

システムダイアグラム

図1. MAXREFDES100#リファレンスデザインのブロック図

クイックスタートデモ:

GUIのHomeタブに3つのクイックスタートデモボタンがあり、それぞれのセンサーを設定して迅速にデモを実行することができます。

  • ECG Demo:ECG ChannelおよびECG Muxタブのレジスタ設定を行い、Plotsタブに移動します。電極の接続後、Start MonitorをクリックしてECGのデモを行います。
  • Optical Sensor Demo:Optical Sensorタブのレジスタ設定を行い、このタブに移動します。測定対象の位置に光センサーを配置した後、Start Monitorをクリックして光センサーのデモを行います。
  • Temperature Sensor Demo:Temperature Sensorタブのレジスタ設定を行い、このタブに移動します。直ちに温度の表示が開始されます。ボードの各面に1つずつ、2つの温度センサーがあります。

Androidアプリケーションのクイックスタートガイド

hSensor Androidアプリは、Android機器上で動作するGUIプログラムです。このプログラムはhSensorのデータを収集し、機器の画面上にグラフィック表示します。このプログラムは、Bluetooth 4.0 Low Energy無線を介してhSensorハードウェアと通信します。

必要機器:

  • MAXREFDES100#ボード
  • 少なくともバージョン4.4が動作するAndroid機器
  • Bluetooth 4.0対応のAndroid機器
  • 1つのCR2032コイン電池(オプション)
  • 空きUSBポートのあるPC (バッテリー給電の場合はオプション)
  • 1本のUSB Type-A - Type-C ケーブル(バッテリー給電の場合はオプション)
  1. CR2032コイン電池をバッテリーホルダーB1に装着します。
  2. バッテリーがない場合、USB Type-A - Type-C ケーブルでhSensorプラットフォームハードウェアをPCまたはMacに接続します。
  3. ボード上のSW1スイッチを押して離します。スイッチの横にある赤いLEDが点滅します。
  4. MAXREFDES100#のウェブページにある最新の MAXREFDES100# AndroidアプリMAXREFDES100_Androidxxx.zipをダウンロードします。それを解凍して機器にインストールします。このアプリには、Android 4.4 以降が必要です。
  5. MAXREFDES100アイコンをタップして、hSensor Androidアプリを起動します。

    図16. Androidアプリケーションのスクリーンショット1図16. Androidアプリケーションのスクリーンショット1

  6. 画面下部にあるScanボタンをタップします。スキャンによって、現在Bluetooth 4.0を使ってアドバタイズを行っている全デバイスが表示されます。
  7. リスト内のMAXREFDES100デバイスをタップして、hSensorプラットフォームハードウェアに接続します。

    図17. Androidアプリケーションのスクリーンショット2図17. Androidアプリケーションのスクリーンショット2

  8. 下図の画面が表示されます。
  9. 図18. Androidアプリケーションのスクリーンショット8図18. Androidアプリケーションのスクリーンショット8

マキシムデバイス (10)

型番 名称 製品ファミリ 注文 設計キットおよび評価モジュール
MAX30003 超低電力、シングルチャネル集積型生体電位(ECG、R-R検出) AFE アナログフロントエンド(AFE) IC 今すぐ購入 設計キット
MAX30205 体温センサー センサー 今すぐ購入 設計キット
MAX30101 高感度パルス酸素濃度計および心拍数センサー、ウェアラブルヘルス用 センサーインタフェース 今すぐ購入 設計キット
MAX32620 超低電力FPU内蔵Arm Cortex-M4ベースのマイクロコントローラ(MCU)、2MBのフラッシュおよび256KBのSRAM内蔵 MCU - マイクロコントローラ 今すぐ購入 設計キット
MAX14720 パワーマネージメントソリューション バッテリマネージメント 今すぐ購入 設計キット
MAX8881 POK付き、12V、超低IQ、低ドロップアウトリニアレギュレータ 低ドロップアウトリニアレギュレータ(LDO) 今すぐ購入 設計キット
MAX8880 POK付き、12V、超低IQ、低ドロップアウトリニアレギュレータ 低ドロップアウトリニアレギュレータ(LDO) 今すぐ購入 設計キット
MAX3205E デュアル、クワッド、およびヘックス(6回路)の高速差動ESD保護IC ESD保護ダイオード 今すぐ購入 Not Available
MAX4995A 50mA~600mAに設定可能な電流制限スイッチ 完全なシステム電源バッテリ保護IC 今すぐ購入 Not Available
MAX30004 超低電力、シングルチャネル集積型生体電位HR検出AFE アナログフロントエンド(AFE) IC 今すぐ購入 Not Available

マキシムデバイス (10)

型番 製品ファミリ
アナログフロントエンド(AFE) IC
超低電力、シングルチャネル集積型生体電位(ECG、R-R検出) AFE
センサー
体温センサー
センサーインタフェース
高感度パルス酸素濃度計および心拍数センサー、ウェアラブルヘルス用
MCU - マイクロコントローラ
超低電力FPU内蔵Arm Cortex-M4ベースのマイクロコントローラ(MCU)、2MBのフラッシュおよび256KBのSRAM内蔵
バッテリマネージメント
パワーマネージメントソリューション
低ドロップアウトリニアレギュレータ(LDO)
POK付き、12V、超低IQ、低ドロップアウトリニアレギュレータ
低ドロップアウトリニアレギュレータ(LDO)
POK付き、12V、超低IQ、低ドロップアウトリニアレギュレータ
ESD保護ダイオード
デュアル、クワッド、およびヘックス(6回路)の高速差動ESD保護IC
Not Available
完全なシステム電源バッテリ保護IC
50mA~600mAに設定可能な電流制限スイッチ
Not Available
アナログフロントエンド(AFE) IC
超低電力、シングルチャネル集積型生体電位HR検出AFE
Not Available

設計ファイル (17)

タイトル 種類 サイズ 日付
maxrefdes100serialportdriver5126 ZIP 6KB 2019-07-09
maxrefdes100_android_src ZIP 62MB 2017-11-03
MAXREFDES100#: Health Sensor Platform PDF 117KB 2019-07-09
maxrefdes100_cad_ra ZIP 14MB 2017-11-03
MAXREFDES100#: Health Sensor Platform PDF 5MB 2017-11-03
maxrefdes100_3_02 APK 2MB 2017-07-27
maxrefdes100fw300binary BIN 113KB 2017-11-03
maxrefdes100_android_src_3_02 ZIP 62MB 2017-11-03
maxrefdes100_android300 ZIP 2MB 2017-07-27
maxrefdes100sw302 ZIP 3MB 2017-11-03
rd100v01_00 ZIP 34MB 2017-11-03
maxrefdes100_android_3.0.0_10-24-16 APK 2MB 2017-11-03
hspguisourcev301 ZIP 3MB 2017-11-03
maxrefdes100sw301 ZIP 3MB 2017-07-27
maxrefdes100_fab_package_ra ZIP 8MB 2017-11-03
MAXREFDES100#: Health Sensor Platform PDF 458KB 2017-11-03
maxrefdes100fw300 ZIP 184KB 2017-07-27
日付 種類
2019-07-09

maxrefdes100serialportdriver5126

(ZIP, 6KB)

2017-11-03

maxrefdes100_android_src

(ZIP, 62MB)

2019-07-09

MAXREFDES100#: Health Sensor Platform

(PDF, 117KB)

2017-11-03

maxrefdes100_cad_ra

(ZIP, 14MB)

2017-11-03

MAXREFDES100#: Health Sensor Platform

(PDF, 5MB)

2017-07-27

maxrefdes100_3_02

(APK, 2MB)

2017-11-03

maxrefdes100fw300binary

(BIN, 113KB)

2017-11-03

maxrefdes100_android_src_3_02

(ZIP, 62MB)

2017-07-27

maxrefdes100_android300

(ZIP, 2MB)

2017-11-03

maxrefdes100sw302

(ZIP, 3MB)

2017-11-03

rd100v01_00

(ZIP, 34MB)

2017-11-03

maxrefdes100_android_3.0.0_10-24-16

(APK, 2MB)

2017-11-03

hspguisourcev301

(ZIP, 3MB)

2017-07-27

maxrefdes100sw301

(ZIP, 3MB)

2017-11-03

maxrefdes100_fab_package_ra

(ZIP, 8MB)

2017-11-03

MAXREFDES100#: Health Sensor Platform

(PDF, 458KB)

2017-07-27

maxrefdes100fw300

(ZIP, 184KB)

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