Hvad måler en helse-sensor?
Kroppen sender hele tiden elektriske signaler — fra hjertets sammentrækninger til musklernes aktivitet — og helse-sensorer tolker disse signaler. Andre helse-sensorer bruger lys eller tryk for at måle blodgennemstrømning, eller fingeraftryk-mønstre for biometrisk identifikation.
Sensor-teknologier
- PPG (PhotoPlethysmoGraphy): sender rødt og IR-lys gennem fingeren og måler reflektionen. Pulsen ses som små variationer. Bruges i fitness-trackere og smart-watches.
- EKG (ElektroKardioGrafi): måler hjertets elektriske aktivitet via 2-3 elektroder på huden. Giver præcis hjerterytme-kurve med P-, Q-, R-, S-, T-takke.
- EMG (ElektroMyoGrafi): måler muskelens elektriske aktivitet. Bruges til prostese-styring, gesture-kontrol og rehab.
- SpO2 (oxygen saturation): måler iltmætning i blodet ved at sammenligne rødt og IR-lys-absorption. PPG + SpO2 kombineres ofte i samme sensor.
- Fingeraftryk (optisk eller kapacitiv): tager et billede af fingeraftrykket og sammenligner med gemte mønstre. Til adgangskontrol og biometrisk login.
- Ryste-/tilt-sensor: mekanisk eller MEMS-baseret. Til at registrere bevægelse eller fald.
Modeller i udvalget
Hjerterytme og oximeter
EMG (muskel-sensor)
- OYMotion Analog EMG (SEN0240): tørre metal-elektroder direkte i sensoren — ingen gel-elektroder nødvendige. Lavt strømforbrug. Til prostese-styring, gesture-kontrol og rehab-projekter.
Fingeraftryk-sensorer
Ryste-sensor og memory-metal
Hvilken sensor skal jeg vælge?
- Simpel pulsmåler til Arduino-projekt: PPG Heart Rate (SEN0203).
- Wearable med præcis puls + ilt-mætning: MAX30102 (SEN0344).
- EKG-projekt eller medical-prototyping: AD8232 EKG (SEN0213) + ECG-elektroder (FIT0510).
- Prostese eller gesture-styring med muskel: OYMotion EMG (SEN0240).
- Adgangs-låse med fingeraftryk: Capacitive Fingerprint UART (SEN0348) eller I²C (SEN0359) — kapacitiv er bedre end optisk.
- Optisk fingeraftryk med mange brugere (1000): SEN0188.
- Indbygget fingeraftryk i kompakt kabinet: UART FPC-stik (SEN0542).
- Fald- eller bevægelses-detektion: Shake Sensor (SEN0289).
- Soft-robotics eller bevægelig prostese: Memory Metal Actuator (FIT0261).
Sammenligning — pulsmåler-typer
| PPG (SEN0203) | MAX30102 (SEN0344) | AD8232 EKG (SEN0213) |
|---|
| Måler | Puls | Puls + SpO2 | Hjerterytme-kurve |
| Princip | Optisk PPG | Optisk PPG + IR | Elektrisk (3 elektroder) |
| Plads | Finger-clip | Finger eller håndled | Bryst eller arme |
| Output | Analog/digital | I²C/UART (decoded BPM) | Analog (rå EKG) |
| Nøjagtighed | Mellem | Høj | Meget høj |
| Bedst til | Hobby-projekter | Wearables, fitness | Medical, EKG-analyse |
Optisk vs kapacitiv fingeraftryk
| Optisk (SEN0188) | Kapacitiv (SEN0348/0359/0542) |
|---|
| Princip | Tager billede med kamera | Måler kapacitans-mønster |
| Pris | Lavere | Højere |
| Snyder | Kan måske med billede | Kræver levende finger |
| Våde fingre | Dårligere | Bedre |
| Kolde fingre | OK | OK |
| Levetid | Slid på glasset | Mere holdbart |
| Bedst til | Hobby, mange brugere | Sikkerhedssystemer |
Vigtigt: medical-grade vs hobby
Sensorerne i udvalget er hobby- og prototyping-grade. De er ikke CE-godkendte medical-devices og skal ikke bruges til at:
- Stille medicinske diagnoser
- Erstatte professionel pulsmåler i hospital
- Bruges som primær EKG-overvågning ved hjerteproblemer
- Tage beslutninger om medicinering eller behandling
De er fremragende til at lære om bio-signaler, hjemme-fitness-tracking, prostese-prototyper, biometrisk adgangskontrol og forsknings-projekter. Til alvorlige medical-applikationer skal du bruge CE-mærkede medical-devices fra certificerede producenter.
Sådan tilkobler du AD8232 EKG-sensor
- Sæt 3 ECG-elektroder på huden — typisk 1 på højre arm, 1 på venstre arm, 1 på højre ben (jord).
- Tilkobl elektroderne via 3,5mm jack til AD8232-modulet.
- Tilkobl modulets output (analog) til en Arduino ADC-pin.
- Læs analogt signal med høj sample-rate (200-500 Hz). EKG-signal er under 5 mV efter forstærkning så det er klart synligt.
- Behandl signalet med Pan-Tompkins algoritme for at finde R-takke (puls).
Programmering — biblioteker
- SparkFun_MAX3010x: til MAX30102 og MAX30100 hjerterytme/oximeter. Inkluderer SpO2-beregning.
- PulseSensorPlayground: til klassisk PPG-puls-sensor (SEN0203 og lignende).
- QRSDetector / Pan-Tompkins: til at finde R-takke i EKG-signal.
- Adafruit_Fingerprint: til de fleste optiske og UART-baserede fingeraftryk-sensorer.
- DFRobot biblioteker: specifikke til Gravity-serien (DFRobot_Heartrate, DFRobot_ID809).
- arduinoFFT: til frekvens-analyse af EMG-signaler.
EMG-signal-behandling
Rå EMG-signal er meget støjet og kræver behandling før det kan bruges:
- Filtrer: bandpass-filter 20-450 Hz fjerner motion-artefakter og højfrekvens-støj.
- Notch-filter: 50 Hz til at fjerne lysnet-interferens.
- Rectify: tag absolut værdi (alle negativer bliver positive).
- Smooth: moving average eller RMS-vindue for at få muskel-aktivitet niveau.
- Threshold: sammenlign med tærskel for at trigger handling.
Typiske anvendelser
Wearables og fitness-trackere med puls/SpO2/skridt-tæller, hjerterytme-overvågning under træning, hjemmebyggede EKG-monitors til lære- og forsknings-projekter, prostese-styring med EMG-signaler, gesture-kontrol af elektronik via muskel-spænding, biometrisk adgangskontrol til døre, computere og safer, fingeraftryk-låse på cykler og garager, bevægelses-trackere til ældre, fall-detection-armbånd, hjemmebyggede stress-monitors via puls-variabilitet, undervisning i bio-signaler og medical-elektronik, samt prototyping af medical-devices.
Relateret
Til generelle bevægelses-sensorer (PIR, mmWave-fald-detektion), se Bevægelses Sensorer. Til 9-akse IMU til tilt-detektion, se Rotations Sensorer. Til kraft- og piezo-sensorer, se Kraft Sensorer. Til mikrocontrollere, se Arduino og ESP32 Boards. Til wearable-batteri-løsninger, se Strømforsyninger. Tilbage til Sensorer oversigt.
