Home > 제품정보 > > ubpulse 320
     
  ubpulse 320
   
     
 
상품명(모델명) :  ubpulse 320 (ubpulse 320)
센서일체형 풀디지털 PPG(맥파)센서. UART for Embedded System.
  - 장치내에 모든 아날로그,디지털회로,프로세서가 내장되어 자동 측정/실시간데이터전송.
- UART통신 지원되는 임베디드 시스템에서 장치 데이터 실시간 수신.
- 통신데이터포맷공개.
- PPG파형, 분당심박수, 심박시간격,혈류지수 측정/계산/전송
- 고정밀 심박시간격 측정
(Clock 분해능 : 0.000976 sec accuracy: 0.002%)
고정밀심박시간격 측정이 필수로 요구되는 HRV(Heart Rate Variability)분석법에도 활용가능.
- ELP(Environment Light Protection)기술 적용으로 주변광 노이즈 최소화
- OLED 디스플레이, 스피커내장
- 소형/경량/저전력(최대소비전류 30mA)
구입방법
  온라인 구입가능. 클릭하세요 -> 전문쇼핑몰 바로가기
 
 
     
 
     
정보종류  
기본정보  
     
     
     
     
   
ubpulse 320   기본정보(기능/특징)  
   

  UART Connectivity  

UART 지원되는 모든 임베디드 시스템에서 통신 가능.

 

  디스플레이 화면  

  활용가능한 측정량들  

  ubpulse 320 핀 아웃  

ubpulse 320 접속단자

외부 연결시 고려사항.

+5V (외부전원공급단자)

입력 가능 전원전압 범위 : 4V ~ 6V, 권장 5V. 한계전압: 7V이상 전압이 인가되면 파손됨.

ubpulse 320내부에 3.3V레귤레이터의 입력으로 전원이 인가되어 장치내부에서 3.3V를 만들어 사용함.

Tx (UART 송신단자)

임베디드 시스템의 UART Rx단자로 연결한다. 3.3V로직 출력이며, 5V 로직 시스템에 인가해도 정상통신함. 전원인가되면 즉시 데이터 출력됨.

Rx (UART수신단자)

스피커 심박음  ON/OFF 제어하는 용도로만 사용되므로 연결하지 않아도 ubpulse 320은 정상동작한다. 임베디드 시스템의 UART Tx단자로 연결한다. 3.3V로직만 인가 가능함. 5V로직 연결하면 장치 오동작 함.

GND

외부회로의 접지와 연결.

ubpulse 320과 임베디드 시스템 연결법

ubpulse  320

 접속단자

외부 연결시 고려사항.

+5V (외부전원공급단자)

입력 가능 전원전압 범위 : 4V ~ 6V, 권장 5V.

한계전압: 7V이상 전압이 인가되면 파손됨.

ubpulse 320내부에 3.3V레귤레이터의 입력으로 전원이 인가되어 장치내부에서 3.3V를 만들어 사용함.

Tx (UART 송신단자)

임베디드 시스템의 UART Rx단자로 연결한다. 3.3V로직 출력이며,

5V 로직 시스템에 인가해도 정상통신함. 전원인가되면 즉시 데이터 출력됨.

Rx (UART수신단자)

스피커 심박음  ON/OFF 제어하는 용도로만 사용되므로 연결하지 않아도 ubpulse 320은 정상동작한다. 임베디드 시스템의 UART Tx단자로 연결한다. 3.3V로직만 인가 가능함. 5V로직 연결하면 장치 오동작 함.

  ubpulse 320을 PC에 연결법   

  ubpulse 320 케이블 커넥터 연결법  

  ubpulse 320 구성품   

ubpulse 320 본체 + 연결 커넥터

 ubpulse 320 개발자용 매뉴얼
 문서 아이디 : LXD25
 다운로드 : https://github.com/ubpulse/ubpulse-360-340-320/blob/master/LXD25_ubpulse320_Manual.pdf

.

* LX USB2UART는 구성품에 포함되지 않습니다.   LX USB2UART 바로가기 클릭

  ubpulse 320 Specification 

General

Item

Description

Display

Graphic OLED,  64x128 pixel, yellow-blue 2color

Sound

Operation effect and heart beat sound from inner speaker

Power Supply

+5V  External Power Supply (Maximum Current 50mA )

Interface

UART (Tx, Rx 2 wire)

Baud rate : 115200 bps

Data bits : 8bit

Stop bit : 1bit

Parity : None

Power Consumption

24 mA at 5V (finger out)

27 mA at 5V (finger in, normal operation)

Weight

52g ( with cable)

Dimension

36mm x 66mm x 40mm (width x length x height)

Cable length

1 m

Temperature.

(Normal operation)

-20 ℃ ~ 60 ℃

Temperature.

(Storage)

-40 ℃ ~ 70 ℃

Material

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)

PC (polycarbonate resin)

 

 

Measurement

 

Item

Description

Heart pulsation

measurement method

Optical, using light absorption modulation via capillary filling pulsations.

Light wavelength

940nm (infrared)

Light noise

immunity

Light noise is minimized using ELP(Environment Light Protection) technology.

Heart Beat

Detection method.

High Precision Peak Detection from 2nd Derivatives of PPG.

Clock Resolution &

Accuracy

(Heart Beat

Interval Measurement )

Resolution: 0.000976 sec.

Accuracy : 0.002%

 

l       The clock is divided by 32 form main clock.

l       Main clock : 32.768kHz Quartz Crystal Oscillator with accuracy : +-20ppm (0.002%)

Measurement Quantity

PPG Waveform, Heart rate per minute, Heart Beat Interval, Heart Beat Event, Perfusion Index.

 

  Functional Block Diagram  

 ubpulse ELP(Environment Light Protection)

주변광 차단

ubpulse 시리즈는 주변광은 차단하고 맥파성분만 측정가능한 ELP기술이 적용되었으며, 동영상에서는 주변광의 영향받는 정도를 일반맥파측정기와 비교시험하고 있다.

 측정 원리 


 심장박동 동기된 혈량의 변화





1. 심장박동에 의하여 생성된 압력에 의해 혈관내에서 혈액의 흐름이 생긴다. 심장박동이 발생할 때마다 압력은 신체의 말단 모세혈관까지 작용하며, 손가락 끝의 혈관까지도 압력이 작용한다. 그림.

2. 손가락 끝 모세혈관의 동맥 혈액은 세포조직으로 혈액을 공급하고, 정맥으로 들어가서 다시 심장으로 되돌아간다. 그림의 (a)

3. 심장박동에 동기되어 손가락 끝 혈관에서의 동맥혈량(Arterial Blood volume)이 증가하고 줄어드는 상태가 반복된다. 그림의 (b)



 


                                                       심장박동에 동기된 모세혈관 동맥혈량(Arterial Blood volume) 변화




 광학식 혈량 변화 검출  



1. 광원에서 손가락에 빛을 조사하면 혈액, 뼈, 조직에서 빛의 흡수가 발생하고 일부광은 투과하여 광수신기에 도달한다. 그림(a)

2. 빛이 흡수되는 정도는 빛이 지나가는 경로에 있는 피부, 조직, 혈액의 양에 비례하며, 심장박동에 의한 혈류변화를 제외하고는 변하지 않는 성분이어서,흡수되는 광량 변화에 비례한다. 그림(b)

3. 광수신부에서 검출된 투과광은 손가락에서 흡수된 광량만큼 차감되어 수신되므로, 투과광의 광량 변화 역시 혈류변화를 반영하게 되어 광수신기의 광량을 측정함으로써심장박동에 동기된 혈량변화 검출이 가능해진다. 그림(c) 그림(c)의 AC 성분을 통상 PPG(Photo PlethysmoGraph, 맥파)라고 한다.



                                                                        광학식 혈량 변화 검출 원리




 심박검출 및 심박시간격 측정법  


그림(b)에서 보이듯이 PPG를 2차 미분한 파형의 피크를 검출하여 심박지점을 검출하며, 매번의 심박 발생시마다 직전 심박과의 시간격을 계산하게 된다.
그림(c)에서 심박 1이 발생한 시점부터 심박2가 발생할 때 까지의 클락의 수량을 카운팅하여 클락의 주기인 0.000976sec를 곱하기 하여 심박시간격 2를 장치 내부 프로세서에서 계산한다. 사용되는 클락의 주기인 0.000976sec가 시간 측정의 최소 간격에 해당한다. 시간측정에 사용되는 클락의 정밀도는 0.002%로써 충분한 정확성과 정밀도 높은 심박시간격 측정이 가능하다.

심박시간격 측정 정밀도의 중요성.

HRV(Heart Rate Variability) 연구분야에서는 심박시간격 측정 정밀성이 특히 요구된다. PPG 측정을 기반으로 하는 심박피크 검출 및 심박 시간격 검출 방법론은 여러가지가 있을 수 있으며, 사용된 방법에 따라 정확성은 크게 차이가 난다. 심박시간격 검출에서 충분한 정밀도가 보장되지 못하면, 동일 피검자의 2개 손가락에서 동시에 측정된 심박 시간격데이터로 HRV 분석한 결과가 크게 차이가 나며, 신뢰할 수 없는 HRV 분석 결과가 나온다. ubpulse 3 시리즈는 초기 설계 단계부터 정밀도를 고려하여, 충분한 정밀도를 확보하였으며, HRV 분석법 적용 시 신뢰할 수 있는 결과를 제공한다.

 


                                           심박검출 및 심박시간격 측정법

  ubpulse 320을 이용한 통신 프로그램 개발 방법  

  통신프로그램과 개발과정 전체 흐름  
 
 
통신 프로그램의 전체적인 작동 흐름은  그림과 같은 구조이다.
가장 먼저 장치의 UART설정을 해둬야한다.
이후  “1.UART에서 데이터 읽기”에서는 순차적으로 UART로 수신된 바이트열을 읽어오게 된다.
바이트열들로부터 패킷의 시작점을 의미하는 싱크바이트(255,254 순으로 데이터가 배치되어있다.) 를 검출하는 “2.LXSDF T2 Tx패킷추출”에서 패킷단위로 데이터를 분리해내고 패킷 내의 데이터요소들을 “3.패킷데이터 파싱”에서 추출한다.
3의 과정에서 확보된 각 데이터 요소들에 ubpulse 320의 정보들이  배치되어있다.
이들 정보들을  “4.ubpulse 320 정보 확보” 단계에서  구하여 활용한다.
 
 

  LXSDF T2 통신 규격 문서  

실시간 스트림데이터 전송과 동시에 상대적으로 저속인 일반 데이터들을 하나의 패킷형식으로 전송가능한 간단하면서도, 범용의 시리얼 통신 포맷.

 LXSDF T2  통신규격
 문서 아이디 : LXD12
 다운로드 : https://github.com/LAXTHA/LXSDF/blob/master/LXD12_LXSDFT2_CommunicationStandard.pdf

.

  LXSDF T2 통신 규격에서 데이타 추출용 Labview 소스 


1. 패킷 디코더 (DFT2 Decoder.vi) 



2. 패킷 데이타 얻기 (DFT2 data acquisition example.vi)
 
 


 

  Labview 다운로드 (Labview 2011 32bit로 작성됨)
 https://github.com/LAXTHA/LXSDF/raw/master/LXSDFT2_LabView_Example.zip

.

 ubpulse 3시리즈 통신 규격 문서  

ubpulse 320의 LXSDF T2 Device Specialization 규격

 ubpulse 3시리즈 통신규격
 문서 아이디 : LXD23
 다운로드 : https://github.com/ubpulse/ubpulse-360-340-320/blob/master/LXD23_ubpulse3xx_CommunicationSpec.pdf

. 

  LX Device Manager  

LX Device Manager를 이용하여 전송 데이터의 실시간 모니터링 가능한 프로그램 제공
 
 
 

 LX Device Manager 다운로드
 LX Device Manager 정보 : 

http://www.laxtha.com/ProductView.asp?Model=LX%20Device%20Manager

LX Device Manager 설치파일 다운로드 :  

https://github.com/LAXTHA/LXDeviceManager/raw/master/LXDeviceManagerSetup.msi

.

  Copyright © LAXTHA Inc. All rights reserved.