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■ 사전 참고 글

[아두이노] - [아두이노] 심장박동 센서의 사용 #1 - 심박수 측정

[아두이노] - [아두이노] 6축 자이로/가속도 센서 MPU-6050 의 사용

■ 연결 및 준비

아두이노와 심박센서의 연결은 1편에서 연결한 것과 같습니다. 아래와 같이 연결하면 됩니다.

심박 데이터를 비주얼화 시켜줄 프로세싱 프로그램을 다운로드 받아서 설치해야 합니다.

Processing 다운로드 페이지의 모습입니다. 윈도우, 맥, 리눅스 모두 지원이 되니 자신의 OS에 맞는 소프트웨어를 다운로드 받으면 됩니다.  https://processing.org/download/?processing 이동해서 다운로드 받습니다. 

윈도우의 경우 별도의 설치과정은 없으며 압축을 풀고 폴더를 적절한 위치로 이동한 후  Processing.exe 를 실행하면 됩니다.

■ 소스

소스는 1편에서 아두이노에 업로드 했던 소스와 같습니다. 다만 시리얼 모니터에서 심박수를 제대로 보기 위해서 원래의 소스에서 변경했던 부분을 다운로드 당시의 소스로 원복해야 합니다.

위와 같이 원복해 주었습니다. 28행의 serialVisual 값을 false 로 바꾸어 주었고, 57행의 delay 값을 20으로 변경해 주었습니다. 소스를 새로 다운 받으신 분은 그냥 아무 수정 없이 아두이노에 업로드 하면 됩니다.

소스의 다운로드는 아래의 URL 에서 다운로드 받으면 됩니다. 소스를 받아서 압축을 풀고 아두이노 IDE 에서 파일 -> 열기를 눌러서 'PulseSensorAmped_Arduino_1dot4.ino' 파일을 열어서 아두이노에 업로드 하면 됩니다.

https://github.com/WorldFamousElectronics/PulseSensor_Amped_Arduino

PulseSensor_Amped_Arduino-master.zip

이제 프로세싱의 소스를 다운로드 받아야 합니다.

아래의 URL에 들어가서 Pulse Sensor Visualizer 라는 프로그램을 다운로드 받습니다.

https://github.com/WorldFamousElectronics/PulseSensor_Amped_Processing_Visualizer

PulseSensor_Amped_Processing_Visualizer-master.zip

Download ZIP 을 눌러서 소스를 다운로드 받아 줍니다.

다운 받은 파일을 문서 -> Processing 폴더에 넣어 주었습니다. 아무 위치나 상관없지만 구분을 위해서 이렇게 해 주었습니다.

압축을 풀어 주었습니다.

프로세싱을 실행하고 파일 -> 열기를 하고 좀 전에 프로그램을 복사했던 위치로 들어가면 위와 같이 4개의 PDE 파일이 있습니다. 이 중에서 'PulseSensorAmpd_Processing_1dot1.pde' 를 열어 줍니다.

'PulseSensorAmpd_Processing_1dot1.pde' 소스 입니다. Java 로 짜여져 있습니다.

실행버튼 (▶ 모양) 을 눌러서 실행해 봅니다. 당연한 이야기지만 소스가 업로드된 심박센서를 연결한 아두이노가 PC에 연결되어 있어야 합니다. 그런데 위와 같이 소스에서 에러가 나고 동작이 되지 않습니다. 시리얼 포트를 찾는 부분에서 Array Index out of bounds 에러가 나네요. 잘 될 수도 있으나 저와 같이 에러가 나는 분들은 아래의 사항을 따라하면 됩니다.

에러가 발생한 코드 입니다. 59행 입니다. 'Serial.list()[9]' 을 'Serial.list()[0]' 으로 수정해 줍니다.

위와 같이 에러가 난 코드를 수정 하고 저장 후 다시 실행 버튼을 눌러 봅니다. 

시리얼 포트를 잘 찾고 잘 되네요. 왼쪽에 그래프로 심박수의 변화를 볼 수 있으며 하트 표시로 심박수가 BPM 으로 표시가 됩니다.

프로세싱에 비주얼하게 표시되는 저의 심박수의 변화를 동영상으로 캡쳐해 봤습니다. 

■ 관련 글

[아두이노] - [아두이노] 심장박동 센서의 사용 #1 - 심박수 측정

Schematic

Pin + to Arduino 5+

Pin - to Arduino -

Pin A0 to Arduino A0 (for analog program)

Pin D0 to Arduino 13 (for digital program)

Example code: Digital output

int Led = 13 ;// define LED Interface

int buttonpin = 3; // define D0 Sensor Interface

int val = 0;// define numeric variables val

void setup ()

{

  pinMode (Led, OUTPUT) ;// define LED as output interface

  pinMode (buttonpin, INPUT) ;// output interface D0 is defined sensor

}

void loop ()

{

  val = digitalRead(buttonpin);// digital interface will be assigned a value of pin 3 to read val

  if (val == HIGH) // When the sound detection module detects a signal, LED flashes

  {

    digitalWrite (Led, HIGH);

  }

  else

  {

    digitalWrite (Led, LOW);

  }

}

Example Code : analog outputs

int sensorPin = A0; // select the input pin for the potentiometer

int ledPin = 13; // select the pin for the LED

int sensorValue = 0; // variable to store the value coming from the sensor

void setup () 

{

  pinMode (ledPin, OUTPUT);

  Serial.begin (9600);

}

void loop () 

{

  sensorValue = analogRead (sensorPin);

  digitalWrite (ledPin, HIGH);

  delay (sensorValue);

  digitalWrite (ledPin, LOW);

  delay (sensorValue);

  Serial.println (sensorValue, DEC);

}

출처: https://tkkrlab.nl/wiki/Arduino_KY-038_Microphone_sound_sensor_module

PIN Connect

Arduino pin 11 --> Pin R module

Arduino pin 10 --> Pin G module

Arduino pin 9 --> Pin B module

Arduino pin GND --> Pin - module

Example Code

//KY016 3-color LED module

int redpin = 11; // select the pin for the red LED

int bluepin = 10; // select the pin for the blue LED

int greenpin = 9 ;// select the pin for the green LED

int val;

void setup () {

  pinMode (redpin, OUTPUT);

  pinMode (bluepin, OUTPUT);

  pinMode (greenpin, OUTPUT);

  Serial.begin (9600);

}

void loop ()

{

  for (val = 255; val> 0; val --)

  {

    analogWrite (11, val);

    analogWrite (10, 255-val);

    analogWrite (9, 128-val);

    delay (10);

    Serial.println (val, DEC);

  }

  for (val = 0; val <255; val ++)

  {

    analogWrite (11, val);

    analogWrite (10, 255-val);

    analogWrite (9, 128-val);

    delay (10);

    Serial.println (val, DEC);

  }

}

출처: https://tkkrlab.nl/wiki/Arduino_KY-016_3-color_LED_module

Schematic

Arduino digital pin 10 --> module pin S

Arduino GND --> module pin -

Arduino +5V --> module pin +

Example Code

//KY019 5V relay module

int relay = 10; // relay turns trigger signal - active high;

void setup ()

{

  pinMode (relay, OUTPUT); // Define port attribute is output;

}

void loop ()

{

  digitalWrite (relay, HIGH); // relay conduction;

  delay (1000);

  digitalWrite (relay, LOW); // relay switch is turned off;

  delay (1000);

}

출처: https://tkkrlab.nl/wiki/Arduino_KY-019_5V_relay_module

Specifications

Supply voltage: 3.3 ~ 5.5V DC

Output: single-bus digital signal

Measuring range: Humidity 20-90% RH, Temperature 0 ~ 50 ℃

Accuracy: Humidity + -5% RH, temperature + -2 ℃

Resolution: Humidity 1% RH, temperature 1 ℃

Long-term stability: <± 1% RH / Year

Schematic

Arduino pin 8 --> Pin S module

Arduino GND --> Pin - module

Arduino +5 --> Pin Middle

Example Code

//KY015 DHT11 Temperature and humidity sensor 

int DHpin = 8;

byte dat [5];

byte read_data () {

  byte data;

  for (int i = 0; i < 8; i ++) {

    if (digitalRead (DHpin) == LOW) {

      while (digitalRead (DHpin) == LOW); // wait for 50us

      delayMicroseconds (30); // determine the duration of the high level to determine the data is '0 'or '1'

      if (digitalRead (DHpin) == HIGH)

        data |= (1 << (7-i)); // high front and low in the post

      while (digitalRead (DHpin) == HIGH); // data '1 ', wait for the next one receiver

     }

  }

return data;

}

void start_test () {

  digitalWrite (DHpin, LOW); // bus down, send start signal

  delay (30); // delay greater than 18ms, so DHT11 start signal can be detected

  digitalWrite (DHpin, HIGH);

  delayMicroseconds (40); // Wait for DHT11 response

  pinMode (DHpin, INPUT);

  while (digitalRead (DHpin) == HIGH);

  delayMicroseconds (80); // DHT11 response, pulled the bus 80us

  if (digitalRead (DHpin) == LOW);

  delayMicroseconds (80); // DHT11 80us after the bus pulled to start sending data

  for (int i = 0; i < 4; i ++) // receive temperature and humidity data, the parity bit is not considered

    dat[i] = read_data ();

  pinMode (DHpin, OUTPUT);

  digitalWrite (DHpin, HIGH); // send data once after releasing the bus, wait for the host to open the next Start signal

}

void setup () {

  Serial.begin (9600);

  pinMode (DHpin, OUTPUT);

}

void loop () {

  start_test ();

  Serial.print ("Current humdity =");

  Serial.print (dat [0], DEC); // display the humidity-bit integer;

  Serial.print ('.');

  Serial.print (dat [1], DEC); // display the humidity decimal places;

  Serial.println ('%');

  Serial.print ("Current temperature =");

  Serial.print (dat [2], DEC); // display the temperature of integer bits;

  Serial.print ('.');

  Serial.print (dat [3], DEC); // display the temperature of decimal places;

  Serial.println ('C');

  delay (700);

}

출처: https://tkkrlab.nl/wiki/Arduino_KY-015_Temperature_and_humidity_sensor_module