Moniteur de fréquence cardiaque MAX30102 avec Arduino Nano et écran LCD 16x2

Composants nécessaires

• 1 × Arduino Nano R3
• 1 × Capteur de fréquence cardiaque MAX30102
• 1 × Écran LCD 16x2 avec rétroéclairage RGB (Adafruit)
• 1 × Potentiomètre rotatif 10kΩ (pour le contraste du LCD)
• Fils de connexion, breadboard

Outils

• Fer à souder (pour souder les connecteurs sur le MAX30102 si nécessaire)
• Arduino IDE

Principe de fonctionnement

Le MAX30102 est un capteur optique qui mesure le rythme cardiaque par photopléthysmographie (PPG). Il émet une lumière verte/rouge et détecte les variations d'absorption sanguine au niveau du doigt. L'Arduino Nano lit les données via I²C (broches A4/SDA, A5/SCL), calcule les battements par minute (BPM) grâce à un algorithme de détection de pics (PBA), et affiche la moyenne sur 4 mesures sur la première ligne du LCD. La deuxième ligne affiche la valeur brute du signal infrarouge (IR), qui doit rester stable pour une mesure fiable.

Câblage

• MAX30102 : VCC → 5V, GND → GND, SDA → A4, SCL → A5, INT → non connecté
• LCD 16x2 (interface parallèle) : RS → D12, E → D11, D4 → D5, D5 → D4, D6 → D3, D7 → D2, VCC → 5V, GND → GND, VO → potentiomètre, LED+ → 5V (via résistance 220Ω), LED- → GND

Code Arduino

#include 
#include "MAX30105.h"
#include 
#include "heartRate.h"

MAX30105 particleSensor;
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

const byte RATE_SIZE = 4;
byte rates[RATE_SIZE];
byte rateSpot = 0;
long lastBeat = 0;
float beatsPerMinute;
int beatAvg;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  lcd.begin(16, 2);
  Serial.println("Initialisation...");

  if (!particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) {
    Serial.println("MAX30105 non trouvé. Vérifiez le câblage.");
    while (1);
  }
  Serial.println("Placez l'index sur le capteur avec une pression constante.");
  particleSensor.setup();
  particleSensor.setPulseAmplitudeRed(0x0A);
  particleSensor.setPulseAmplitudeGreen(0);
}

void loop() {
  long irValue = particleSensor.getIR();

  if (checkForBeat(irValue)) {
    long delta = millis() - lastBeat;
    lastBeat = millis();
    beatsPerMinute = 60 / (delta / 1000.0);

    if (beatsPerMinute < 255 && beatsPerMinute > 20) {
      rates[rateSpot++] = (byte)beatsPerMinute;
      rateSpot %= RATE_SIZE;
      beatAvg = 0;
      for (byte x = 0; x < RATE_SIZE; x++) beatAvg += rates[x];
      beatAvg /= RATE_SIZE;
    }
  }

  Serial.print("IR="); Serial.print(irValue);
  Serial.print(", BPM="); Serial.print(beatsPerMinute);
  Serial.print(", Avg BPM="); Serial.print(beatAvg);
  if (irValue < 50000) Serial.print(" Doigt absent?");
  Serial.println();

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("BPM: "); lcd.print(beatAvg);
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(" IR: "); lcd.print(irValue);
}

Bibliothèques requises

• SparkFun MAX3010x Sensor Library (inclut MAX30105.h et heartRate.h)
• LiquidCrystal (intégrée à l'IDE Arduino)

Conseils pour une mesure précise

• Fixez le capteur sur le doigt avec un élastique pour une pression constante.
• Évitez les mouvements pendant la mesure.
• La valeur IR doit rester supérieure à 50 000 pour indiquer un bon contact.
• La moyenne sur 4 battements (RATE_SIZE = 4) lisse les variations.