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「アプリケーションラボ」は、Digi-Key社のご協力をいただいて、Digi-Key社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。
今回は、複数の生体信号を検出するウェアラブル機器の開発を簡素化できるアナログ・デバイセズ社が開発したセンサフロントエンドについて解説した記事をご紹介します。
■光信号経路をマルチパラメータモニタで皮膚の上から検知し、素早く擦り抜ける
最新のApple Watchは、心拍や心電図、血中酸素濃度などを測定することができます。すなわち、ごく身近な製品により健康状態を常に把握することが可能になってきたわけです。このようにウェアラブル製品に搭載できる機能は飛躍的に増加しています。とはいえ、小型化が求められるウェアラブル機器でいくつもの生体信号を処理したり、様々なセンサを取り付けてそれぞれを制御することは簡単ではありません。そのような用途に最適なデバイスとして、アナログ・デバイセズ社が開発したマルチモーダルセンサフロントエンドADPD4100/ADPD4101があります。
＜ ADPD4100/ADPD4101の内部ブロック図 ＞
【アプリケーションラボ】では、皮膚の上から検知できる生体信号の種類について説明し、例として血中酸素濃度SpO2の測定方法を解説しています。さらに、ウェアラブル機器の開発を簡素化できるADPD4100/ADPD4101の概要と使用方法を紹介しています。
ADPD4100/ADPD4101は、最大8個のLEDを発光させて最大8個の電流入力を測定できるセンサフロントエンドとして動作します。12のタイムスロットにより、サンプリング周期ごとに12の値を個別に測定できます。データの出力や機能の設定は、ADPD4101の場合はI2Cを使用し、ADPD4100の場合はSPIを使用します。
ADPD4100/ADPD4101は、複数の動作モードを搭載しているので、光電式容積脈波記録法(PPG)、心電図(ECG)、皮膚電気活動(EDA)などの生体信号の検出に加えて、インピーダンスや容量、温度、ガス検出、煙検出、エアロゾル検出など幅広いセンサ計測に対応できます。チップサイズは3.11mm×2.14mmで、0.4mmピッチの33ボールWLCSPパッケージと35ボールWLCSPパッケージを採用しています。
 
＜ EVAL-ADPD4100Z-PPG(表と裏) ＞
ADPD4100/ADPD4101の評価用ボードとしてEVAL-ADPD4100Z-PPGが用意されており、すべての入出力にアクセスできます。この評価ボードとWavetoolソフトを使用して、時間領域のグラフ化とロギング、周波数領域のグラフ化、統計分析、データストリーミングなどが可能です。また、心拍数を測定するために手首用フォトプレチスモグラフィ(PPG)を実装しています。PPGは光電式容積脈波記録法と呼ばれる、鼓動と鼓動の間の光の吸収量の変化を測定する技術です。原理は、血液が赤色の光を反射し緑色の光を吸収するという特性を利用しています。
ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。
測光用マルチモードフロントエンドADPD4100
【ADPD4100BCBZR7】 ￥1,600(税込￥1,760) |
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測光用マルチモードフロントエンドADPD4101
【ADPD4101BCBZR7】￥1,600(税込￥1,760) |
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ADPD4100/ADPD4101評価ボード
【EVAL-ADPD4100Z-PPG】 ￥11,778.89(税込￥12,956.77) |
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下記の2本の解説記事も同時に公開しました。合わせて参考にしてください。
■高密度で柔軟な相互接続を使用し小型で高性能な患者モニタリング機器を設計
慢性疾患の患者をモニターする医療機器などでは機器の相互接続が重要になります。ここでは低コストで小型化を可能にするフラットフレックス高密度コネクタ(FFC)やセンターライン間隔が小さいフレキシブルプリントケーブル(FPC)、外部機器に接続するには最適なUSB Type-Cコネクタなどについて解説します。
■産業用センサやアクチュエータをより早く安全/確実に構成するセンサアクチュエータボックス
産業用システムの施設においてケーブルの配線は非常に面倒な作業です。ここでは、この配線作業の効率を上げることができ、さらにメンテナンスにも役立つセンサアクチュエータボックスの選び方と使い方を解説します。
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