Apple Watch的心率原理,十几块的模块也能复刻
你手腕上那块手表测心率,靠的不是什么黑科技,而是几颗往皮肤里打光的LED。前几天B站有UP主用一块十几块的ESP32做了个心率仪,原理和Apple Watch完全同款——光电容积法(PPG)。哔哩哔哩
光是怎么“看见”心跳的
心脏每收缩一次,手指动脉充血,吸光变多;舒张时血少了,吸光变少,光电二极管收到的反射光就带着和心跳同步的波动。常见的MAX30102模块里藏着两颗LED:650-670纳米的红光、870-900纳米的红外光,走I2C通信、1.8-5V供电,天生低功耗。MCU先滤掉缓慢变化的基线,再找出波形峰值,心率和血氧就都算出来了。知乎哔哩哔哩

三条路线,按钱包和动手能力选
路线一,入门PPG:ESP32 + MAX30102 + 一块OLED屏,算下来几十块。开源教程现成,B站有人做了手把手教学、自称小白包教会。STM32党也有从接线、原理、寄存器到算法的完整拆解,连源码模块都给齐了。周末一个下午就能点亮。哔哩哔哩知乎

路线二,进阶ECG:换ADS1292R——TI专为心电设计的24位模拟前端,贴上电极片,屏幕上直接画心电图,还能顺带显示心率和呼吸率。代价是要画PCB、焊接、调代码。B站那份20分钟的中配教程,收藏量是点赞的三倍多——大家都存着“以后再做”。哔哩哔哩
路线三,躺平流:60GHz毫米波雷达往床头一放,1.5米内就能无感监测心率、呼吸和体动,不用戴任何东西,直接做成开源的非接触式睡眠监测灯。专治“戴手表睡觉硌手”。哔哩哔哩
先泼冷水:三个坑
一、准不准,差在算法不在光。 Apple Watch贵在后端:多路光信号、加速度计剔除运动干扰、海量人群数据校准。十几块的模块是单路光学加开源算法,静坐测量没问题,跑步戴着测,波形能跳成迪斯科。血氧仪行业把话说得更直白:原理都一样,真正拉开差距的是你看不到的传感器质量和算法优化。知乎
二、血氧比心率更不准。 手指压力、环境光都会搅局,SpO₂读数图一乐就好。
三、这不是医疗器械。 血氧仪在国内属于第二类医疗器械、必须取得注册证才能合法销售,而DIY方案未经医疗级临床标定、不可作为医疗诊断依据。你手搓的这台是学习项目,不是给爸妈看病的工具,身体不舒服还是去医院。知乎知乎
那还折腾它干嘛?
因为手表是个黑盒,你的心跳只是一个数字;自己攒一个,你会知道这个数字从哪来、为什么会飘、算法在哪一步做了平均。给健康设备祛魅这件事,几十块钱就能办到——这可能是智能硬件DIY最划算的一单。