Herzfrequenz-Sensoren im Vergleich

Grundlagen

Bevor wir uns die einzelnen Sensoren ansehen, ist es hilfreich, die zwei grundlegenden Methoden der Herzfrequenz-Messung zu verstehen:

Photoplethysmographie (PPG):
Diese Methode nutzt Licht, um Veränderungen im Blutvolumen unter der Haut zu erfassen. Dabei leuchtet eine LED auf die Haut (meist am Finger oder Ohrläppchen), und ein Sensor misst, wie viel Licht zurückgestreut oder absorbiert wird. Mit jedem Herzschlag ändert sich das Blutvolumen, was der Sensor erkennt. Module wie der KY-039, MAX30100 und MAX30102 nutzen dieses Prinzip, um die Herzfrequenz zu bestimmen.

Elektrokardiogramm (EKG):
Diese Methode misst die winzigen elektrischen Impulse, die dein Herz bei jedem Schlag erzeugt. An der Haut angebrachte Elektroden erfassen diese Signale. Diese Art der Messung liefert sehr genaue und detaillierte Daten über die Aktivität deines Herzmuskels. Der AD8232 ist ein typisches Modul, das dieses Verfahren nutzt.

KY-039 – Herzfrequenz Sensor

Der KY-039 ist ein sehr einfaches und kostengünstiges Modul, das sich ideal für Einsteiger eignet. Die Messung erfolgt per PPG-Methode, indem eine Infrarot-LED auf den Finger strahlt. Die Änderungen der Lichtreflexion durch deinen Herzschlag werden von einem Fototransistor erfasst und als analoges Signal ausgegeben. Seine Einfachheit macht ihn perfekt für erste Experimente mit der Herzfrequenz.

Messprinzip: Photoplethysmographie (PPG)
Messung: Herzfrequenz (Puls)
Genauigkeit: Gering, sehr anfällig für Umgebungslicht und Bewegungen
Schnittstelle: Analoges Signal
Vorteil: Sehr einfach, extrem kostengünstig
Nachteil: Geringe Genauigkeit, unzuverlässig bei Bewegung

MAX30100 – Herzfrequenz Sensor

Das MAX30100-Modul ist deutlich fortschrittlicher und ein häufiger Begleiter in vielen DIY-Projekten. Es ist ein integrierter Chip, der neben der Herzfrequenz auch die Sauerstoffsättigung des Blutes (SpO2) messen kann. Dies wird durch die Verwendung einer roten und einer infraroten LED ermöglicht. Die Messung ist zuverlässiger als beim KY-039.

Messprinzip: Photoplethysmographie (PPG)
Messung: Herzfrequenz (Puls), Blutsauerstoff (SpO2)
Genauigkeit: Hoch
Schnittstelle: I2C
Vorteil: Kompakt, liefert zwei wichtige Messwerte
Nachteil: Kann bei stärkerer Bewegung ungenau werden

MAX30102 – Herzfrequenz + Blutsauerstoff

Der MAX30102 ist die verbesserte Version des MAX30100 und zählt zu den besten PPG-Sensoren für Maker und Entwickler. Er bietet eine höhere Auflösung und eine integrierte Temperaturkompensation, was die Genauigkeit der Messung weiter steigert. Sein extrem niedriger Stromverbrauch macht ihn zur ersten Wahl für batteriebetriebene Wearables, bei denen die Herzfrequenz kontinuierlich überwacht werden soll.

Messprinzip: Photoplethysmographie (PPG)
Messung: Herzfrequenz (Puls), Blutsauerstoff (SpO2)
Genauigkeit: Sehr hoch (mit Temperaturkompensation)
Schnittstelle: I2C
Vorteil: Hohe Genauigkeit, sehr geringer Stromverbrauch, ideal für mobile Geräte
Nachteil: Auch hier können starke Bewegungen die Messung beeinträchtigen

AD8232 – EKG Messung

Der AD8232 ist ein spezialisiertes EKG-Modul, das die elektrische Aktivität deines Herzes misst. Im Gegensatz zu den anderen Sensoren erfordert er drei Elektroden, die auf der Haut platziert werden müssen. Die Messung ist daher wesentlich präziser und liefert eine detailliertere Kurve der Herzaktivität. Dieses Modul ist ideal für Projekte, bei denen es auf die genaue Form des Herzschlags ankommt, nicht nur auf die Frequenz.

Messprinzip: Elektrokardiogramm (EKG)
Messung: Elektrische Aktivität des Herzens
Genauigkeit: Sehr hoch
Schnittstelle: Analoges Signal
Vorteil: Misst die direkte Herzaktivität, sehr detaillierte Daten
Nachteil: Erfordert direkten Hautkontakt und korrekte Platzierung der Elektroden

Zusammenfassung

Die Wahl des richtigen Sensors hängt stark von deinem Projekt ab. Für einfache Anwendungen und erste Gehversuche ist der KY-039 ideal. Wenn du eine präzise Messung von Herzfrequenz und SpO2 für ein Wearable benötigst, ist der MAX30102 die beste Wahl. Solltest du hingegen die elektrische Aktivität deines Herzes detailliert analysieren wollen, ist der AD8232 der richtige Sensor für dich. Wir hoffen, dieser Vergleich hat dir geholfen, die perfekte Lösung für dein Projekt zu finden.

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