MAX32620FTHR 搭載 インテリジェント生体モニタ - 体温発電・Bluetooth・IoT 対応

概要

Maxim Integrated MAX32620FTHR マイコンボードを核に、ペルチェ素子で体温発電し、体温・心拍・SpO2 を測定・Bluetooth 送信するウェアラブル生体モニタのプロトタイプです。MIT App Inventor で作成したスマホアプリと、クラウドデータベース（構築中）で遠隔モニタリングを実現します。開発者は紛争地域出身の若手エンジニアで、医療アクセスの乏しい地域の子ども・高齢者の命を救うことを使命としています。

プロジェクトのフェーズ

フェーズ	内容	状況
Phase 1	スマートバンド型デバイスで体温・心拍・SpO2 測定、Bluetooth 送信	プロトタイプ完成
Phase 2	クラウド DB でデータ蓄積・解析、個人カルテ化、症状・疾患推定、医師/家族と共有	設計中（DB 基盤完成）
Phase 3（将来）	血液検査等の生体サンプル分析機能統合、診断精度向上	構想段階

ハードウェア構成

部品	数量	役割
MAX32620FTHR ボード	1	ARM Cortex-M4F、低消費電力、Bluetooth 対応
Arduino Mini 05	1	補助 MCU（詳細未記載）
LM35 温度センサ	1	体温測定（アナログ出力）
心拍センサ	1	光電脈波式（アナログ出力）
ペルチェ素子	1	体温と外気の温度差で発電
フェライトコアケーブル	1	ノイズ対策
汎用 NPN トランジスタ	1	駆動回路用
抵抗 1kΩ	1	プルアップ等
HC-06 Bluetooth モジュール	1	スマホとの通信（MAX32620 内蔵 BLE 併用可）
配線材、はんだ、工具一式	適宜

電源システム：体温発電

ペルチェ素子（TEC）を腕時計型デバイスの裏蓋に配置し、肌面（約 32°C）と外気（約 20〜25°C）の温度差で発電。MAX32620FTHR の超低消費電力特性（アクティブ 1.2mA、スリープ 1μA 以下）と相まって、電池不要・メンテナンスフリー運用を目指します。後日ソーラーパネルも追加実装済み（昼間補助電源）。

ソフトウェア

MAX32620FTHR ファームウェア（Arduino IDE 対応）

Bluetooth 経由でコマンド受信し、センサ値を返却するシンプルなプロトコル：

• 'a' → 体温（LM35、°C）送信
• 'b' → 心拍生波形値（0〜1023）送信
• その他 → エラー応答

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial blue(TX, RX);
char NOMBRE[21] = "MONITOR MEDICAL";
char BPS = '4'; // 9600 bps
char PASS[5] = "1651";

float tempC;
int PulseSensorPurplePin = A2;
int Signal;
int Threshold = 550;
int tempPin = A1;
int select = 3;

void setup() {
  blue.begin(9600);
  blue.println("Conect");
  blue.println("WELCOME TO YOUR PERSONAL MEDICAL ASSISTANT");
}

void loop() {
  if (blue.available() > 0) {
    select = blue.read();
    switch (select) {
      case 'a':
        tempC = analogRead(tempPin);
        tempC = (tempC * 5.0 * 100) / 970; // 較正式
        blue.println(tempC);
        blue.print(" °C");
        delay(1000);
        break;
      case 'b':
        Signal = analogRead(PulseSensorPurplePin);
        blue.println(Signal);
        blue.print(" RPM");
        delay(1000);
        break;
      default:
        blue.println("error");
        delay(1500);
    }
  }
}

開発環境セットアップ（Arduino IDE）

1. 追加ボードマネージャ URL に https://raw.githubusercontent.com/maximintegratedmicros/arduino-collateral/master/package_maxim_index.json を追加
2. ツール → ボード → ボードマネージャ で "maxim" を検索し「Maxim's 32-bit Microcontroller」をインストール
3. ツール → ボード → Maxim ARM (32-bit) Boards から MAX32620FTHR を選択
4. ツール → 書き込み装置 で DAPLink を選択
5. Blink スケッチで動作確認

スマホアプリ（MIT App Inventor）

Bluetooth クライアントとして、コマンド送信・データ受信・グラフ表示を実装。カスタム UI で体温・心拍をリアルタイム可視化。

IoT クラウド設計（進行中）

• データベース基盤（レンガ型アーキテクチャ）構築済み
• リアルタイムデータ収集、症状パターン解析、疾患アラート、医療機関・保健機関との連携を想定
• 流行病の早期検知・拡散防止への応用を視野に入れる

社会的インパクトと目標

「1 日 29,000 人（1 分間に 21 人）の子どもが、予防可能な原因で亡くなっている（UNICEF）。在宅医療が 80% を占める途上国で、低コスト・電池不要の継続的バイタルモニタリングを実現し、死亡数を 1,000 人/日未満に減らす。」

• 個人の日常健康チェック自動化
• 高齢者・乳幼児の見守り・緊急時通報
• 新興感染症の発生源特定・早期封じ込め
• 医師の遠隔診療・処方支援

現状と課題

• プロトタイプ動作確認済み（体温・心拍測定、Bluetooth 通信、アプリ表示）
• クラウド DB 基盤完成、データ送信機能実装中
• SpO2 測定、ペルチェ発電の安定化、3D プリントバンド設計、医療機器認証対応が今後のタスク
• 開発者は大学進学を目指す若手で、Maxim Integrated と Hackster コミュニティの支援を求めています

リソース

• Fritzing 回路図: プロジェクトページの Schematics セクション（.fzpz ファイル）
• MAX32620FTHR 製品ページ: Maxim Integrated