Heartbeat Sensor - Arbejde og anvendelse

Hvad mener du med hjerteslag?

En persons hjerterytme er lyden af ​​ventilerne i hans / hendes hjerte, der trækker sig sammen eller udvider sig, når de tvinger blod fra en region til en anden. Antallet af gange, hjertet slår i minuttet (BPM), er hjerterytmehastigheden, og hjerterytmen, der kan mærkes i enhver arterie, der ligger tæt på huden, er pulsen.

To måder at måle et hjerteslag på

• Manuel måde : Hjerteslag kan kontrolleres manuelt ved at kontrollere ens pulser to steder i håndleddet ( radial tryk ) og nakken ( carotis tryk ). Proceduren er at placere de to fingre (pegefinger og langfinger) på håndleddet (eller halsen under luftrøret) og tælle antallet af impulser i 30 sekunder og derefter multiplicere dette tal med 2 for at få hjerterytme. Imidlertid skal der anvendes et minimum, og også fingrene skal bevæges op og ned, indtil pulsen mærkes.

• Brug af en sensor : Heart Beat kan måles baseret på optisk effektvariation, da lyset spredes eller absorberes under dets vej gennem blodet, når hjerterytmen ændres.

Princippet om hjerteslagssensor

Hjerteslagssensoren er baseret på princippet om fotoplethysmografi. Det måler ændringen i blodvolumen gennem ethvert organ i kroppen, der forårsager en ændring i lysintensiteten gennem dette organ (avaskulær region). I tilfælde af applikationer, hvor hjertet pulsfrekvensen skal overvåges , timingen af ​​impulser er vigtigere. Strømmen af ​​blodvolumen bestemmes af hastigheden af ​​hjertepulser, og da lys absorberes af blodet, svarer signalimpulserne til hjerterytmepulserne.

Der er to typer fotoplethysmografi:

Smitte : Lys, der udsendes fra den lysemitterende enhed, transmitteres gennem enhver vaskulær region i kroppen som øreflippen og modtages af detektoren.

Afspejling : Lys, der udsendes fra den lysemitterende enhed, reflekteres af regionerne.

Arbejde med en hjerterytmesensor

Den grundlæggende hjerterytmesensor består af en lysdiode og en detektor som en lysdetekterende modstand eller en fotodiode. Hjerteslagimpulser forårsager en variation i strømmen af ​​blod til forskellige regioner i kroppen. Når væv belyses med lyskilden, dvs. lys, der udsendes af ledningen, reflekteres det enten (et fingervæv) eller transmitterer lyset (øreflippen). Noget af lyset absorberes af blodet, og det transmitterede eller det reflekterede lys modtages af lysdetektoren. Mængden af ​​absorberet lys afhænger af blodvolumenet i vævet. Detektorudgangen er i form af det elektriske signal og er proportional med hjerterytmehastigheden.

Dette signal er et jævnstrømssignal, der vedrører vævene og blodvolumenet og vekselstrømskomponenten synkron med hjerterytmen og forårsaget af pulserende ændringer i arterielt blodvolumen er overlejret på jævnstrømssignalet. Således er det største krav at isolere den AC-komponent, da den er af største betydning.

For at opnå opgaven med at få AC-signalet filtreres udgangen fra detektoren først ved hjælp af et 2-trins HP-LP kredsløb og konverteres derefter til digitale impulser ved hjælp af et komparatorkredsløb eller ved hjælp af simpel ADC. De digitale impulser gives til en mikrokontroller til beregning af hjerterytme, givet ved formlen-

BPM (slag pr. Minut) = 60 * f

Hvor f er pulsfrekvensen

Praktisk hjerterytmesensor

Praktiske eksempler på hjerteslagssensorer er Pulssensor (produkt nr. PC-3147). Den består af en infrarød ledning og en LDR indlejret i en kliplignende struktur. Klippet er fastgjort til orgelet (øreflippen eller fingeren) med detektordelen på kødet.

Et andet eksempel er TCRT1000 , der har 4 ben-

Pin1: At give forsyningsspændingen til LED'en

Pin2 og 3 er jordforbundet. Pin 4 er output. Stift 1 er også aktiveringsstiften, og ved at trække den højt tændes lysdioden, og sensoren begynder at arbejde. Den er indlejret i en bærbar enhed, der kan bæres på håndleddet og output kan sendes trådløst (via Bluetooth) til computeren til behandling.

Applikation, der udvikler dit hjerterytmesensorsystem

Et grundlæggende hjerteslagssensorsystem kan også bygges ved hjælp af grundlæggende komponenter som en LDR, komparator IC LM358 og en mikrokontroller som angivet nedenfor

Som beskrevet ovenfor vedrørende princippet om en hjerterytmesensor, når fingervævet eller øreflippen væv belyses ved hjælp af en lyskilde, transmitteres lyset efter at være blevet moduleret, dvs. en del, der absorberes af blodet, og resten transmitteres. Dette modulerede lys modtages af lysdetektoren.

Her bruges en lysafhængig modstand (LDR) som en lysdetektor. Det fungerer på det princip, at når lyset falder på modstanden, ændres dets modstand. Når lysintensiteten øges, falder modstanden. Således falder spændingsfaldet over modstanden.

Her anvendes en komparator, der sammenligner udgangsspændingen fra LDR med tærskelspændingens. Tærskelspændingen er spændingsfaldet over LDR, når lyset med fast intensitet fra lyskilden falder direkte på det. Den inverterende terminal på komparatoren LM358 er forbundet til det potentielle skillearrangement, der er indstillet til tærskelspændingen, og den ikke-inverterende terminal er forbundet til LDR. Når humant væv belyses ved hjælp af lyskilden, reduceres lysets intensitet. Da denne reducerede lysintensitet falder på LDR, øges modstanden og som et resultat af spændingsfaldet øges. Når spændingsfaldet over LDR eller den ikke-inverterende indgang overstiger det for den inverterende indgang, udvikles der et logisk højt signal ved udgangen af ​​komparatoren, og i tilfælde af at spændingsfald er mindre, udvikles et logisk lavt output. Således er udgangen en række pulser. Disse impulser kan tilføres til mikrocontrolleren, som derfor behandler informationen for at få hjerterytmefrekvensen, og denne vises på skærmen, der er grænseflade med mikrocontrolleren.

Video Forklaring på kredsløbsdiagram for hjerteslagssensor