Vezje merilnika srčnega utripa

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





V tem članku izčrpno razpravljamo o razmeroma natančnem vezju elektronskega senzorja srčnega utripa, ki ga obdela nekaj diskretno ožičenih stopenj vezja opampa, nato pa bomo izvedeli, kako je to mogoče spremeniti za izdelavo alarmnega vezja merilnika srčnega utripa.

Uporaba IR fotodiodnih senzorjev

Zaznavanje srčnih impulzov v osnovi opravita dve IR foto diodi, ena je oddajnik IR, druga pa akceptor.



IR-žarki, ki jih oddaja oddajna dioda, se odbijejo od vsebnosti krvi konice prsta osebe in jih sprejme sprejemna dioda.

Intenzivnost odsevanih žarkov se spreminja v razmerju, ki ga določa hitrost črpanja srca in razlika v koncentraciji kisika v krvi znotraj vsebnosti krvi.



Zaznani signali z infrardečih diod se obdelajo s prikazanimi stopnjami opampa, ki so v resnici nekaj enakih aktivnih nizkofrekvenčnih filtrskih vezij, določenih za izklop pri približno 2,5 Hz. To pomeni, da je največ dosegljivo merjenje srčnega utripa bi bila omejena na približno 150 utripov na minuto.

IC MCP602 uporabljamo za obdelavo v obliki IC1a in IC1b v predlaganem dizajnu senzorja srčnega utripa in procesorja. IC je dvojni opamp, ki ga proizvaja mikročip.

Delovanje vezja

Zasnovan je za delo z enim napajalnikom in tako postane izjemno ugoden za obravnavano vezje, ki naj bi delovalo iz ene 9V celice.

To tudi pomeni, da bi izhod opampa lahko ustvaril popolne pozitivne in negativne nihanja napetosti, ki ustrezajo zaznanim signalom srčnega utripa z IR diod.

Ker so razmere v okolju lahko onesnažene z veliko zapuščenimi signali, je treba opampe imunizirati proti vsem takim napačnim električnim motnjam, zato so blokirajoči kondenzatorji v obliki prikazanih kondenzatorjev 1uF nameščeni na vhodih vsakega opampa.

Prvi opamp naj bi ustvaril ojačanje 101, drugi, ki je enak prvi konfiguraciji IC1a, pa je prav tako nastavljen na ojačanje 101.

To pa pomeni, da je celotni ali končni dobiček vezja na izhodu upodobljen pri impresivnih 101 x 101 = 10201, tako visok dobiček zagotavlja popolno zaznavanje in obdelavo izredno šibkih in nejasnih vhodnih pulzov srčnega utripa, oddanih iz IR diode.

Na izhodu drugega optičnega ojačevalnika IC1b je pritrjena LED, ki utripa kot odziv na prejete impulze srčnega utripa iz stopnje IR diode.

Tukaj predstavljena aplikacija je samo za referenčne namene in ni namenjena reševanju življenj ali medicinskemu nadzoru.

Shema vezja

Kako nastaviti vezje senzorja srčnega utripa

Nastavitev predlaganega senzorja srčnega utripa, procesorja je pravzaprav zelo enostavna.

Kot bomo vsi razumeli, da razlike med kisikovo in neoksigenirano krvjo skoraj ni mogoče razločiti in zahteva izjemno natančnost v vseh pogledih, da lahko procesor presodi tanke razlike v krvnem obtoku in se kljub temu lahko pretvori v nihajna sprememba napetosti na izhodu.

Da bi zagotovili popolnoma optimizirane IR žarke od diode IR Tx, je treba tok skozi to omejiti na dobro izračunan delež, tako da ima kisikova kri relativno večjo odpornost za prehod žarkov, vendar omogoča sorazmerno nižjo odpornost za žarke med deoksigeniranim stanjem krvi. Tako opampu olajša razlikovanje med utripajočim srčnim utripom.

To preprosto naredite s prilagoditvijo dane prednastavitve 470 ohmov.

Konico kazalca držite nad parom D1 / D2, vklopite napajanje in prilagajajte prednastavitev, dokler LED na izhodu ne začne razvijati izrazitega utripajočega učinka.

Ko to dosežete, zatesnite prednastavitev.

Postavitev kazalca na priložene foto diode

To lahko storite s spajkanjem diod na tiskano vezje na neki izračunani razdalji, kar postane dobro, da konica kazalca popolnoma pokrije sevalne konice diod.

Za optimalen odziv morajo biti diode zaprte v ustrezno neprozorne plastične cevi, kot je prikazano na naslednji sliki:

V naslednjem poglavju bomo izvedeli o preprostem monitorju srčnega utripa in alarmnem vezju, posebej zasnovanem za starejše občane, da spremljajo njihov srčni utrip.

Tu raziskuje preprosto vezje, ki se lahko uporablja za spremljanje kritičnega srčnega utripa bolnika (starejšega občana), vezje pa vključuje tudi alarm za prikaz situacije. Idejo je zahteval gospod Raj Kumar Mukherji

Tehnične specifikacije

Upamo, da ste v redu.

Namen tega pisanja je deliti z vami idejo o projektu - oblikovati 'alarm za merjenje srčnega utripa', ki ga je mogoče izdelati z uporabo splošno dostopnih nizkocenovnih komponent in ki bo sprožil zvočni alarm, kadar koli bo ugotovljeno nenormalno. Izpolnjevati mora tudi naslednje pogoje:

a. Kompakten in lahek, zato prenosljiv

b. Porabite najmanj moči, zato bi morali nekaj mesecev ali dva delovati 24x7 iz nekaj baterij AA ali 9-voltnega paketa

c. Moral bi biti dokaj natančen v svojem delovanju

Vem, da je na internetu na voljo veliko takšnih vezij, vendar sta vprašljivi njihova zmogljivost in zanesljivost. Enota je lahko zelo uporabna predvsem za starejše ljudi (z / brez srčne bolezni), za bolnike, ki ležijo v postelji itd. Ko srce utripa s hitrostjo, ki je višja / nižja od nastavljene povprečne vrednosti praga, se alarm oglasi dovolj glasno, da opozori ljudi okoli bolnika.

Upam, da vam je moj predlog jasen. Če pa dvomite, mi pošljite e-pošto.

Hvala vam,

Prijazni pozdravi,
Raj Kumar Mukherji

Dizajn

V prejšnjem prispevku smo se naučili, kako narediti vezje senzorja srčnega utripa s procesorjem, ki ga lahko ustrezno uporabimo v predlaganem kritičnem alarmnem krogu srčnega utripa.

Tukaj predstavljena aplikacija je samo za referenčne namene in ni namenjena reševanju življenj ali medicinskemu nadzoru.

Shema vezja

Glede na zgornje diagrame lahko vidimo nekaj stopenj vezja, prva je senzor / procesor srčnega utripa z vgrajenim frekvenčnim pomnoževalnikom, druga pa v obliki integratorja, primerjalnika.

Zgornja zasnova procesorja signala je bila izčrpno pojasnjena v prejšnjem odstavku , dodatni multiplikator napetosti, ki je integriran v procesor, uporablja IC 4060 za množenje relativno počasnejših srčnih frekvenc v sorazmerno spreminjajočo se visokofrekvenčno hitrost.

Zgoraj sorazmerno spreminjajoča se frekvenca srčnega utripa visoke frekvence od zatiča 7 IC 4060 se napaja na vhod integratorja, katerega naloga je pretvoriti digitalno spreminjajočo se frekvenco v sorazmerno različen eksponentni analogni signal.

Nazadnje se ta analogna napetost nanaša na neinvertirajoči vhod primerjalnika Ic 741. Primerjalnik je nastavljen s priloženo 10k prednastavitvijo tako, da napetost na pin3 ostane tik pod referenčno napetostjo na pin2, ko je srčni utrip v bližini varne regije.

Če pa se srčni utrip v kritičnem območju poveča, se na pin3 razvije sorazmerno višja napetost, ki prečka referenčno raven pin2, zaradi česar se izhod opampa zviša in sproži alarm.

Zgoraj so nastavljeni samo monitorji in alarmi glede višjega kritičnega srčnega utripa, da se doseže dvosmerno spremljanje, kar pomeni, da dobimo alarm tako za višji kot za nižji kritični srčni utrip ... drugo vezje, ki obsega IC555 in IC741, je lahko popolnoma odpravljen in nadomeščen s standardnim vezjem IC LM567, ki ohranja nizko izhodno vrednost pri varni pulzni hitrosti in visoko pri kritičnih hitrostih navzgor ali navzdol.

Vezje za kondicioniranje signala je sestavljeno iz dveh enakih aktivnih nizkoprepustnih filtrov z izklopno frekvenco približno 2,5 Hz.

To pomeni, da je največji merljivi srčni utrip približno 150 utripov na minuto. Operacijski ojačevalnik IC, ki se uporablja v tem vezju, je MCP602, dvojni čip OpAmp podjetja Microchip.

Deluje z enim samim napajalnikom in zagotavlja nihanje izhoda med tirnicami. Filtriranje je potrebno za blokiranje morebitnih šumov višje frekvence, ki so prisotni v signalu.

Nastavitev ojačanja ojačevalnika

Dobiček vsake stopnje filtra je nastavljen na 101, kar daje skupno ojačanje približno 10000. Kondenzator 1 uF na vhodu vsake stopnje potrebuje blokado enosmerne komponente v signalu.

Enačbe za izračun ojačitve in ločitvene frekvence aktivnega nizkoprepustnega filtra so prikazane v vezju.

Dvostopenjski ojačevalnik / filter zagotavlja zadostno ojačanje, da poveča šibki signal, ki prihaja iz enote fotosenzorja, in ga pretvori v impulz.

LED, priključena na izhodu, utripa vsakič, ko zazna srčni utrip.

Vezje za kondicioniranje signala je sestavljeno iz dveh enakih aktivnih nizkoprepustnih filtrov z izklopno frekvenco približno 2,5 Hz. To pomeni, da je največji merljivi srčni utrip približno 150 utripov na minuto.

Operacijski ojačevalnik IC, ki se uporablja v tem vezju, je MCP602, dvojni čip OpAmp podjetja Microchip. Deluje z enim samim napajalnikom in zagotavlja nihanje izhoda med tirnicami. Filtriranje je potrebno za blokiranje morebitnih šumov višje frekvence, ki so prisotni v signalu.

Dobiček vsake stopnje filtra je nastavljen na 101, kar daje skupno ojačanje približno 10000. Kondenzator 1 uF na vhodu vsake stopnje potrebuje blokado enosmerne komponente v signalu.

Enačbe za izračun ojačitve in ločitvene frekvence aktivnega nizkoprepustnega filtra so prikazane v vezju. Dvostopenjski ojačevalnik / filter zagotavlja zadostno ojačanje, da poveča šibki signal, ki prihaja iz enote fotosenzorja, in ga pretvori v impulz.

LED, priključena na izhodu, utripa vsakič, ko zazna srčni utrip. Izhod iz naprave za kondicioniranje signala gre na vhod T0CKI PIC16F628A.

Omejitev odgovornosti: Čeprav je zgornje vezje preizkušeno, le-to ni medicinsko odobreno, zato gledalcem svetujemo, da pri izdelavi in ​​uporabi teh vezij ravnajo previdno.

Ta članek je predstavljen zgolj v informativne namene, brez namena zagotavljanja zdravniškega nasveta ali predlogov. Avtor tega članka in tega spletnega mesta ne more biti odgovoren za kakršno koli izgubo, ki bi lahko nastala uporabniku med uporabo teh vezij zaradi nepredvidenih razlogov.




Prejšnja: Indukcijski grelnik na sončni pogon Naprej: Samodejno optimizirano vezje polnilca sončne baterije