Senzor srčnega utripa - Delo in uporaba

Kaj misliš s srčnim utripom?

Srčni utrip osebe je zvok ventilov v srcu, ki se krčijo ali širijo, ko silijo kri iz ene regije v drugo. Število utripov srca na minuto (BPM) je hitrost srčnega utripa in utrip srca, ki ga lahko začutimo v kateri koli arteriji, ki leži blizu kože, je pulz.

Dva načina za merjenje srčnega utripa

• Ročna pot : Srčni utrip lahko preverite ročno s preverjanjem lastnih impulzov na dveh mestih - zapestje ( radialna stiskalnica ) in vratu ( karotidna stiskalnica ). Postopek je, da dva prsta (kazalec in srednji prst) položimo na zapestje (ali vrat pod sapnico) in 30 sekund preštejemo število impulzov in nato to število pomnožimo z 2, da dobimo srčni utrip. Vendar pa je treba pritiskati najmanj, prste pa premikati gor in dol, dokler se ne začuti utrip.

• Uporaba senzorja : Srčni utrip je mogoče izmeriti na podlagi variacije optične moči, saj se med spreminjanjem srčnega utripa med potjo skozi kri razprši ali absorbira svetloba.

Načelo senzorja srčnega utripa

Senzor srčnega utripa temelji na principu fotopletizmografije. Meri spremembo volumna krvi skozi kateri koli organ telesa, ki povzroči spremembo jakosti svetlobe skozi ta organ (avaskularna regija). V primeru aplikacij, kjer je srce spremljati hitrost pulza , bolj pomemben je čas impulzov. Pretok volumna krvi določa hitrost srčnega utripa in ker kri absorbira svetlobo, so signalni impulzi enakovredni impulzom srčnega utripa.

Obstajata dve vrsti fotopletizmografije:

Prenos : Svetloba, ki jo oddaja naprava, ki oddaja svetlobo, se prenaša skozi katero koli vaskularno področje telesa, kot je ušesna mečnica, in jo sprejme detektor.

Odsev : Svetloba, ki jo oddaja naprava, ki oddaja svetlobo, se odraža v regijah.

Delovanje senzorja srčnega utripa

Osnovni senzor srčnega utripa je sestavljen iz diode, ki oddaja svetlobo, in detektorja, kot je upor za zaznavanje svetlobe ali fotodioda. Utripi srčnega utripa povzročajo spremembe v pretoku krvi v različne predele telesa. Ko je tkivo osvetljeno z virom svetlobe, to je svetlobo, ki jo oddaja led, bodisi odseva (prstno tkivo) bodisi prepušča svetlobo (ušesna mečica). Nekaj ​​svetlobe absorbira kri, detektor svetlobe pa sprejme ali odbije svetlobo. Količina absorbirane svetlobe je odvisna od količine krvi v tem tkivu. Izhod detektorja je v obliki električnega signala in je sorazmeren s hitrostjo srčnega utripa.

Ta signal je enosmerni signal, ki se nanaša na tkiva in volumen krvi, komponenta izmeničnega toka, ki je sinhrono s srčnim utripom in je posledica pulzirajočih sprememb volumna arterijske krvi, nanese na enosmerni signal. Zato je glavna zahteva izolirati to komponento izmeničnega toka, saj je ta izjemnega pomena.

Da bi dosegli nalogo pridobivanja izmeničnega signala, se izhod detektorja najprej filtrira z dvostopenjskim vezjem HP-LP in nato pretvori v digitalne impulze s primerjalnim vezjem ali s preprostim ADC. Digitalni impulzi se dajo mikrokrmilniku za izračun srčnega utripa, podan s formulo-

BPM (utripov na minuto) = 60 * f

Kjer je f frekvenca impulzov

Praktični senzor srčnega utripa

Praktični primeri senzorjev srčnega utripa so Senzor srčnega utripa (št. Izdelka PC-3147). Sestavljen je iz infrardeče ledice in LDR, vdelane v strukturo, ki je podobna sponki. Posnetek je pritrjen na organ (ušesno meč ali prst) z delom detektorja na mesu.

Drug primer je TCRT1000 , ki ima 4 zatiči-

Pin1: Dati napajalno napetost LED

Pin2 in 3 sta ozemljena. Pin 4 je izhod. Zatič 1 je tudi zatič za omogočanje in če ga povlečete visoko, prižge LED in senzor začne delovati. Vdelana je v nosljivo napravo, ki jo lahko nosite na zapestju in izhodu lahko pošljete brezžično (prek Bluetootha) v računalnik za obdelavo.

Aplikacija, ki razvija vaš sistem senzorjev srčnega utripa

Osnovni sistem senzorjev srčnega utripa je mogoče izdelati tudi z uporabo osnovnih komponent, kot so LDR, primerjalni IC LM358 in mikrokrmilnik, kot je navedeno spodaj

Kot je opisano zgoraj v zvezi z načelom senzorja srčnega utripa, ko prstno tkivo ali tkivo ušesne školjke osvetlimo z uporabo svetlobnega vira, se svetloba prenaša po modulaciji, tj. Del, ki ga absorbira kri, preostanek pa se prenaša. To modulirano svetlobo sprejme detektor svetlobe.

Tu se kot detektor svetlobe uporablja svetlobno odvisni upor (LDR). Deluje po principu, da se, ko na upor pade svetloba, spremeni njen upor. Ko se intenzivnost svetlobe poveča, se upor zmanjša. Tako se padec napetosti na uporu zmanjša.

Tu se uporablja primerjalnik, ki primerja izhodno napetost iz LDR z napetostjo praga. Prag napetosti je padec napetosti na LDR, ko svetloba s fiksno jakostjo iz vira svetlobe pade neposredno nanjo. Invertirni priključek primerjalnika LM358 je povezan z razdelilnikom potencialov, ki je nastavljen na mejno napetost, neinvertirni terminal pa z LDR. Ko človeško tkivo osvetlimo z uporabo svetlobnega vira, se intenzivnost svetlobe zmanjša. Ko ta zmanjšana intenzivnost svetlobe pade na LDR, se upor poveča in se zaradi padca napetosti poveča. Ko padec napetosti na LDR ali neinvertirnem vhodu preseže invertirni vhod, se na izhodu primerjalnika razvije logično visok signal in v primeru, da je padec napetosti manjši, se razvije logično nizek izhod. Tako je izhod niz impulzov. Te impulze je mogoče dovajati do mikrokrmilnika, ki v skladu s tem obdeluje podatke, da doseže srčni utrip, kar se prikaže na zaslonu, povezanem z mikrokrmilnikom.

Video razlaga na vezju diagrama srčnega utripa