Südamelöögisensor - töö ja rakendus

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Mida mõtlete südamelöögi all?

Inimese südamelöök on tema südames olevate ventiilide heli kokkutõmbuv või laienev, kui nad sunnivad verd ühest piirkonnast teise. Südamelöökide arv minutis (BPM) on südame löögisagedus ja südame löögisagedus, mida on tunda igas naha lähedal asuvas arteris, on pulss.

Kaks võimalust südamelöögi mõõtmiseks




  • Käsitsi : Südamelööke saab kontrollida käsitsi, kontrollides pulse kahest kohast - randmest ( radiaalne press ) ja kael ( unearter ). Protseduur seisneb selles, et asetage kaks sõrme (nimetissõrm ja keskmine sõrm) randmele (või kaelale hingetoru alla) ja loendage impulsside arvu 30 sekundit ning korrutades seejärel selle arvu 2-ga, et saada südamelöögisagedus. Survet tuleks siiski rakendada minimaalselt ja sõrmi tuleks ka üles-alla liigutada, kuni pulss on tunda.
  • Anduri kasutamine : Südame löögisagedust saab mõõta optilise võimsuse varieerumise põhjal, kui valgus hajub või neeldub selle kaudu vere kaudu, kui südamelöök muutub.

Südamelöögisensori põhimõte

Südamelöögisensor põhineb fotopletüsmograafia põhimõttel. See mõõdab mis tahes kehaorgani kaudu vere mahu muutust, mis põhjustab selle elundi (avaskulaarse piirkonna) kaudu valguse intensiivsuse muutuse. Rakenduste puhul, kus süda pulssi tuleb jälgida , impulsside ajastus on olulisem. Vere mahu voog otsustatakse südame impulsside kiiruse järgi ja kuna veri neelab valgust, on signaaliimpulsid samaväärsed südamelöökide impulssidega.

Fotopletüsmograafiat on kahte tüüpi:



Edasikandumine : Valgust kiirgavast seadmest eralduv valgus levib läbi keha kõigi veresoonte piirkondade, nagu kõrvapulgad, ja detektor võtab need vastu.

Peegeldus : Valgust kiirgavast seadmest eralduv valgus peegeldub piirkondades.


SüdaSüdamelöögisensori töö

Põhiline südamelöögisensor koosneb valgusdioodist ja detektorist nagu valgustuvastustakistist või fotodioodist. Südame löögisageduse impulsid põhjustavad verevoolu varieerumist keha erinevatesse piirkondadesse. Kui koe valgustatakse valgusallikaga, st ledi kiiratava valgusega, siis see kas peegeldab (sõrmekude) või laseb valgust edasi (kõrvapulg). Vere neelab osa valgusest ja valguse detektor võtab vastu ülekantud või peegeldunud valguse. Imendunud valguse hulk sõltub selle koe vere mahust. Detektori väljund on elektrilise signaali kujul ja on proportsionaalne südamelöögisagedusega.

See signaal on alalisvoolu signaal, mis on seotud kudede ja veremahuga ning vahelduvvoolu komponent, mis on sünkroonne südamelöögiga ja mille põhjustavad arteriaalse vere mahu pulseeruvad muutused, on alalisvoolu signaali peal. Seega on peamine nõue eraldada see vahelduvvoolu komponent, kuna see on esmatähtis.

SüdamelöögidVahelduvvoolusignaali saamise ülesande täitmiseks filtreeritakse detektori väljund kõigepealt kaheastmelise HP-LP ahela abil ja teisendatakse seejärel võrdlusahelaga või lihtsa ADC abil digitaalseks impulsiks. Digitaalsed impulsid antakse mikrokontrollerile südamelöögisageduse arvutamiseks valemiga

BPM (lööki minutis) = 60 * f

Kus f on impulsi sagedus

Praktiline südamelöögisensor

Praktilised südamelöögisensori näited on Pulsisensor (toode nr PC-3147). See koosneb infrapuna-ledist ja klambritaolisele struktuurile manustatud LDR-st. Klamber kinnitatakse orelile (kõrvapulgale või sõrmele), kui detektor on lihal.

Südamelöögid senTeine näide on TCRT1000 , millel on 4 tihvti-

Pin1: LED-i toitepinge andmiseks

Pin2 ja 3 on maandatud. Pistik 4 on väljund. Tihvt 1 on ka lubatav tihvt ja selle kõrgele tõmbamine lülitab LED-i sisse ja andur hakkab tööle. See on manustatud kantavale seadmele, mida saab kanda randmel ja väljundil saab juhtmevabalt saata (Bluetoothi ​​kaudu) arvutisse töötlemiseks.

KuulmisandurRakendus, mis arendab teie südamelöökide andurisüsteemi

Südamelöögisensori põhisüsteemi saab ehitada ka selliste põhikomponentide abil nagu LDR, komparaator IC LM358 ja mikrokontroller, nagu allpool toodud

põhiline südamelöögisensori süsteem

Nagu ülal kirjeldatud südamelöögisensori põhimõtte osas, siis kui sõrmekude või kõrvanibu kude valgustatakse valgusallika abil, edastatakse valgus pärast moduleerimist, see tähendab, et osa imendub verre ja ülejäänu edastatakse. Selle moduleeritud valguse võtab vastu valgusdetektor.

Siin kasutatakse valguse detektorina valgust sõltuvat takistit (LDR). See töötab põhimõttel, et kui valgus takisti peale langeb, muutub selle takistus. Valguse intensiivsuse suurenemisega takistus väheneb. Seega väheneb takisti pingelangus.

Siin kasutatakse võrdlust, mis võrdleb väljundpinget LDR-st lävipinge pingega. Lävipinge on pingelangus üle LDR-i, kui kindla intensiivsusega valgus valgusallikast langeb sellele otse. Võrdleja LM358 inverteeriv klemm on ühendatud potentsiaalijaoturi paigutusega, mis on seatud lävipingele, ja mitteinverteeriv klemm on ühendatud LDR-iga. Kui inimkude valgustatakse valgusallika abil, väheneb valguse intensiivsus. Kui see vähenenud valgustugevus langeb LDR-ile, suureneb takistus ja pingelanguse tagajärjel suureneb. Kui pingelangus üle LDR-i või mittepöörava sisendi ületab inverteeriva sisendi oma, arendatakse komparaatori väljundis loogiliselt kõrge signaal ja juhul, kui pingelangus on väiksem, tekib loogiliselt madal väljund. Seega on väljund impulsside jada. Neid impulsse saab edastada mikrokontrollerile, mis vastavalt töötleb teavet südamelöögisageduse saamiseks ja see kuvatakse mikrokontrolleriga liidetud ekraanil.

Video selgitus südamelöögisageduse anduri vooluahela kohta