Датчик сердцебиения обеспечивает простой способ изучения функции сердца, которая может быть измерена на основе принципа психофизиологического сигнала, используемого в качестве стимула для системы виртуальной реальности. Количество крови в пальце меняется со временем.

Датчик пропускает через ухо световой лепесток (небольшой очень яркий светодиод) и измеряет свет, который попадает на Светозависимый резистор . Усиленный сигнал инвертируется и фильтруется в цепи. Чтобы рассчитать частоту сердечных сокращений на основе притока крови к кончику пальца, датчик сердечного ритма собирается с помощью LM358 OP-AMP для контроля пульса сердцебиения.

Датчик сердцебиения

Особенности датчика сердцебиения

Указывает сердцебиение светодиодом
Обеспечивает прямой выходной цифровой сигнал для подключение к микроконтроллеру
Обладает компактным размером
Работает с рабочим напряжением +5 В постоянного тока

Основные области применения датчика сердцебиения

Работает как цифровой монитор сердечного ритма
Работает как система мониторинга здоровья пациентов
Используется в качестве контроля биологической обратной связи роботизированные приложения

Работа датчика сердцебиения

В датчик сердцебиения Принципиальная схема состоит из светового датчика и ярко-красного светодиода. Светодиод должен быть сверхъярким, потому что максимальный свет проходит и распространяется, если датчик обнаруживает прикосновение пальца к светодиоду.

Принципиальная схема датчика сердцебиения

Принцип датчика сердцебиения

Теперь, когда сердце качает кровь по кровеносным сосудам, палец становится немного более непрозрачным из-за этого, меньшее количество света проходит от светодиода к датчику. С каждым генерируемым сердечным импульсом сигнал детектора меняется. Изменяемый сигнал детектора преобразуется в электрический импульс. Этот электрический сигнал усиливается и запускается через усилитель, который дает на выходе сигнал логического уровня +5 В. Выходной сигнал также направляется светодиодным дисплеем, который мигает при каждой частоте сердечных сокращений.

Давайте разберемся с его основным применением, рассмотрев проект как практический пример с помощью датчика сердцебиения.

Беспроводная система мониторинга здоровья пациентов

Основное назначение этой автоматической системы здравоохранения - контролировать температуру тела, частоту сердечных сокращений и частоту пульса пациента и отображать их врачу с помощью радиочастотной технологии.

В больницах необходимо регулярно контролировать температуру тела и частоту сердечных сокращений пациентов, что обычно выполняется врачами или другим средним медицинским персоналом. Они наблюдают за температурой тела и частотой сердечных сокращений (будь то 72 раза в минуту). Врачи и другой руководящий персонал больницы записывают температуру тела и сердцебиение каждого пациента.

Этот проект системы мониторинга здоровья включает в себя различные компоненты, такие как 8051 микроконтроллер , блок питания с регулируемым напряжением 5 В, датчик температуры, датчик сердцебиения, РЧ-передатчик, модуль приемника и ЖК-дисплей. Микроконтроллер используется как мозг всего проекта для мониторинга сердечного ритма, частоты пульса и температуры тела пациентов. Работа этого проекта системы мониторинга проиллюстрирована с помощью блок-схемы, которая включает в себя различные блоки, такие как блок питания, который подает питание на всю схему, Датчик температуры который вычисляет температуру тела пациентов, и датчик сердцебиения для отслеживания сердечных сокращений пациентов.

Блок-схема передатчика

“регулятор двигателя постоянного тока с регулируемой скоростью ”

В секции передатчика датчик температуры используется для непрерывного считывания температуры тела пациентов, а датчик сердцебиения - для контроля частоты сердечных сокращений пациентов, а затем данные отправляются на микроконтроллеры 8051. Данные сначала передаются, а затем кодируются в последовательные данные по воздуху с помощью Радиочастотный модуль . Температура тела пациентов и частота сердечных сокращений в минуту отображаются на ЖК-дисплее. С помощью RF-антенны, размещенной на конце передатчика, данные передаются в приемную секцию.

Блок-схема приемника

В секции приемника приемник помещается на другом конце для приема данных, и полученные данные декодируются с помощью декодера, а переданные данные (температура тела, импульсы сердцебиения) сравниваются с данными, хранящимися в микроконтроллере, и затем полученные данные отображаются на ЖК-экране. Радиочастотный модуль приемника, расположенный у отделения врача, непрерывно считывает состояние здоровья пациента, такое как температура тела, частота сердечных сокращений и частота пульса, и отображает результат на ЖК-дисплее по беспроводной сети.

Цифровой монитор сердцебиения с использованием микроконтроллера

Проект разработан таким образом, чтобы контролировать измерение частоты пульса с помощью микроконтроллера с помощью датчика пульса.

Описание схемы: Принципиальная схема датчика сердцебиения основана на Микроконтроллер AT89S52 и другие компоненты, такие как датчик сердцебиения, источник питания, схема кварцевого генератора, резисторы, конденсаторы и ЖК-дисплей.

Принципиальная схема цифрового монитора сердцебиения

Микроконтроллер AT89S52 - самый популярный микроконтроллер выбран из семейства 8051 микроконтроллеров. 8-битный микроконтроллер используется для управления всеми операциями схемы. Он также управляет импульсами сердцебиения, генерируемыми датчиком сердцебиения.

В этом проекте используется датчик сердцебиения, используемый для контроля пульса сердцебиения сердечных пациентов. Более того, ЖК-дисплеи используются для отображения. Микроконтроллер AT89S52 используется для непрерывного мониторинга частоты сердечных сокращений и пульса пациента, что осуществляется с учетом встроенное программирование на C выполняется в микроконтроллере с использованием программного обеспечения KEIL. Вся схема получает питание от различных блоков, таких как регулятор напряжения и понижающий трансформатор , используемые в цепи питания. Стабилизатор напряжения обеспечивает постоянное выходное напряжение 5 В.

Принципиальная схема цифрового монитора сердцебиения

Используемые компоненты:

Микроконтроллер AT89S52: В этом проекте используется устройство AT89S52, которое является типичным 8051 микроконтроллер производства Atmel Corporation. Этот микроконтроллер является наиболее важным фрагментом этого проекта, поскольку он контролирует все операции схемы, такие как считывание данных о частоте пульса с датчика сердцебиения.

Источник питания: Этот блок питания состоит из понижающего трансформатора, мостового выпрямителя, конденсатора и регулятора напряжения. Однофазный источник питания с активным током от сети понижается до более низкого диапазона напряжения, который снова выпрямляется до постоянного тока с помощью с помощью мостового выпрямителя . Этот выпрямленный постоянный ток фильтруется и регулируется во всем рабочем диапазоне схемы с помощью конденсатора и регулятора напряжения IC, соответственно.

ЖК-дисплей: В большинстве проектов используются ЖК-дисплеи для отображения информации, такой как частота сердечных сокращений, температура тела и т. д. В проектах используются различные дисплеи, такие как семисегментные дисплеи и светодиодные дисплеи. Выбор дисплея зависит от следующих параметров: стоимости дисплеев, потребляемой мощности и условий окружающего освещения.

Резисторы: Сопротивление хорошо определяется как отношение напряжения, приложенного к его клеммам, и тока, проходящего через него. Номинал резистора зависит от фиксированного напряжения, ограничивающего проходящий через него ток. Резистор - пассивный компонент используется для управления током в электронной схеме.

Конденсаторы: Основное назначение конденсатора - накапливать заряд. Произведение значения емкости и напряжения, приложенного к конденсатору, равно заряду, накопленному в конденсаторе.

Кристаллический осциллятор: Схема кварцевого генератора - это тип электронной схемы, в которой используется механический резонанс колебательного контура, используемого для генерации электрических сигналов путем изменения частоты. Микроконтроллер AT89S52 управляет кристаллами для синхронизации его работы. Тип синхронизации, выполненный в этой схеме, известен как машинный цикл.

Схема работы

В этой системе схема кварцевого генератора подключена между выводами 18 и 19 микроконтроллера AT89S52, используемого для работы с наборами команд в различном диапазоне тактовых частот. Машинный цикл используется для измерения минимального времени выполнения единственного набора команд.
Схема сброса подключена к выводу 9 микроконтроллера AT89S52 с помощью конденсатора и резистора. Другой конец резистора подключен к заземлению (20-контактный), а другой конец конденсатора подключен к 31-му контакту (EA / Vpp). Резистор и конденсатор соединены таким образом, что они выполняют режим сброса вручную. Если переключатель замыкается, то на контакте сброса устанавливается высокий уровень.
Датчик сердцебиения, подключенный к порту 1.0 микроконтроллера, используется для мониторинг пульса сердца , и эти импульсные сигналы отправляются в микроконтроллер и сравниваются с запрограммированными данными, хранящимися в микроконтроллере, с помощью программного обеспечения Keil. Каждый раз, когда на вход поступают импульсы частоты пульса, счетчик в микроконтроллере считает эти импульсы в течение определенного периода времени.
ЖК-дисплеи подключаются к 2 контактам порта микроконтроллера AT89S52. Длительность одного биения сердца будет равна одной секунде, и разделив 60 000 на 1000, мы получим соответствующий результат 60, который затем отобразится на ЖК-дисплее.

Это все о датчике сердцебиения и его работе с соответствующими приложениями и подробными практическими примерами. Кроме того, по любым вопросам по этой теме или по электрическим и электронные проекты нам, комментируя в разделе комментариев ниже.

Фото: