Heart Rate Monitor Circuit

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Sa artikulong ito, komprehensibong tinatalakay namin ang isang medyo tumpak na electronic heart rate sensor circuit circuit na naproseso ng ilang mga diskretong na-wire na mga yugto ng opamp circuit, at pagkatapos ay matututunan natin kung paano ito mababago para sa paggawa ng isang circuit rate ng alarma sa monitor ng puso.

Paggamit ng IR Photodiode Sensors

Ang sensing ng mga pulso ng puso ay karaniwang ginagawa ng dalawang IR diode ng larawan bilang isang nagpapadala ng IR habang ang iba pang tumatanggap.



Ang mga IR ray na itinapon ng diode ng transmitter ay makikita mula sa hintuturo ng daliri ng nilalaman ng isang tao at natanggap ng diode ng tatanggap.

Ang tindi ng mga sinasalamin na sinag ay magkakaiba sa proporsyon na tinutukoy ng rate ng pumping ng puso at ng pagkakaiba sa mga antas ng oxygenated na dugo sa loob ng nilalaman ng dugo.



Ang sensed signal mula sa infrared diode ay naproseso ng ipinakitang mga yugto ng opamp na sa katunayan isang pares ng magkaparehong aktibong mga low pass circuit na circuit na tinutukoy na mag-cut-off sa paligid ng 2.5 Hz. Ipinapahiwatig nito na ang maximum na makakamit pagsukat ng rate ng puso ay limitahan sa halos 150 bpm.

Ginagamit namin ang IC MCP602 para sa pagproseso sa anyo ng IC1a at IC1b sa iminungkahing sensor ng rate ng puso at disenyo ng processor. Ang IC ay isang dalawahang opamp na ginawa ng microchip.

Pagpapatakbo ng Circuit

Ito ay dinisenyo upang gumana sa solong mga supply at sa gayon ay nagiging lubos na kanais-nais para sa tinalakay na circuit na dapat na gumana mula sa isang solong 9V cell.

Nangangahulugan din ito na ang output ng opamp ay makakagawa ng isang buong positibo sa mga negatibong swing swings na naaayon sa sensed rate ng rate ng puso mula sa mga IR diode.

Dahil ang mga kondisyon sa paligid ay maaaring nadumhan ng maraming mga ligaw na signal, ang mga opamp ay kailangang mabakunahan laban sa lahat ng mga naturang malubhang kaguluhan sa elektrisidad, samakatuwid ang pagharang ng mga capacitor sa anyo ng ipinakita na 1uF capacitors ay nakaposisyon sa mga input ng bawat opamp.

Ang unang opamp ay nakatakda upang makabuo ng isang makakuha ng 101, ang pangalawang isa ay magkapareho sa unang pagsasaayos ng IC1a ay nakatakda din sa 101 makakuha.

Gayunpaman ipinapahiwatig na ang kabuuan o ang pangwakas na pakinabang ng circuit sa output ay naibigay sa isang kahanga-hangang 101 x 101 = 10201, tinitiyak ng naturang mataas na pakinabang ang isang perpektong pag-sensing at pagproseso ng labis na mahina at nakakubli na input ng pulso ng rate ng puso na naihatid mula sa IR diode

Makikita ang isang LED na nakakabit sa kabuuan ng output ng pangalawang IC1b opamp na kumikislap bilang tugon sa mga natanggap na pulso ng rate ng puso mula sa yugto ng IR diode.

Ang application na ipinakita dito ay para sa mga layunin ng disenyo ng sanggunian lamang at hindi inilaan para sa anumang nakakatipid na buhay o paggamit ng pagsubaybay sa medikal.

Diagram ng Circuit

Paano Mag-set up ng Heart rate sensor circuit

Ang pag-set up ng iminungkahing sensor ng rate ng puso, ang processor ay talagang napakadali.

Tulad ng maiintindihan nating lahat na ang pagkakaiba sa pagitan ng oxygenated na dugo at de-oxygenated na dugo ay maaaring mahirap kilalanin at mangangailangan ng matinding katumpakan sa lahat ng mga respeto upang paganahin ang processor na hatulan ang banayad na mga pagkakaiba sa loob ng daloy ng dugo at makapag-convert sa isang swinging boltahe pagbabago sa output.

Upang matiyak ang isang perpektong na-optimize na mga IR beam mula sa IR Tx diode, ang kasalukuyang sa pamamagitan nito ay dapat na limitahan sa isang mahusay na kinakalkula na proporsyon tulad na ang oxygenated na dugo ay nag-aalok ng isang medyo mas mataas na paglaban para sa mga ray na dumaan ngunit pinapayagan ang medyo mas mababang halaga ng paglaban para sa mga sinag sa panahon ng deoxygenated na estado ng dugo. Ginagawa nitong mas madali para sa opamp na makilala ang pagitan ng matalo na pulso ng puso.

Ito ay simpleng ginagawa sa pamamagitan ng pagsasaayos ng ibinigay na 470 ohm preset.

Panatilihin ang dulo ng iyong daliri sa index sa pares ng D1 / D2, switch ON power at panatilihin ang pagsasaayos ng preset hanggang sa magsimula ang LED sa output upang makabuo ng isang natatanging flashing effect.

I-seal ang preset sa sandaling ito ay nakakamit.

Pag-aayos ng posisyon ng hintuturo sa mga nakapaloob na mga diode ng larawan

Maaari itong gawin sa pamamagitan ng paghihinang ng mga diode sa PCB sa ilang kinakalkula na distansya na magiging mabuti lamang para sa hintuturo ng daliri upang masakop nang buo ang mga sumisilaw na tip ng diode.

Para sa isang pinakamainam na tugon ang mga diode ay dapat na nakapaloob sa loob ng isang naaangkop na sukat na opaque na mga plastik na tubo, tulad ng ipinakita sa sumusunod na pigura:

Sa sumusunod na seksyon malalaman namin ang tungkol sa isang simpleng monitor ng rate ng puso at alarm circuit na espesyal na idinisenyo para sa mga matatandang mamamayan para sa pagsunod sa isang rate ng kanilang kritikal na rate ng puso.

Dito tuklasin ang isang simpleng circuit na maaaring magamit para sa pagsubaybay sa kritikal na rate ng puso ng isang pasyente (nakatatandang mamamayan), nagsasama rin ang circuit ng isang alarma para sa pagpapahiwatig ng sitwasyon. Ang ideya ay hiniling ni G. Raj Kumar Mukherji

Teknikal na mga detalye

Nawa'y nasa mabuti kang kalagayan.

Ang layunin ng pagsulat dito ay upang ibahagi sa iyo ang isang ideya ng isang proyekto - upang magdisenyo ng isang 'alarm sa rate ng monitor ng puso' na maaaring gawin sa pamamagitan ng paggamit ng karaniwang magagamit na mga bahagi ng mababang gastos at kung saan ay makakapagdulot ng isang naririnig na alarma tuwing ang rate ng pulso ng sinuman ay napatunayan na abnormal. Dapat itong matugunan din ang mga sumusunod na kundisyon:

a. Compact at magaan na timbang, samakatuwid portable

b. Ubusin ang minimum na lakas, samakatuwid dapat magpatakbo ng 24x7 para sa isang buwan o dalawa mula sa isang pares ng mga baterya ng AA o isang 9 volt pack

c. Dapat ay medyo tumpak sa pagganap nito

Alam ko na maraming mga tulad circuit na magagamit sa net ngunit ang kanilang pagganap at pagiging maaasahan ay kaduda-dudang. Ang yunit ay maaaring maging lubhang kapaki-pakinabang lalo na para sa mga matatandang tao (na may / walang sakit sa puso), para sa mga pasyente na sinasakyan ng kama at iba pa. Kapag ang puso ay maaaring tumibok sa rate na mas mataas / mas mababa kaysa sa isang itinakdang average na halaga ng threshold, ang alarma ay malakas na malakas ang tunog upang alerto ang mga tao sa paligid ng pasyente.

Inaasahan kong malinaw sa iyo ang aking panukala. Gayunpaman, kung mayroon kang anumang pagdududa, mangyaring mag-drop sa akin ng isang e-mail.

Salamat,

Mabuting pagbati,
Raj Kumar Mukherji

Ang disenyo

Sa nakaraang post natutunan namin kung paano gumawa ng isang circuit rate ng rate ng puso na may processor, na maaaring angkop na magamit sa iminungkahing kritikal na rate ng alarm sa rate ng puso.

Ang application na ipinakita dito ay para sa mga layunin ng disenyo ng sanggunian lamang at hindi inilaan para sa anumang nakakatipid na buhay o paggamit ng pagsubaybay sa medikal.

Diagram ng Circuit

Sumangguni sa mga diagram sa itaas, nakakakita kami ng isang pares ng mga yugto ng circuit, ang una ay ang sensor ng rate ng puso / processor na may isang integrated frequency multiplier, habang ang pangalawa sa anyo ng isang integrator, kumpare.

Ang pang-itaas na disenyo ng signal ng processor ay komprehensibong naipaliwanag sa nakaraang talata , ang karagdagang boltahe na multiplier na isinama sa processor ay gumagamit ng IC 4060 para sa pagpaparami ng medyo mabagal na mga rate ng puso sa isang proporsyonadong pagkakaiba-iba ng rate ng dalas ng dalas.

Ang nasa itaas na katimbang ng pagkakaiba-iba ng rate ng pulso ng dalas ng dalas ng dalas mula sa pin7 ng IC 4060 ay pinakain sa input ng isang integrator na ang trabaho ay upang i-convert ang digital na magkakaibang pagkakaiba-iba ng dalas sa isang proporsyonal na magkakaibang exponential analogue signal.

Sa wakas ang analogue boltahe na ito ay inilalapat sa di-tuwid na input ng isang kumpara sa Ic 741. Ang kumpare ay itinatakda sa pamamagitan ng naka-attach na 10k preset tulad ng ang antas ng boltahe sa pin3 ay mananatili sa ibaba ng boltahe ng sanggunian sa pin2 kapag ang rate ng puso ay nasa paligid ng ligtas na rehiyon.

Gayunpaman kung ang rate ng puso ay may posibilidad na tumaas sa kritikal na rehiyon, isang proporsyonal na mas mataas na antas ng boltahe ay nabuo sa pin3 na tumatawid sa antas ng sanggunian na pin2 na sanhi ng paglabas ng opamp upang mapataas at ipatunog ang alarma.

Ang nasa itaas ay nag-set up lamang ng mga monitor at alarm tungkol sa mas mataas na kritikal na rate ng puso, upang makamit ang isang dalawang paraan na pagsubaybay, nangangahulugang makakuha ng isang alarma para sa parehong mas mataas at mas mababang kritikal na mga rate ng puso ... ang pangalawang circuit na binubuo ng IC555 at IC741 ay maaaring ganap na natanggal at pinalitan ng isang pamantayan ng IC LM567 circuit na itinakda upang mapanatili ang output nito na mababa sa ligtas na rate ng pulso, at mataas sa pataas o pababa ng mga kritikal na rate.

Ang circuit ng signal conditioning ay binubuo ng dalawang magkaparehong aktibong low pass filter na may cut-off na dalas na halos 2.5 Hz.

Nangangahulugan ito na ang maximum na masusukat na rate ng puso ay halos 150 bpm. Ang pagpapatakbo na amplifier IC na ginamit sa circuit na ito ay MCP602, isang dalawahang OpAmp chip mula sa Microchip.

Nagpapatakbo ito sa isang solong supply ng kuryente at nagbibigay ng swing ng output ng rail-to-rail. Kinakailangan ang pag-filter upang harangan ang anumang mas mataas na mga ingay ng dalas na naroroon sa signal.

Pagse-set up ng Gain ng Amplifier

Ang nakuha ng bawat yugto ng filter ay nakatakda sa 101, na nagbibigay ng kabuuang amplification ng tungkol sa 10000. Ang isang 1 uF capacitor sa input ng bawat yugto ay kinakailangan upang harangan ang bahagi ng dc sa signal.

Ang mga equation para sa pagkalkula ng makakuha at cut-off na dalas ng aktibong mababang pass filter ay ipinapakita sa diagram ng circuit.

Nagbibigay ang dalawang yugto ng amplifier / filter ng sapat na pakinabang upang mapalakas ang mahinang signal na nagmumula sa unit ng sensor ng larawan at i-convert ito sa isang pulso.

Ang isang LED na konektado sa output ay kumikislap tuwing nakikita ang pintig ng puso.

Ang circuit ng signal conditioning ay binubuo ng dalawang magkaparehong aktibong low pass filter na may cut-off na dalas na halos 2.5 Hz. Nangangahulugan ito na ang maximum na masusukat na rate ng puso ay halos 150 bpm.

Ang pagpapatakbo na amplifier IC na ginamit sa circuit na ito ay MCP602, isang dalawahang OpAmp chip mula sa Microchip. Nagpapatakbo ito sa isang solong supply ng kuryente at nagbibigay ng swing ng output ng rail-to-rail. Kinakailangan ang pag-filter upang harangan ang anumang mas mataas na mga ingay ng dalas na naroroon sa signal.

Ang nakuha ng bawat yugto ng filter ay nakatakda sa 101, na nagbibigay ng kabuuang amplification ng tungkol sa 10000. Ang isang 1 uF capacitor sa input ng bawat yugto ay kinakailangan upang harangan ang bahagi ng dc sa signal.

Ang mga equation para sa pagkalkula ng makakuha at cut-off na dalas ng aktibong mababang pass filter ay ipinapakita sa diagram ng circuit. Nagbibigay ang dalawang yugto ng amplifier / filter ng sapat na pakinabang upang mapalakas ang mahinang signal na nagmumula sa unit ng sensor ng larawan at i-convert ito sa isang pulso.

Ang isang LED na konektado sa output ay kumikislap tuwing nakikita ang pintig ng puso. Ang output mula sa signal conditioner ay papunta sa input ng T0CKI ng PIC16F628A.

Pagwawaksi: Bagaman nasubok ang circuit sa itaas, hindi ito naaprubahan sa medikal, samakatuwid pinapayuhan ang mga manonood na magpatuloy nang may pag-iingat habang ginagawa at ginagamit ang mga circuit na ito.

Ang artikulong ito ay ipinakita para sa mga hangaring layunin na nagbibigay-kaalaman, nang walang balak na magbigay ng payo sa medisina o mungkahi. Ang may-akda ng artikulong ito, at ang website na ito ay hindi maaaring managot para sa anumang uri ng pagkawala ng anupaman, na maaaring mangyari sa gumagamit habang ginagamit ang mga circuit na ito, dahil sa anumang hindi inaasahang mga kadahilanan.




Nakaraan: Solar Powered Induction Heater Circuit Susunod: Pag-optimize ng Sarili ng Solar Battery Charger Circuit