Sykemittarin piiri

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Tässä artikkelissa keskustelemme kattavasti suhteellisen tarkasta elektronisesta sykesensoripiiristä, jota muutamat erilliset langalliset opamp-piirivaiheet käsittelevät, ja opimme myöhemmin, kuinka tätä voidaan muuttaa sykemittarin hälytyspiirin tekemiseksi.

IR-fotodiodiantureiden käyttö

Sydämen pulssien tunnistaminen tapahtuu periaatteessa kahdella IR-valodiodilla, joista toinen on IR-lähetin, kun taas toinen vastaanottaja.



Lähettimen diodin heittämät infrapunasäteet heijastuvat henkilön sormen kärjen verisisällöstä ja vastaanotetaan vastaanottodiodilla.

Heijastuneiden säteiden voimakkuus vaihtelee suhteessa, joka määräytyy sydämen pumppausnopeuden ja hapettuneen veren pitoisuuksien välillä veripitoisuuden sisällä.



Infrapunadiodien havaitut signaalit prosessoidaan esitetyillä opamp-vaiheilla, jotka ovat itse asiassa pari identtistä aktiivista alipäästösuodatinpiiriä, jotka on määritetty katkaisemaan noin 2,5 Hz: n taajuudella. Tämä tarkoittaa, että suurin mahdollinen sykkeen mittaus rajoitettaisiin noin 150 lyöntiin minuutissa.

Käytämme IC MCP602: ta käsittelyyn IC1a: n ja IC1b: n muodossa ehdotetussa sykesensorin ja prosessorin suunnittelussa. IC on kaksoisopamppi, jonka valmistaa mikrosiru.

Piirin käyttö

Se on suunniteltu toimimaan yksittäisten tarvikkeiden kanssa, ja siitä tulee siten erittäin suotuisa piirille, jonka oletetaan toimivan yhdestä 9 V: n kennosta.

Tämä tarkoittaa myös sitä, että opampin lähtö kykenisi tuottamaan täysin positiivisen negatiivisen jännitteen vaihtelut, jotka vastaavat IR-diodien havaittuja sykesignaaleja.

Koska ympäristöolosuhteet voivat olla saastuneita runsaalla hajasignaalilla, opampit on immunisoitava kaikkia tällaisia ​​vääriä sähköhäiriöitä vastaan, joten estokondensaattorit esitettyjen 1uF-kondensaattoreiden muodossa sijoitetaan kunkin opampin tuloihin.

Ensimmäinen opamp asetetaan tuottamaan vahvistus 101, toinen identtinen ensimmäisen IC1a-konfiguraation kanssa on myös asetettu 101 vahvistukseen.

Tämä merkitsee kuitenkin sitä, että piirin kokonais- tai lopullinen vahvistus lähdössä saadaan vaikuttavalla 101 x 101 = 10201 -arvolla, niin suuri vahvistus takaa infrapunasta lähetettyjen erittäin heikkojen ja epäselvien tulosykepulssien täydellisen tunnistamisen ja prosessoinnin. diodit.

LED voidaan nähdä kiinnitettynä toisen IC1b-opampin lähtöön, joka vilkkuu vastauksena vastaanotettuihin sykepulsseihin IR-diodivaiheesta.

Tässä esitetty sovellus on tarkoitettu vain suunnittelutarkoituksiin eikä sitä ole tarkoitettu mihinkään hengenpelastus- tai lääketieteelliseen seurantaan.

Piirikaavio

Kuinka sykesensoripiiri asetetaan

Ehdotetun sykesensorin, prosessorin asettaminen on todella helppoa.

Kuten me kaikki ymmärrämme, että happipitoisen veren ja hapettamattoman veren välinen ero voi olla tuskin erotettavissa ja vaatii kaikilta osin äärimmäistä tarkkuutta, jotta prosessori voi arvioida verenkierron hienovaraiset erot ja pystyy silti muuntumaan kääntyvä jännitteen muutos lähdössä.

Täysin optimoitujen IR-säteiden saamiseksi IR Tx -diodista on sen läpi kulkeva virta rajoitettava hyvin laskettuun osuuteen siten, että hapetettu veri tarjoaa suhteellisen suuremman vastuksen säteiden läpäisemiseen, mutta sallii suhteellisen pienen määrän vastusta säteille veren hapettomassa tilassa. Tämä helpottaa opampin erottamista sykkivistä sydämen pulsseista.

Tämä tehdään yksinkertaisesti säätämällä annettua 470 ohmin esiasetusta.

Pidä etusormesi kärki D1 / D2-parin päällä, kytke virta päälle ja säädä esiasetusta, kunnes ulostulon LED-valo alkaa vilkkua selvästi.

Sulje esiasetus, kun se on saavutettu.

Etusormen sijoittelu suljettujen valodiodien päälle

Se voidaan tehdä juottamalla diodit piirilevyn päälle tietyllä etäisyydellä toisistaan, josta etusormen kärjellä on vain hyvä peittää diodien säteilevät kärjet kokonaan.

Optimaalisen vasteen saavuttamiseksi diodit on suljettava sopivan kokoisten läpinäkymättömien muoviputkien sisään seuraavan kuvan mukaisesti:

Seuraavassa osassa kerrotaan yksinkertaisesta sykemittarista ja hälytyspiiristä, joka on erityisesti suunniteltu vanhuksille, jotta voidaan seurata heidän sykekriittinsä.

Tässä tutkitaan yksinkertaista piiriä, jota voidaan käyttää potilaan (vanhuksen) kriittisen sykkeen seurantaan, ja piiriin kuuluu myös hälytys tilanteen osoittamiseksi. Idean pyysi Raj Kumar Mukherji

Tekniset tiedot

Toivottavasti olet kunnossa.

Tämän kirjoittamisen tarkoituksena on jakaa kanssasi idea projektista - suunnitella 'sykemittarin hälytys', joka voidaan tehdä käyttämällä yleisesti saatavilla olevia edullisia komponentteja ja joka tuottaa äänimerkin aina, kun kenenkään syke on todettiin epänormaaliksi. Sen tulee täyttää myös seuraavat ehdot:

a. Kompakti ja kevyt, siksi kannettava

b. Kuluta vähän virtaa, joten sen tulisi toimia 24x7 kuukauden tai kahden ajan pari AA-paristoa tai 9 voltin pakettia

c. Pitäisi olla melko tarkka suorituskyvyssä

Tiedän, että verkossa on monia tällaisia ​​piirejä, mutta niiden suorituskyky ja luotettavuus ovat kyseenalaisia. Yksikkö voi olla erittäin hyödyllinen erityisesti vanhuksille (sydänsairauksien kanssa tai ilman), potilaille, jotka ovat sängyssä ja niin edelleen. Kun sydän joko lyö nopeudella, joka on korkeampi / matalampi kuin asetettu keskimääräinen kynnysarvo, hälytys soi riittävän voimakkaasti hälyttämään potilaan ympärillä olevia ihmisiä.

Toivon, että ehdotukseni on selvä sinulle. Jos kuitenkin epäilet, pudota minulle sähköpostia.

Kiitos,

Ystävällisin terveisin,
Raj Kumar Mukherji

Muotoilu

Edellisessä viestissä opimme kuinka tehdä sykesensoripiiri prosessorilla, jota voidaan käyttää asianmukaisesti ehdotetussa kriittisessä sykehälytyspiirissä.

Tässä esitetty sovellus on tarkoitettu vain suunnittelutarkoituksiin eikä sitä ole tarkoitettu mihinkään hengenpelastus- tai lääketieteelliseen seurantaan.

Piirikaavio

Edellä oleviin kaavioihin viitaten voimme nähdä pari piirivaihetta, joista ensimmäinen on sykesensori / prosessori, jossa on integroitu taajuuskerroin, kun taas toinen integraattorin, vertailijan muodossa.

Ylemmän signaaliprosessorin suunnittelu on selitetty kattavasti edellisessä kappaleessa , prosessoriin integroitu ylimääräinen jännitteen kerroin käyttää IC 4060: tä kertomaan suhteellisen hitaat sykkeet suhteellisesti vaihtelevaksi suurtaajuuksiseksi.

Yllä oleva suhteellisesti vaihteleva korkean taajuuden sykesyke IC 4060: n nastasta 7 syötetään integraattorin tuloon, jonka tehtävänä on muuntaa digitaalisesti vaihteleva taajuus suhteellisesti vaihtelevaksi eksponentiaaliseksi analogiseksi signaaliksi.

Lopuksi tämä analoginen jännite kohdistetaan Ic 741 -vertailijan ei-invertoivaan tuloon. Vertailija asetetaan liitetyn 10 k: n esiasetuksen kautta siten, että jännitteen taso nastalla 3 pysyy nastan 2 vertailujännitteen alapuolella, kun syke on turvallisen alueen läheisyydessä.

Kuitenkin, jos syke pyrkii nousemaan kriittisellä alueella, nastalla 3 kehitetään suhteellisesti korkeampi jännitetaso, joka ylittää nastan 2 vertailutason, jolloin opampin lähtö menee korkealle ja antaa hälytyksen.

Edellä on määritetty vain korkeamman kriittisen sykkeen monitorit ja hälytykset, jotta saavutetaan kaksisuuntainen seuranta, mikä tarkoittaa hälytyksen saamista sekä korkeammalle että matalammalle kriittiselle sykkeelle ... toinen piiri, joka käsittää IC555: n ja IC741: n, voisi olla kokonaan poistettu ja korvattu tavallisella IC LM567 -piirillä, joka pitää tuotoksen alhaisena turvallisella pulssilla ja nousee korkealle ylös- tai alaspäin kriittisillä nopeuksilla.

Signaalin säätöpiiri koostuu kahdesta identtisestä aktiivisesta alipäästösuodattimesta, joiden katkaisutaajuus on noin 2,5 Hz.

Tämä tarkoittaa, että suurin mitattava syke on noin 150 lyöntiä minuutissa. Tässä piirissä käytetty operatiivinen vahvistin-IC on MCP602, kaksoisoperaatio Microchipiltä.

Se toimii yhdellä virtalähteellä ja tarjoaa kiskolta kiskolle ulostulon heilahtelun. Suodatus on välttämätön signaalissa olevien korkeamman taajuuden äänien estämiseksi.

Vahvistimen vahvistuksen asettaminen

Kunkin suodatusvaiheen vahvistus asetetaan arvoon 101, jolloin kokonaisvahvistus on noin 10000. Jokaisen vaiheen tulossa tarvitaan 1 uF-kondensaattori, jotta signaalin DC-komponentti voidaan estää.

Aktiivisen alipäästösuodattimen vahvistuksen ja rajataajuuden laskemisen yhtälöt on esitetty piirikaaviossa.

Kaksivaiheinen vahvistin / suodatin tarjoaa riittävän vahvistuksen voidakseen lisätä valokennoyksiköstä tulevaa heikkoa signaalia ja muuntaa sen pulssiksi.

Lähtöön kytketty LED vilkkuu joka kerta, kun sydämen syke havaitaan.

Signaalin säätöpiiri koostuu kahdesta identtisestä aktiivisesta alipäästösuodattimesta, joiden katkaisutaajuus on noin 2,5 Hz. Tämä tarkoittaa, että suurin mitattava syke on noin 150 lyöntiä minuutissa.

Tässä piirissä käytetty operatiivinen vahvistin-IC on MCP602, kaksoisoperaatio Microchipiltä. Se toimii yhdellä virtalähteellä ja tarjoaa kiskolta kiskolle ulostulon heilahtelun. Suodatus on välttämätön signaalissa olevien korkeamman taajuuden äänien estämiseksi.

Kunkin suodatusvaiheen vahvistus asetetaan arvoon 101, jolloin kokonaisvahvistus on noin 10000. Jokaisen vaiheen tulossa tarvitaan 1 uF-kondensaattori, jotta signaalin DC-komponentti voidaan estää.

Aktiivisen alipäästösuodattimen vahvistuksen ja rajataajuuden laskemisen yhtälöt on esitetty piirikaaviossa. Kaksivaiheinen vahvistin / suodatin tarjoaa riittävän vahvistuksen voidakseen lisätä valokennoyksiköstä tulevaa heikkoa signaalia ja muuntaa sen pulssiksi.

Lähtöön kytketty LED vilkkuu joka kerta, kun sydämen syke havaitaan. Signaalimuokkaimen lähtö menee PIC16F628A: n T0CKI-tuloon.

Vastuuvapauslauseke: Vaikka yllä oleva piiri on testattu, näitä ei ole lääketieteellisesti hyväksytty, joten katsojia kehotetaan toimimaan varoen näitä piirejä valmistettaessa ja käytettäessä.

Tämä artikkeli on esitetty puhtaasti tiedotustarkoituksiin, eikä sen tarkoituksena ole antaa lääketieteellistä neuvontaa tai ehdotuksia. Tämän artikkelin kirjoittaja ja tämä verkkosivusto eivät ole vastuussa mistään menetyksistä, joita käyttäjälle saattaa aiheutua näiden piirien käytöstä odottamattomista syistä.




Pari: Aurinkokäyttöinen induktiolämmitinpiiri Seuraava: Itsestään optimoiva aurinkokennolaturi