Sykesensori - työskentely ja käyttö

Mitä tarkoitat sydämenlyönnillä?

Ihmisen syke on hänen sydämessään olevien venttiilien ääni supistumassa tai laajenemassa, kun ne pakottavat verta alueelta toiselle. Sydämen lyöntien määrä minuutissa (BPM) on syketiheys ja syke, joka voidaan tuntea missä tahansa valtimossa, joka sijaitsee lähellä ihoa, on pulssi.

Kaksi tapaa mitata sydämenlyönti

• Manuaalinen tapa : Syke voidaan tarkistaa manuaalisesti tarkistamalla pulssit kahdessa paikassa - ranteessa ( radiaalipuristin ) ja niska ( kaulavaltimon puristin ). Toimenpiteenä on sijoittaa kaksi sormea ​​(etu- ja keskisormi) ranteeseen (tai kaulaan tuuletusputken alle) ja laskea pulssien lukumäärä 30 sekunnin ajan ja kertomalla sitten luku kahdella saadaksesi syketaajuuden. Paineita tulisi kuitenkin käyttää mahdollisimman vähän ja myös sormia tulisi liikuttaa ylös ja alas, kunnes pulssi tuntuu.

• Anturin käyttäminen : Sydämen syke voidaan mitata optisen tehon vaihtelun perusteella, kun valo sirontaan tai imeytyy verenkierron aikana sydämenlyönnin muuttuessa.

Sykesensorin periaate

Sykesensori perustuu fotopletysmografian periaatteeseen. Se mittaa veren tilavuuden muutoksen minkä tahansa kehon elimen läpi, mikä aiheuttaa muutoksen valon voimakkuudessa kyseisen elimen (avaskulaarisen alueen) kautta. Jos kyseessä on sydän sykettä on seurattava , pulssien ajoitus on tärkeämpää. Veren määrän virtaus määräytyy sydämen pulssien nopeuden perusteella ja koska veri absorboi valoa, signaalipulssit vastaavat sykepulsseja.

Fotopletysmografiaa on kahta tyyppiä:

Tarttuminen : Valoa emittoivasta laitteesta lähetetty valo välittyy minkä tahansa kehon verisuonialueen läpi, kuten korvalehti, ja detektori vastaanottaa sen.

Heijastus : Alueet heijastavat valoa lähettävän laitteen lähettämää valoa.

Sykesensorin toiminta

Perussykesensori koostuu valodiodista ja ilmaisimesta, kuten valoa tunnistavasta vastuksesta tai valodiodista. Sykepulssit aiheuttavat vaihtelua verenkierrossa kehon eri alueille. Kun kudos valaistaan ​​valonlähteellä, ts. Ledin lähettämällä valolla, se joko heijastaa (sormikudosta) tai siirtää valoa (korvalaippa). Osa verestä absorboi valoa ja valonilmaisin vastaanottaa lähetetyn tai heijastuneen valon. Imeytyvän valon määrä riippuu verenkierrosta kudoksessa. Ilmaisimen lähtö on sähköisen signaalin muodossa ja on verrannollinen syketaajuuteen.

Tämä signaali on DC-signaali, joka liittyy kudoksiin ja veren tilavuuteen ja AC-komponentti, joka on synkroninen sydämen lyöntien kanssa ja johtuu sykkivistä muutoksista valtimoveren tilavuudessa. Siten tärkein vaatimus on eristää tämä AC-komponentti, koska se on ensisijaisen tärkeää.

AC-signaalin saamisen tehtävän saavuttamiseksi ilmaisimen lähtö suodatetaan ensin 2-vaiheisella HP-LP-piirillä ja muunnetaan sitten digitaalisiksi pulsseiksi käyttämällä vertailupiiriä tai yksinkertaista ADC: tä. Digitaaliset pulssit annetaan mikrokontrollerille syketaajuuden laskemiseksi kaavan

BPM (lyöntiä minuutissa) = 60 * f

Missä f on pulssitaajuus

Käytännöllinen sykesensori

Käytännön esimerkkejä sykesensorista ovat Sykesensori (Tuote nro PC-3147). Se koostuu infrapuna-ledistä ja LDR: stä, joka on upotettu leikkeen kaltaiseen rakenteeseen. Kiinnike kiinnitetään urutilaan (korvalappuun tai sormeen) ilmaisimen osalla lihaa.

Toinen esimerkki on TCRT1000 , 4 nastaa

Tappi 1: LEDin syöttöjännitteen antamiseksi

Tappi 2 ja 3 on maadoitettu. Tappi 4 on lähtö. Tappi 1 on myös aktivointitappi ja vetämällä sitä korkealle, LED syttyy ja anturi alkaa toimia. Se on upotettu puettavaan laitteeseen, jota voidaan käyttää ranteessa ja ulostulossa voidaan lähettää langattomasti (Bluetoothin kautta) tietokoneelle käsittelyä varten.

Sovellus Sykesensorijärjestelmän kehittäminen

Perussykesensorijärjestelmä voidaan myös rakentaa käyttämällä peruskomponentteja, kuten LDR, vertailulaite IC LM358 ja mikrokontrolleri, kuten alla on esitetty

Kuten edellä on kuvattu sykesensorin periaatteen suhteen, kun sormikudos tai korvalehmakudos valaistaan ​​valonlähteen avulla, valo välittyy moduloitumisen jälkeen, ts. Osa imeytyy vereen ja loput siirretään. Valoilmaisin vastaanottaa tämän moduloidun valon.

Tässä valonilmaisimena käytetään LDD (Light Dependent Resistor). Se toimii periaatteella, että kun valo putoaa vastukseen, sen vastus muuttuu. Valon voimakkuuden kasvaessa vastus pienenee. Siten jännitteen pudotus vastuksen yli pienenee.

Tässä käytetään vertailijaa, joka vertaa lähtöjännitettä LDR: stä kynnysjännitteen jännitteeseen. Kynnysjännite on jännitehäviö LDR: n yli, kun kiinteän voimakkuuden omaava valo lähtee suoraan siihen. Vertailijan LM358 käänteisliitin on kytketty potentiaalijakajajärjestelyyn, joka on asetettu kynnysjännitteelle ja ei-kääntävä liitin on kytketty LDR: ään. Kun ihmiskudos valaistaan ​​valonlähteellä, valon voimakkuus vähenee. Kun tämä vähentynyt valovoima putoaa LDR: lle, vastus kasvaa ja jännitteen pudotuksen seurauksena kasvaa. Kun jännitehäviö LDR: n tai ei-kääntyvän tulon yli ylittää käänteisen sisääntulon, kehitetään looginen korkea signaali vertailijan ulostuloon ja siinä tapauksessa, että jännitteen pudotus on pienempi, kehitetään logiikan matala lähtö. Siksi lähtö on pulssisarja. Nämä pulssit voidaan syöttää mikrokontrolleriin, joka käsittelee tiedot vastaavasti syketaajuuden saamiseksi, ja tämä näkyy näytöllä, joka on liitetty mikrokontrolleriin.

Videon selitys sydämen sykesensorin piirikaaviosta