Pulsmåler krets

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





I denne artikkelen diskuterer vi omfattende en relativt nøyaktig elektronisk pulssensorkrets behandlet av noen få diskret kablede opamp-kretsfaser, og deretter lærer vi hvordan dette kan modifiseres for å lage en pulskretsalarmkrets.

Bruke IR-fotodiodesensorer

Oppfølgingen av hjertepulsene gjøres i utgangspunktet av to IR-fotodioder, den ene er senderen til IR mens den andre aksepterer.



IR-strålene som kastes av senderdioden reflekteres fra blodspissinnholdet til en person og mottas av mottakerdioden.

Intensiteten til de reflekterte strålene varierer i en proporsjon bestemt av hjertepumpehastigheten og av forskjellen i oksygenerte blodnivåer inne i blodinnholdet.



De registrerte signalene fra infrarøde dioder behandles av de viste opamp-trinnene som faktisk er et par identiske aktive lavpasfilterkretser bestemt til å kutte ved ca. 2,5 Hz. Dette innebærer at det maksimale oppnåelige hjertefrekvensmåling vil være begrenset til ca. 150 bpm.

Vi bruker IC MCP602 for prosessering i form av IC1a og IC1b i den foreslåtte pulssensoren og prosessorutformingen. IC er en dobbel opamp produsert av mikrochip.

Kretsdrift

Den er designet for å fungere med enkelt forsyninger og blir dermed ekstremt gunstig for den diskuterte kretsen som skal fungere fra en enkelt 9V-celle.

Dette betyr også at utgangen fra opampen ville være i stand til å produsere en full positiv til negativ spenningssvingning som tilsvarer de registrerte pulssignalene fra IR-dioder.

Siden omgivelsesforholdene kan være forurenset med mange bortkomne signaler, må opampene immuniseres mot alle slike falske elektriske forstyrrelser, og blokkerende kondensatorer i form av de viste 1uF kondensatorene er plassert ved inngangene til hver opamper.

Den første opampen er satt til å gi en forsterkning på 101, den andre er identisk med den første IC1a-konfigurasjonen er også satt til 101 forsterkning.

Imidlertid antyder det at den totale eller endelige forsterkningen av kretsen ved utgangen blir gjengitt med imponerende 101 x 101 = 10201, slik høy forsterkning sikrer en perfekt sensing og prosessering av de ekstremt svake og uklare inngangspulsfrekvensene som leveres fra IR dioder.

En LED kan sees festet over utgangen fra den andre IC1b opampen som blinker som svar på de mottatte pulspulsene fra IR-diodetrinnet.

Søknaden som presenteres her er kun for referanse design og er ikke ment for livreddende eller medisinsk overvåking.

Kretsdiagram

Hvordan sette opp kretsen til pulssensoren

Å sette opp den foreslåtte pulssensoren, prosessoren er faktisk veldig enkelt.

Som vi alle vil forstå at forskjellen mellom det oksygenerte blodet og de-oksygenerte blodet knapt kan skilles og krever ekstrem presisjon i alle henseender for å gjøre det mulig for prosessoren å bedømme de subtile forskjellene i blodstrømmen og likevel kunne konvertere til en svingende spenningsendring ved utgangen.

For å sikre en perfekt optimalisert IR-stråle fra IR Tx-dioden, må strømmen gjennom den begrenses til en godt beregnet andel slik at det oksygenerte blodet gir en relativt høyere motstand for strålene å passere gjennom, men tillater relativt lavere mengde motstand. for strålene under den deoksygenerte tilstanden til blodet. Dette gjør det lettere for opampen å skille mellom hjerterytmen som slår.

Dette gjøres ganske enkelt ved å justere den gitte 470 ohm forhåndsinnstillingen.

Hold pekefingerspissen over D1 / D2-paret, slå på strømmen og fortsett å justere forhåndsinnstillingen til LED-lampen på utgangen begynner å utvikle en tydelig blinkende effekt.

Forsegle forhåndsinnstillingen når dette er oppnådd.

Pekefingers plassering over vedlagte fotodioder

Det kan gjøres ved å lodde dioder over PCB i en beregnet avstand fra hverandre som bare blir bra for pekefingerspissen for å dekke utstrålingsspissene til dioder helt.

For å oppnå optimal respons må diodene være lukket i en ugjennomsiktig plastrør av passende størrelse, som vist i følgende figur:

I det neste avsnittet lærer vi om en enkel pulsmåler og alarmkrets som er spesielt designet for eldre borgere for å holde oversikt over hjertefrekvensen.

Her utforskes en enkel krets som kan brukes til å overvåke den kritiske hjertefrekvensen til en pasient (eldre borger), kretsen inkluderer også en alarm for å indikere situasjonen. Ideen ble bedt om av Mr. Raj Kumar Mukherji

Tekniske spesifikasjoner

Håper du har det bra.

Hensikten med å skrive her er å dele med deg en ide om et prosjekt - å designe en 'pulsmåleralarm' som kan lages ved å bruke ofte tilgjengelige lavpriskomponenter, og som vil produsere en hørbar alarm når pulsen til noen er funnet å være unormal. Den skal også oppfylle følgende betingelser:

en. Kompakt og lett, derfor bærbar

b. Bruk minst mulig strøm, og bruk derfor 24x7 i en måned eller to fra et par AA-batterier eller en 9-volts pakke

c. Bør være ganske nøyaktig i ytelsen

Jeg vet at det er mange slike kretser tilgjengelig på nettet, men ytelsen og påliteligheten er tvilsom. Enheten kan være veldig nyttig, spesielt for eldre mennesker (med / uten hjertesykdom), for pasienter som er sengeliggende og så videre. Når hjertet enten slår med en hastighet som er høyere / lavere enn en angitt gjennomsnittlig terskelverdi, vil alarmen høres høyt nok til å varsle folk rundt pasienten.

Jeg håper at forslaget mitt er klart for deg. Men hvis du er i tvil, kan du sende meg en e-post.

Takk skal du ha,

Vennlig hilsen,
Raj Kumar Mukherji

Designet

I forrige innlegg lærte vi hvordan vi lager en pulssensorkrets med prosessor, som kan brukes på riktig måte i den foreslåtte kritiske pulskretsalarmkretsen.

Søknaden som presenteres her er kun for referanse design og er ikke ment for livreddende eller medisinsk overvåking.

Kretsdiagram

Med henvisning til diagrammene ovenfor er vi i stand til å se et par kretstrinn, den første er pulssensoren / prosessoren med en integrert frekvensmultiplikator, mens den andre i form av en integrator, komparator.

Den øvre signalprosessordesignet er grundig forklart i forrige avsnitt den ekstra spenningsmultiplikatoren som er integrert i prosessoren, bruker IC 4060 for å multiplisere de relativt tregere hjertefrekvenser til en proporsjonalt varierende høy frekvensfrekvens.

Ovennevnte proporsjonalt varierende høyfrekvente hjertepuls fra pin7 på IC 4060 blir matet til inngangen til en integrator hvis jobb er å konvertere den digitalt varierende frekvensen til et proporsjonalt varierende eksponensielt analogt signal.

Til slutt tilføres denne analoge spenningen til den ikke-inverterende inngangen til en Ic 741-komparator. Komparatoren settes gjennom den vedlagte 10k forhåndsinnstillingen slik at spenningsnivået ved pin3 holder seg like under referansespenningen ved pin2 når hjertefrekvensen er i nærheten av det sikre området.

Imidlertid, hvis hjertefrekvensen har en tendens til å øke over den kritiske regionen, utvikles et proporsjonalt høyere spenningsnivå ved pin3 som krysser pin2-referansenivået som får utgangen fra opampen til å gå høyt og utløse alarmen.

Ovennevnte satte bare opp monitorer og alarmer angående høyere kritisk hjertefrekvens, for å oppnå en toveisovervåking, noe som betyr å få en alarm for både høyere og lavere kritiske hjertefrekvenser ... den andre kretsen som omfatter IC555 og IC741 kan være helt eliminert og erstattet med et standard IC LM567 kretssett for å holde utdataene lave ved den sikre pulsfrekvensen, og gå høyt ved kritiske hastigheter opp eller ned.

Signalkondisjoneringskretsen består av to identiske aktive lavpasningsfiltre med en avskjæringsfrekvens på ca. 2,5 Hz.

Dette betyr at den maksimale målbare hjertefrekvensen er omtrent 150 bpm. Operasjonsforsterkeren IC som brukes i denne kretsen er MCP602, en dobbel OpAmp-brikke fra Microchip.

Den opererer med en enkelt strømforsyning og gir utgangssving fra jernbane til jernbane. Filtreringen er nødvendig for å blokkere eventuelle høyere frekvenslyder i signalet.

Sette opp forsterkeren

Forsterkningen for hvert filtertrinn er satt til 101, noe som gir den totale forsterkningen på ca. 10000. En 1 uF kondensator ved inngangen til hvert trinn kreves for å blokkere likestrømskomponenten i signalet.

Ligningene for beregning av forsterkning og avskjæringsfrekvens for det aktive lavpassfilteret er vist i kretsskjemaet.

To-trinns forsterker / filter gir tilstrekkelig forsterkning for å øke det svake signalet som kommer fra fotosensorenheten og konvertere det til en puls.

En LED koblet til utgangen blinker hver gang det oppdages en hjerterytme.

Signalkondisjoneringskretsen består av to identiske aktive lavpasningsfiltre med en avskjæringsfrekvens på ca. 2,5 Hz. Dette betyr at den maksimale målbare hjertefrekvensen er omtrent 150 bpm.

Operasjonsforsterkeren IC som brukes i denne kretsen er MCP602, en dobbel OpAmp-brikke fra Microchip. Den opererer med en enkelt strømforsyning og gir utgangssving fra jernbane til jernbane. Filtreringen er nødvendig for å blokkere eventuelle høyere frekvenslyder i signalet.

Forsterkningen for hvert filtertrinn er satt til 101, noe som gir den totale forsterkningen på ca. 10000. En 1 uF kondensator ved inngangen til hvert trinn kreves for å blokkere likestrømskomponenten i signalet.

Ligningene for beregning av forsterkning og avskjæringsfrekvens for det aktive lavpassfilteret er vist i kretsskjemaet. To-trinns forsterker / filter gir tilstrekkelig forsterkning for å øke det svake signalet som kommer fra fotosensorenheten og konvertere det til en puls.

En LED koblet til utgangen blinker hver gang det oppdages en hjerterytme. Utgangen fra signalbehandleren går til T0CKI-inngangen til PIC16F628A.

Ansvarsfraskrivelse: Selv om den ovennevnte kretsen er testet, er disse ikke medisinsk godkjent, og derfor anbefales seerne å gå med forsiktighet mens de lager og bruker disse kretsene.

Denne artikkelen presenteres for rent informasjonsformål uten hensikt å gi medisinsk råd eller forslag. Forfatteren av denne artikkelen, og dette nettstedet kan ikke holdes ansvarlig for noen form for tap overhodet som kan oppstå for brukeren mens de bruker disse kretsene, på grunn av uforutsette grunner.




Forrige: Solcelledrevet induksjonsvarmerkrets Neste: Selvoptimaliserende batteriladerkrets for solenergi