Hjerteslagssensor - Arbeid og applikasjon

Hva mener du med hjerteslag?

En persons hjerterytme er lyden av ventilene i hans / hennes hjerte som trekker seg sammen eller utvider seg når de tvinger blod fra en region til en annen. Antallet ganger hjertet slår per minutt (BPM), er hjerterytmen og hjerterytmen som kan kjennes i en hvilken som helst arterie som ligger nær huden er pulsen.

To måter å måle hjerterytme på

• Manuell måte : Hjerteslag kan kontrolleres manuelt ved å sjekke pulsen på to steder i håndleddet ( radial trykk ) og nakken ( carotispresse ). Fremgangsmåten er å plassere de to fingrene (pekefinger og langfinger) på håndleddet (eller nakken under luftrøret) og telle antall pulser i 30 sekunder og deretter multiplisere tallet med 2 for å få hjerterytmen. Imidlertid bør trykk påføres minimum, og også fingre skal beveges opp og ned til pulsen kjennes.

• Bruke en sensor : Hjerteslag kan måles basert på optisk kraftvariasjon ettersom lys blir spredt eller absorbert under sin vei gjennom blodet når hjerterytmen endres.

Prinsipp for hjerteslagssensor

Hjerteslagsensoren er basert på prinsippet om fotopetysmografi. Den måler endringen i volum av blod gjennom ethvert organ i kroppen som forårsaker en endring i lysintensiteten gjennom det organet (avaskulær region). Når det gjelder applikasjoner der hjertet pulsen skal overvåkes er tidspunktet for pulsen viktigere. Strømmen av blodvolum bestemmes av frekvensen av hjertepulser, og siden lys absorberes av blodet, tilsvarer signalpulsene pulsen.

Det er to typer fotopetysmografi:

Overføring : Lys som sendes fra den lysemitterende enheten overføres gjennom en hvilken som helst vaskulær region i kroppen som øreflippen og mottas av detektoren.

Speilbilde : Lys som sendes fra den lysemitterende enheten reflekteres av regionene.

Arbeid med en hjerterytmesensor

Den grunnleggende pulssensoren består av en lysdiode og en detektor som en lysdetekterende motstand eller en fotodiode. Hjerteslagpulsene forårsaker en variasjon i blodstrømmen til forskjellige regioner i kroppen. Når vev er belyst med lyskilden, dvs. lys som ledes ut, reflekterer det enten (et fingervev) eller overfører lyset (øreflippen). Noe av lyset absorberes av blodet og det overførte eller reflekterte lyset mottas av lysdetektoren. Mengden absorbert lys avhenger av blodvolumet i det vevet. Detektorutgangen er i form av det elektriske signalet og er proporsjonal med hjerterytmen.

Dette signalet er et likestrømsignal relatert til vevet og blodvolumet og vekselstrømskomponenten som er synkron med hjerterytmen og forårsaket av pulserende endringer i arterielt blodvolum, er lagt på likestrømssignalet. Dermed er det viktigste kravet å isolere den vekselstrømskomponenten da den er av største betydning.

For å oppnå oppgaven med å få AC-signalet, blir utgangen fra detektoren først filtrert ved hjelp av en 2-trinns HP-LP-krets, og blir deretter konvertert til digitale pulser ved hjelp av en komparatorkrets eller ved bruk av enkel ADC. De digitale pulser blir gitt til en mikrokontroller for beregning av hjerterytmen, gitt av formelen-

BPM (slag per minutt) = 60 * f

Hvor f er pulsfrekvensen

Praktisk hjerterytmesensor

Praktiske hjerterytme Sensoreksempler er Pulssensor (produktnr. PC-3147). Den består av en infrarød ledelse og en LDR innebygd i en klipplignende struktur. Klipsen er festet til orgelet (øreflippen eller fingeren) med detektordelen på kjøttet.

Et annet eksempel er TCRT1000 , med 4 pins-

Pin1: For å gi forsyningsspenningen til lysdioden

Pin2 og 3 er jordet. Pin 4 er utgangen. Pinne 1 er også aktiveringspinnen, og når du trekker den høyt, tennes LED-lampen og sensoren begynner å virke. Den er innebygd på en bærbar enhet som kan brukes på håndleddet og utgangen kan sendes trådløst (via Bluetooth) til datamaskinen for behandling.

Applikasjon som utvikler ditt hjerterytmesensorsystem

Et grunnleggende hjerterytmesensorsystem kan også bygges ved hjelp av grunnleggende komponenter som en LDR, komparator IC LM358 og en mikrokontroller som gitt nedenfor

Som beskrevet ovenfor angående prinsippet om en hjerterytmesensor, når fingervevet eller øreflippens vev belyses ved hjelp av en lyskilde, overføres lyset etter at det har blitt modulert, dvs. en del som absorberes av blodet og resten overføres. Dette modulerte lyset mottas av lysdetektoren.

Her brukes en lysavhengig motstand (LDR) som en lysdetektor. Det fungerer på prinsippet at når lys faller på motstanden, endres motstanden. Når lysintensiteten øker, reduseres motstanden. Dermed avtar spenningsfallet over motstanden.

Her brukes en komparator som sammenligner utgangsspenningen fra LDR til terskelspenningen. Terskelspenningen er spenningsfallet over LDR når lyset med fast intensitet fra lyskilden faller direkte på det. Den inverterende terminalen til komparatoren LM358 er koblet til potensialdeleren som er satt til terskelspenningen og den ikke-inverterende terminalen er koblet til LDR. Når menneskelig vev belyses ved hjelp av lyskilden, reduseres lysintensiteten. Ettersom denne reduserte lysintensiteten faller på LDR, øker motstanden og som et resultat av spenningsfallet øker. Når spenningsfallet over LDR eller den ikke-inverterende inngangen overstiger det for den inverterende inngangen, utvikles et logisk høyt signal ved utgangen til komparatoren, og i tilfelle spenningsfall er mindre, blir det utviklet et logisk lavt utgangssignal. Dermed er utgangen en serie pulser. Disse pulser kan mates til mikrokontrolleren som følgelig behandler informasjonen for å få hjerterytmen, og dette vises på skjermen som er grensesnittet med mikrokontrolleren.

Video Forklaring på kretsskjema for hjerteslagsensor