Hartslagmetercircuit:een goed gedetailleerde gids

De hartslagmeter is een apparaat waar je waarschijnlijk al eerder van hebt gehoord. De kans is groot dat je een of twee apparaten of personen kent die hartslagsensoren hebben.

Ze zijn tegenwoordig zo gewoon dat je ze waarschijnlijk zou vinden in smartwatches of zelfs in polsbandstijlen die ze gemakkelijk toegankelijk maken.

Dus maak je geen zorgen als je nieuwsgierig bent naar hoe het werkt en er een als project wilt maken. U bent op de juiste plaats.

Hier leer je het geheim achter het circuit van de hartslagmeter en leer je hoe je in een paar eenvoudige stappen een andere kunt maken.

Ben je klaar? Laten we beginnen!

Het concept van de hartslagsensor

Voordat we ingaan op de technische details, zijn hier een paar dingen die u moet weten.

Hartslagsensoren zijn essentieel voor mensen zoals patiënten en atleten, omdat ze zulke mensen helpen de toestand van hun hart te kennen.

Hoewel er verschillende manieren zijn om de hartslag te controleren, is de hartslagsensor de gemakkelijkste manier. Bovendien is het draagbaar en heeft het verschillende maten en vormen. Het biedt ook een toegankelijk platform waarop u direct uw hartslag kunt controleren.

Smartwatch

Zoals we eerder vermeldden, kun je ze vinden in horloges, telefoons en andere slimme gadgets. Daarom helpt het om de hoeveelheid tijd te meten die uw hart nodig heeft om per minuut uit te zetten of in te krimpen.

Het concept van de hartslagmeter

Een primaire hartslagmeter heeft het volgende:

• Sensor
• IR-led 
• Fotodiode aanwezig in de sensor
• Besturingscircuit 

Het circuit wordt daarentegen geleverd met een Op-Amp IC en andere elementen die het oorspronkelijke signaal verbinden met verschillende microcontrollers.

Daarom hebben we hieronder een schakelschema van de hartslagsensor om u te helpen het concept beter te begrijpen.

Hartslagsensorcircuit

Het bovenstaande circuit toont een vingerhartslagsensor die pulsen detecteert. Hartslagen veranderen dus automatisch de hoeveelheid bloed en de intensiteit van het IR-ledlicht. Bovendien is wat de fotodiode zal detecteren ook anders.

Bovendien voedt een condensator de uitvoer van de fotodiode naar de "niet-inverterende belasting" van de 1e op-amp. Dit blokkeert op zijn beurt de DC-componenten van het signaal. De op-amp werkt ook als een "niet-inverterende" trapversterker die een 1001 afsnijfrequentieversterkingsfactor gebruikt.

Ook ontvangt de 2e op-amp de uitgang van de 1e op-amp in een van zijn ingangen. Het heeft ook de vorm van een vergelijker. Bovendien zal het werk van de 2e op-amp een transistor triggeren, die ook het signaal naar de microcontroller stuurt.

De LM358 is de op-amp van dit hartslagsensorcircuit en wordt geleverd met twee op-amps in één chip. Bovendien is de BC547 de transistor en zal de LED die op de transistor is aangesloten pulseren wanneer deze een signaal detecteert.

Circuitontwerp

Hier leren we hoe we drie hartslagsensoren kunnen maken, waaronder:

• Hartslagsensor met LM358
• Hartslagsensor met Arduino
• Hoe de hartslagsensor van een Arduino te interfacen

Hartslagmetercircuit: Hartslagsensor met LM358

Met dit circuit kun je hartslagen detecteren via een LM358 IC gekoppeld aan een infraroodzender en -ontvanger. De IR-LED is ook de IR-zender, terwijl een fotodiode de detector van het circuit is. Bekijk de onderstaande circuitillustratie:

Hartslagsensor met LM358 Circuit Illustratie

Hier is ook de pinout van de LM358 pinout:

LM358 pinout-diagram

Benodigde onderdelen:

• LM358 IC Operationele versterker (1)
• 4,7 uF elektrolytische condensator (1)
• 100 nF keramische condensator (1)
• 9V batterij (1)
• Paar IR-LED's (1)
• 5 mm LED (1)
• 220k weerstanden (2)
• 10k weerstand (1)
• 680k weerstand (1)
• 6.8k weerstand (1)
• 47k weerstand (1)
• Hartslagsensor (PC3) (1)

Stappen

• 1:sluit de basis van uw LM358 IC aan op de pc en de IC op de basis.

• 2:Neem al je LED's en sluit ze aan op de PCB
• 3:Sluit vervolgens beide condensatoren aan op de print
• 4:Neem ook al je weerstanden en sluit ze ook aan
• 5:voeg uw batterijclip toe aan het circuit en sluit de batterij aan om te controleren of het circuit werkt

Opmerking:vergeet niet al je verbindingen te solderen.

Hoe het werkt

Dit circuit werkt op dezelfde manier als de eerder beschreven hartslagsensor. Hier hebben we twee IR-fotodiodes die de pulsen van het hart detecteren.

Een ervan fungeert echter als een zender die licht uitstraalt via je vinger, terwijl de ontvanger meet hoeveel licht de vinger reflecteert.

Ook hangt de intensiteit van de door de ontvanger gemeten gereflecteerde stralen van twee dingen af. Eén, de snelheid van het pompende hart, en twee, het verschil in de zuurstofrijke bloedspiegels die het bloed bevat.

Hartslagmetercircuit:hartslagsensor met Arduino

Laten we nu eens kijken hoe we een op Arduino gebaseerde hartslagsensor kunnen maken. Deze sensor heeft een vingerclip en gebruikt drie pinnen om gegevens, GND en VCC aan te sluiten.

Arduino's hartslagsensor

Benodigde onderdelen

Voor dit circuit heb je nodig:

• Arduino-bord (1)
• 10KΩ potentiometer (1)
• 330Ω weerstand (1)
• 2 x 16 LCD-scherm (1)
• Draden aansluiten
• Drukknop
• Mini Breadboard
• Hartslagsensorchip met op een vinger gebaseerde sonde (1)

Hoe de hartslagsensor van een Arduino te interfacen

Het is eenvoudig om een ​​Arduino te koppelen met een hartslagsensor. Als u echter de metingen van uw hartslag in slagen per minuut wilt zien, moet u eerst een Arduino-bord aansluiten op uw 16×2 LCD-scherm.

Sluit dus de vier datapinnen (D7, D5, D4 en D6) van de LCD-module aan op pin één van de Arduino. Klik bovendien de 10kΩ-potentiometer op pin drie van het LCD-scherm. Voeg vervolgens pin drie en vijf (E &RS) van het LCD-scherm samen met die van Arduino.

Sluit tot slot de uitgangspin van de hartslagsensor aan op pin 1 (analoge ingangssignaalpin) van de Arduino.

Code

Nadat de hartslagsensor is gekoppeld aan een Arduino, is het volgende wat je moet doen om de coderegels te schrijven die nodig zijn om het systeem te laten werken.

Hier is een link naar de regels code.

Hoe werkt het?

Welnu, het gebruik van deze schakeling is ook eenvoudig. Het enige wat u hoeft te doen is een willekeurige vinger, behalve de duim, op de sensorclip te plaatsen en op de knop van de schakelaar te drukken.

Nu berekent de Arduino de hartslagmeting op basis van de gegevens die hij van de sensor ontvangt en geeft deze weer in bpm.

Blijf echter ontspannen terwijl de sensor de gegevens verzamelt, zodat u de draden niet schudt. Anders krijg je foutieve metingen.

Nadat de Arduino de hartslag heeft weergegeven, kunt u op de knop drukken om een ​​nieuwe meting te starten.

Hartslagmetercircuit:toepassingen

• Bereken de hartslag van een menselijk lichaam (persoon, patiënt of atleet)

Hartslag van het menselijk lichaam

• Gebruik als alternatief voor dure hartslagmeters

Hartslagapplicatie op mobiele telefoon controleren

• Bewakingssysteem voor de gezondheid van de patiënt

Bewakingssysteem voor patiëntgezondheid

Laatste gedachten

Voordat we dit artikel afronden, moet u het principe begrijpen achter hoe de hartslagsensor werkt en werkt met de richting van de fotoplethysmograaf.

Dit principe stelt dat je de intensiteit van het licht dat door een orgaan gaat, kunt gebruiken om het bloedvolume van dat orgaan te meten.

Kortom, u zult merken dat IR-LED's betere lichtbronnen zijn voor de meeste hartslagsensoren.

Daarom kunt u een detector gebruiken die lichtfotonen verandert in stroom of een stroomversterkingscomponent die afhankelijk is van licht om te werken.

Hartslagsensor met vingerclip

Bron:Wikimedia Commons

Nou, we zijn nog niet aan het einde van onze leerreis. Als u meer hulp nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen. We helpen je graag verder.