Krug za mjerenje otkucaja srca

U ovom smo članku sveobuhvatno razgovarali o relativno preciznom elektroničkom krugu senzora otkucaja srca koji je obrađen u nekoliko diskretno ožičenih faza opampskog kruga, a naknadno ćemo naučiti kako se to može izmijeniti za izradu alarmnog kruga monitora otkucaja srca.

Korištenje IR senzora za fotodiodu

Osjećanje srčanih impulsa u osnovi se vrši pomoću dvije IR foto diode, od kojih je jedna odašiljač IR, a druga akceptor.

IR zrake koje baca dioda odašiljača odbijaju se od sadržaja krvi vrha prsta osobe i primaju ih od diode prijemnika.

Intenzitet reflektiranih zraka varira u omjeru određenom brzinom pumpanja srca i razlikom u razinama kisika u krvi unutar sadržaja krvi.

Osjećeni signali s infracrvenih dioda obrađuju se na prikazanim stupnjevima opampa, koji su zapravo par identičnih aktivnih krugova niskopropusnih filtara koji su određeni za prekid na oko 2,5 Hz. To podrazumijeva da je maksimum dostižan mjerenje otkucaja srca bi bio ograničen na oko 150 otkucaja u minuti.

Koristimo IC MCP602 za obradu u obliku IC1a i IC1b u predloženom dizajnu senzora i otkucaja srca. IC je dvostruki opamp kojeg proizvodi mikročip.

Kružni rad

Dizajniran je za rad s jednim napajanjem i tako postaje izuzetno povoljan za razmatrani krug koji bi trebao raditi iz jedne 9V ćelije.

To također znači da bi izlaz opampa mogao proizvesti potpuno pozitivne i negativne promjene napona koje odgovaraju osjetljivim signalima otkucaja srca s IR dioda.

Budući da uvjeti okoline mogu biti zagađeni obiljem zalutalih signala, opampe treba imunizirati protiv svih takvih lažnih električnih smetnji, pa su blokirajući kondenzatori u obliku prikazanih kondenzatora od 1 uF postavljeni na ulazima svakog opampa.

Prvi opamp postavljen je tako da proizvodi pojačanje od 101, a drugi koji je identičan prvoj konfiguraciji IC1a također je postavljen na pojačanje 101.

Međutim, to implicira da se ukupni ili konačni dobitak kruga na izlazu prikazuje na impresivnih 101 x 101 = 10201, tako visoki dobitak osigurava savršeno osjetljivost i obradu izuzetno slabih i nejasnih ulaznih impulsa otkucaja srca isporučenih s IR-a diode.

Na izlazu drugog IC1b opampa može se vidjeti pričvršćena LED dioda koja trepće kao odgovor na primljene impulse otkucaja srca iz stupnja IR diode.

Ovdje predstavljena aplikacija namijenjena je samo referentnim svrhama i nije namijenjena nikakvoj upotrebi za spašavanje života ili medicinsko praćenje.

Kružni dijagram

Kako postaviti krug osjetnika otkucaja srca

Postavljanje predloženog senzora otkucaja srca, procesor je zapravo vrlo jednostavno.

Kao što ćemo svi razumjeti da bi se razlika između oksigenirane krvi i deoksigenirane krvi mogla teško razlikovati i zahtijevati krajnju preciznost u svim pogledima kako bi se omogućilo procesoru da prosudi suptilne razlike u krvotoku, a opet da se može pretvoriti u promjenjiva promjena napona na izlazu.

Da bi se osigurala savršeno optimizirana IR zraka od IR Tx diode, struja kroz nju mora biti ograničena na dobro izračunat omjer tako da kisikova krv pruža relativno veći otpor za prolazak zraka, ali omogućuje relativno nižu otpornost za zrake tijekom deoksigeniranog stanja krvi. To opampu olakšava razlikovanje otkucaja srca.

To se jednostavno postiže podešavanjem zadanih 470 ohma.

Držite vrh kažiprsta preko para D1 / D2, UKLJUČITE napajanje i nastavite podešavati unaprijed postavljenu vrijednost dok LED na izlazu ne počne razvijati izrazit trepćući efekt.

Zapečatite unaprijed postavljenu postavku kad se to postigne.

Raspored pozicioniranja kažiprsta preko zatvorenih foto dioda

To se može postići lemljenjem dioda preko PCB-a na određenoj računatoj udaljenosti, što postaje dobro za vrh kažiprsta da u potpunosti pokrije zračeće vrhove dioda.

Za optimalan odgovor diode moraju biti zatvorene u neprozirne plastične cijevi odgovarajuće veličine, kao što je prikazano na sljedećoj slici:

U sljedećem odjeljku saznat ćemo o jednostavnom monitoru otkucaja srca i krugu alarma posebno dizajniranom za starije građane radi praćenja kritičnog broja otkucaja srca.

Ovdje se istražuje jednostavan sklop koji se može koristiti za praćenje kritičnog broja otkucaja srca pacijenta (starije osobe), krug također uključuje alarm za prikaz situacije. Ideju je zatražio gospodin Raj Kumar Mukherji

Tehničke specifikacije

Nadam se da ste dobro.

Svrha ovog pisanja je podijeliti s vama ideju o projektu - dizajnirati 'alarm alarma monitora srčanog ritma' koji se može izraditi korištenjem uobičajeno dostupnih jeftinih komponenti i koji će proizvesti zvučni alarm kad god bilo tko pulsira utvrđeno da je nenormalno. Trebao bi ispunjavati i sljedeće uvjete:

a. Kompaktan i lagan, stoga prenosiv

b. Trošite minimalnu snagu, stoga bi trebali raditi 24x7 tijekom mjesec ili dva iz nekoliko AA baterija ili paketa od 9 volti

c. Trebalo bi biti prilično precizno u izvedbi

Znam da je mnogo takvih sklopova dostupnih na mreži, ali njihova izvedba i pouzdanost su upitni. Jedinica može biti vrlo korisna posebno za starije ljude (sa / bez srčane bolesti), za pacijente koji su u krevetu i tako dalje. Kad srce otkuca brzinom višom / nižom od zadane prosječne vrijednosti praga, alarm će se oglasiti dovoljno glasno da upozori ljude oko pacijenta.

Nadam se da vam je moj prijedlog jasan. Međutim, ako sumnjate, pošaljite mi e-mail.

Hvala vam,

Lijepi pozdrav,
Raj Kumar Mukherji

Dizajn

U prethodnom postu naučili smo kako izraditi sklop senzora otkucaja srca s procesorom, koji se može prikladno koristiti u predloženom krugu alarma za kritični otkucaj srca.

Ovdje predstavljena aplikacija namijenjena je samo referentnim svrhama i nije namijenjena nikakvoj upotrebi za spašavanje života ili medicinsko praćenje.

Kružni dijagram

Pozivajući se na gornje dijagrame, možemo vidjeti nekoliko faza sklopa, od kojih je prvi senzor / procesor otkucaja srca s integriranim multiplikatorom frekvencije, dok je drugi u obliku integratora, usporedbe.

Sveobuhvatno je objašnjen dizajn gornjeg procesora signala u prethodnom stavku , dodatni multiplikator napona koji je integriran u procesor koristi IC 4060 za umnožavanje relativno sporijih otkucaja srca u proporcionalno promjenjivu brzinu visoke frekvencije.

Gore navedeni proporcionalno varirajući puls brze frekvencije srca od pina 7 IC 4060 dovodi se na ulaz integratora čiji je zadatak pretvoriti digitalno promjenjivu frekvenciju u proporcionalno varirajući eksponencijalni analogni signal.

Napokon, ovaj analogni napon primjenjuje se na neinvertirajući ulaz usporednika Ic 741. Usporednik se postavlja pomoću priloženog 10k unaprijed postavljenog podešavanja tako da razina napona na pin3 ostaje malo ispod referentnog napona na pin2 kada je puls u blizini sigurne regije.

Međutim, ako se broj otkucaja srca poveća u kritičnom području, na pin3 se razvija proporcionalno viša razina napona koja prelazi referentnu razinu pin2 zbog čega će izlaz opampa postati visok i oglasiti alarm.

Gore navedeno postavilo je samo monitore i alarme u vezi s višim kritičnim otkucajima srca, kako bi se postiglo dvosmjerno praćenje, što znači dobivanje alarma i za veći i za niži kritični broj otkucaja srca ... drugi krug koji sadrži IC555 i IC741 mogao bi biti u potpunosti eliminiran i zamijenjen standardnim krugom IC LM567 postavljenim da održava svoj izlaz niskim pri sigurnoj brzini pulsa, a ide visok pri kritičnim brzinama prema gore ili dolje.

Krug za kondicioniranje signala sastoji se od dva identična aktivna niskopropusna filtra s graničnom frekvencijom od oko 2,5 Hz.

To znači da je maksimalna mjerljiva brzina otkucaja srca oko 150 otkucaja u minuti. IC operativnog pojačala koji se koristi u ovom krugu je MCP602, dvostruki OpAmp čip tvrtke Microchip.

Djeluje na jednom napajanju i pruža izlazni zamah od željeznice do željeznice. Filtriranje je potrebno da bi se blokirali svi šumovi veće frekvencije prisutni u signalu.

Postavljanje pojačanja pojačala

Pojačanje svakog stupnja filtra postavljeno je na 101, što daje ukupno pojačanje od oko 10000. Kondenzator od 1 uF na ulazu svakog stupnja potreban je za blokiranje istosmjerne komponente u signalu.

Jednadžbe za izračunavanje pojačanja i granične frekvencije aktivnog niskopropusnog filtra prikazane su na shemi spojeva.

Dvostupanjsko pojačalo / filtar pruža dovoljno pojačanja da pojača slabi signal koji dolazi iz jedinice fotosenzora i pretvori ga u impuls.

LED dioda spojena na izlazu trepće svaki put kad se otkrije otkucaj srca.

Krug za kondicioniranje signala sastoji se od dva identična aktivna niskopropusna filtra s graničnom frekvencijom od oko 2,5 Hz. To znači da je maksimalna mjerljiva brzina otkucaja srca oko 150 otkucaja u minuti.

IC operativnog pojačala koji se koristi u ovom krugu je MCP602, dvostruki OpAmp čip tvrtke Microchip. Djeluje na jednom napajanju i pruža izlazni zamah od željeznice do željeznice. Filtriranje je potrebno da bi se blokirali svi šumovi veće frekvencije prisutni u signalu.

Pojačanje svakog stupnja filtra postavljeno je na 101, što daje ukupno pojačanje od oko 10000. Kondenzator od 1 uF na ulazu svakog stupnja potreban je za blokiranje istosmjerne komponente u signalu.

Jednadžbe za izračunavanje pojačanja i granične frekvencije aktivnog niskopropusnog filtra prikazane su na shemi spojeva. Dvostupanjsko pojačalo / filtar pruža dovoljno pojačanja da pojača slabi signal koji dolazi iz jedinice fotosenzora i pretvori ga u impuls.

LED dioda spojena na izlazu trepće svaki put kad se otkrije otkucaj srca. Izlaz iz uređaja za kondicioniranje signala ide na T0CKI ulaz PIC16F628A.

Izjava o odricanju odgovornosti: Iako je gornji krug testiran, oni nisu medicinski odobreni, stoga se gledateljima savjetuje da nastave s oprezom tijekom izrade i upotrebe ovih sklopova.

Ovaj je članak predstavljen u isključivo informativne svrhe, bez namjere davanja medicinskih savjeta ili prijedloga. Autor ovog članka i ove web stranice ne može se smatrati odgovornim za bilo kakav oblik gubitka koji se može dogoditi korisniku tijekom korištenja ovih sklopova iz bilo kojih nepredviđenih razloga.