Senzor otkucaja srca - rad i primjena

Što mislite pod otkucajima srca?

Otkucaji srca osobe zvuk su ventila u njegovom / njenom srcu koji se skupljaju ili šire jer tjeraju krv iz jedne regije u drugu. Broj otkucaja srca u minuti (BPM), brzina je otkucaja srca, a puls srca koji se može osjetiti u bilo kojoj arteriji koja leži blizu kože je puls.

Dva načina za mjerenje otkucaja srca

• Ručni način : Otkucaji srca mogu se provjeriti ručno provjerom nečijeg pulsa na dva mjesta - zglob ( radijalna preša ) i vrat ( karotidna preša ). Postupak je polaganje dva prsta (kažiprst i srednji prst) na zapešće (ili vrat ispod dušnika) i brojanje broja impulsa tijekom 30 sekundi, a zatim pomnožavanje tog broja s 2 da bi se dobio broj otkucaja srca. Međutim, pritisak treba vršiti minimalno, a također treba pomicati prste gore-dolje dok se ne osjeti puls.

• Korištenje senzora : Otkucaji srca mogu se izmjeriti na temelju varijacije optičke snage jer se svjetlost raspršuje ili apsorbira tijekom prolaska kroz krv dok se otkucaji srca mijenjaju.

Princip senzora otkucaja srca

Senzor otkucaja srca temelji se na principu fotopletizmografije. Mjeri promjenu volumena krvi kroz bilo koji organ tijela što uzrokuje promjenu intenziteta svjetlosti kroz taj organ (avaskularno područje). U slučaju aplikacija gdje srce treba pratiti brzinu pulsa , vrijeme impulsa je važnije. Protok volumena krvi određuje se brzinom srčanih impulsa, a budući da krv apsorbira svjetlost, signalni impulsi jednaki su impulsima otkucaja srca.

Postoje dvije vrste fotopletizmografije:

Prijenos : Svjetlost koja se emitira iz uređaja koji emitira svjetlost prenosi se kroz bilo koje vaskularno područje tijela poput ušne resice i prima detektor.

Odraz : Svjetlost koja se emitira iz uređaja koji emitira svjetlost odražava se u regijama.

Rad senzora otkucaja srca

Osnovni senzor otkucaja srca sastoji se od diode koja emitira svjetlost i detektora poput otpora za otkrivanje svjetlosti ili fotodiode. Pulsi otkucaja srca uzrokuju promjene u protoku krvi u različita područja tijela. Kad je tkivo osvijetljeno izvorom svjetlosti, tj. Svjetlošću koju emitira vodio, ono ili odbija (tkivo prsta) ili propušta svjetlost (ušna školjka). Nešto svjetlosti apsorbira krv, a propuštenu ili odbijenu svjetlost prima svjetlosni detektor. Količina apsorbirane svjetlosti ovisi o količini krvi u tom tkivu. Izlaz detektora je u obliku električnog signala i proporcionalan je brzini otkucaja srca.

Ovaj je signal istosmjerni signal koji se odnosi na tkiva i volumen krvi, a komponenta izmjenične struje sinkronizirana s otkucajima srca i uzrokovana pulsirajućim promjenama u volumenu arterijske krvi nalaže se na istosmjerni signal. Stoga je glavni zahtjev izolirati tu komponentu izmjenične struje jer je ona od primarne važnosti.

Da bi se postigao zadatak primanja izmjeničnog signala, izlaz iz detektora prvo se filtrira pomoću dvostupanjskog kruga HP-LP, a zatim pretvara u digitalne impulse pomoću usporednog kruga ili pomoću jednostavnog ADC-a. Digitalni impulsi daju se mikrokontroleru za izračunavanje brzine otkucaja srca, dano formulom-

BPM (otkucaja u minuti) = 60 * f

Gdje je f frekvencija impulsa

Praktični senzor otkucaja srca

Praktični primjeri senzora otkucaja srca su Senzor otkucaja srca (proizvod br. PC-3147). Sastoji se od infracrvenog LED-a i LDR-a ugrađenog u strukturu sličnu isječku. Isječak je pričvršćen na organ (ušnu resicu ili prst) dijelom detektora na tijelu.

Drugi je primjer TCRT1000 , s 4 pina-

Pin1: Davanje napona napajanja LED-u

Pin2 i 3 su uzemljeni. Pin 4 je izlaz. Pin 1 je ujedno i pin za omogućavanje i povlačenjem visoko uključuje LED i senzor počinje raditi. Ugrađen je u nosivi uređaj koji se može nositi na zglobu i na izlazu mogu se poslati bežično (putem Bluetootha) na računalo za obradu.

Aplikacija koja razvija vaš sustav senzora otkucaja srca

Osnovni sustav senzora otkucaja srca također se može izraditi pomoću osnovnih komponenata poput LDR-a, usporedbe IC LM358 i mikrokontrolera kako je dano u nastavku

Kao što je gore opisano u vezi s principom senzora otkucaja srca, kada se tkivo prsta ili ušne školjke osvijetli pomoću izvora svjetlosti, svjetlost se prenosi nakon moduliranja, tj. Dio koji apsorbira krv, a ostatak se prenosi. Ovu moduliranu svjetlost prima detektor svjetlosti.

Ovdje se kao detektor svjetlosti koristi otpornik ovisan o svjetlu (LDR). Radi po principu da se pri padu svjetlosti na otpor njegov otpor mijenja. Kako se intenzitet svjetlosti povećava, otpor se smanjuje. Tako se pad napona na otporniku smanjuje.

Ovdje se koristi usporednik koji uspoređuje izlazni napon iz LDR-a s naponom praga. Prag napona je pad napona na LDR-u kad svjetlost fiksnog intenziteta iz izvora svjetlosti padne izravno na njega. Invertirajuća stezaljka komparatora LM358 povezana je s rasporedom potencijalnih razdjelnika koji je podešen na prag napona, a neinvertirajuća stezaljka povezana je s LDR. Kad se ljudsko tkivo osvijetli pomoću izvora svjetlosti, intenzitet svjetlosti se smanjuje. Kako ovaj smanjeni intenzitet svjetlosti pada na LDR, otpor se povećava i kao rezultat pada napona raste. Kada pad napona na LDR-u ili neinvertirajućem ulazu premaši pad invertiranog ulaza, na izlazu komparatora razvija se logički visoki signal, a u slučaju da je pad napona manji, razvija se logički nizak izlaz. Stoga je izlaz niz impulsa. Ti se impulsi mogu napajati mikrokontrolerom koji u skladu s tim obrađuje informacije kako bi postigao brzinu otkucaja srca, a to se prikazuje na zaslonu povezanom s mikrokontrolerom.

Video objašnjenje na dijagramu kruga senzora otkucaja srca