Il sensore del battito cardiaco fornisce un modo semplice per studiare la funzione del cuore che può essere misurata in base al principio del segnale psicofisiologico utilizzato come stimolo per il sistema di realtà virtuale. La quantità di sangue nel dito cambia rispetto al tempo.

Il sensore emette un lobo luminoso (un piccolo LED molto luminoso) attraverso l'orecchio e misura la luce che viene trasmessa al Resistenza dipendente dalla luce . Il segnale amplificato viene invertito e filtrato, nel circuito. Per calcolare la frequenza cardiaca in base al flusso sanguigno al polpastrello, viene assemblato un sensore di frequenza cardiaca con l'aiuto di LM358 OP-AMP per monitorare i battiti cardiaci.

Sensore di battito cardiaco

Caratteristiche del sensore di battito cardiaco

Indica il battito cardiaco tramite un LED
Fornisce un segnale digitale in uscita diretto per collegamento a un microcontrollore
Possiede dimensioni compatte
Funziona con una tensione di lavoro di + 5 V CC

Applicazioni principali del sensore del battito cardiaco

Funziona come un cardiofrequenzimetro digitale
Funziona come un sistema di monitoraggio della salute del paziente
Usato come controllo Bio-Feedback di applicazioni robotiche

Funzionamento di un sensore del battito cardiaco

Il sensore di battito cardiaco Lo schema elettrico comprende un rilevatore di luce e un LED rosso brillante. Il LED deve essere di intensità super luminosa perché la luce massima passa e si diffonde se un dito posizionato sul LED viene rilevato dal rilevatore.

Schema del circuito del sensore di battito cardiaco

Principio del sensore di battito cardiaco

Ora, quando il cuore pompa il sangue attraverso i vasi sanguigni, il dito diventa leggermente più opaco a causa di ciò, una minore quantità di luce arriva dal LED al rilevatore. Con ogni impulso cardiaco generato, il segnale del rilevatore viene variato. Il segnale del rilevatore variato viene convertito in un impulso elettrico. Questo segnale elettrico viene amplificato e attivato tramite un amplificatore che fornisce un'uscita di segnale a livello logico + 5V. Il segnale in uscita è anche diretto da un display a LED che lampeggia ad ogni frequenza cardiaca.

Comprendiamo la sua applicazione principale considerando un progetto come un esempio pratico con l'aiuto di un sensore di battito cardiaco.

Sistema wireless di monitoraggio della salute per i pazienti

Lo scopo principale di questo sistema sanitario automatico è monitorare la temperatura corporea, la frequenza cardiaca e la frequenza del polso di un paziente e visualizzarle al medico utilizzando la tecnologia RF.

Negli ospedali, la temperatura corporea dei pazienti e la frequenza del battito cardiaco devono essere monitorate regolarmente, cosa che di solito viene eseguita da medici o altro personale paramedico. Osservano la temperatura corporea e la frequenza del battito cardiaco (72 volte al minuto). I medici e gli altri dirigenti ospedalieri tengono un registro della temperatura corporea e dei battiti cardiaci di ogni paziente.

Questo progetto del sistema di monitoraggio della salute include vari componenti come un file Microcontrollore 8051 , un alimentatore regolato a 5 V, un sensore di temperatura, un sensore di battito cardiaco, un trasmettitore RF, un modulo ricevitore e un display LCD. Il microcontrollore viene utilizzato come cervello dell'intero progetto per il monitoraggio del battito cardiaco, della frequenza cardiaca e della temperatura corporea dei pazienti. Il funzionamento di questo progetto di sistema di monitoraggio è illustrato con l'ausilio di uno schema a blocchi, che comprende vari blocchi come un blocco di alimentazione che fornisce alimentazione a tutto il circuito, un termometro che calcola la temperatura corporea dei pazienti e un sensore del battito cardiaco per il monitoraggio dei battiti cardiaci dei pazienti.

Diagramma a blocchi del trasmettitore

“cos'è il giroscopio nel cellulare? ”

Nella sezione del trasmettitore, il sensore di temperatura viene utilizzato per leggere continuamente la temperatura corporea dei pazienti e il sensore del battito cardiaco per monitorare la frequenza dei battiti cardiaci dei pazienti, quindi i dati vengono inviati ai microcontrollori 8051. I dati vengono prima trasmessi e poi codificati in dati seriali attraverso l'aria da un file Modulo di radiofrequenza . La temperatura corporea dei pazienti e il battito cardiaco al minuto vengono visualizzati sul display LCD. Con l'aiuto di un'antenna RF posta all'estremità del trasmettitore, i dati vengono trasmessi alla sezione del ricevitore.

Schema a blocchi del ricevitore

Nella sezione del ricevitore, un ricevitore è posizionato all'altra estremità per ricevere i dati e i dati ricevuti vengono decodificati utilizzando un decodificatore ei dati trasmessi (temperatura corporea, impulsi del battito cardiaco) vengono confrontati con i dati memorizzati nel microcontrollore e quindi i dati risultanti vengono visualizzati sullo schermo LCD. Il modulo RF del ricevitore posizionato nella partizione del medico legge continuamente le condizioni di salute del paziente come la temperatura corporea, la frequenza cardiaca e la frequenza del polso e visualizza il risultato sul display LCD, in modalità wireless.

Monitor digitale del battito cardiaco tramite microcontrollore

Il progetto è progettato in modo tale da monitorare la misurazione della frequenza cardiaca utilizzando un microcontrollore con l'aiuto di un sensore di battito cardiaco.

Descrizione del circuito: lo schema del circuito del sensore di battito cardiaco si basa su un file Microcontrollore AT89S52 e altri componenti come il sensore del battito cardiaco, l'alimentatore, un circuito oscillatore a cristallo, resistenze, condensatori e display LCD.

Schema del circuito del monitor digitale del battito cardiaco

Il microcontrollore AT89S52 è il massimo microcontrollore popolare selezionato da una famiglia di 8051 microcontrollori. Un microcontrollore a 8 bit viene utilizzato per controllare tutte le operazioni del circuito. Controlla anche gli impulsi del battito cardiaco generati dal sensore del battito cardiaco.

Questo progetto fa uso di un sensore del battito cardiaco utilizzato per controllare i battiti cardiaci dei pazienti cardiopatici. Inoltre, gli LCD vengono utilizzati per la visualizzazione. Un microcontrollore AT89S52 viene utilizzato per monitorare continuamente la frequenza del battito cardiaco e la frequenza del polso del paziente che vengono eseguite tenendo in considerazione il programmazione C incorporata fatto in microcontrollore utilizzando il software KEIL. L'intero circuito riceve l'alimentazione dai diversi blocchi come il regolatore di tensione e trasformatore step-down , utilizzato nel circuito di alimentazione. Il regolatore di tensione produce una tensione di uscita costante di 5 Volt.

Schema del circuito del monitor digitale del battito cardiaco

Componenti utilizzati:

Microcontrollore AT89S52: Il dispositivo utilizzato in questo progetto è 'AT89S52', che è un tipico Microcontrollore 8051 prodotto da Atmel Corporation. Questo microcontrollore è il frammento più importante di questo progetto in quanto controlla tutte le operazioni del circuito come la lettura dei dati degli impulsi di frequenza cardiaca dal sensore di battito cardiaco.

Alimentazione elettrica: Questo blocco di alimentazione è costituito da un trasformatore step-down, un raddrizzatore a ponte, un condensatore e un regolatore di tensione. L'alimentazione di corrente attiva monofase dalla rete è ridotta a un intervallo di tensione inferiore che viene nuovamente raddrizzato in corrente continua da utilizzando un raddrizzatore a ponte . Questa corrente continua rettificata viene filtrata e regolata sull'intero intervallo di funzionamento del circuito con un condensatore e un regolatore di tensione IC, rispettivamente.

LCD: La maggior parte dei progetti utilizza Display LCD per visualizzare informazioni come la frequenza cardiaca, la temperatura corporea, ecc. Ci sono vari display utilizzati in progetti come display a sette segmenti e display a LED. La selezione del display dipende dalla considerazione di questi parametri: costo dei display, consumo energetico e condizioni di illuminazione ambientale.

Resistenze: La resistenza è ben definita come il rapporto tra la tensione applicata ai suoi terminali e la corrente che lo attraversa. Il valore del resistore dipende da una tensione fissa che limita la corrente che lo attraversa. Il resistore è un componente passivo utilizzato per controllare la corrente in un circuito elettronico.

Condensatori: Lo scopo principale di un condensatore è immagazzinare la carica. Il prodotto del valore di capacità e la tensione applicata attraverso un condensatore è uguale alla carica immagazzinata nel condensatore.

Oscillatore di cristallo: Un circuito oscillatore a cristallo è un tipo di circuito elettronico che fa uso della risonanza meccanica di un circuito vibrante utilizzato per generare segnali elettrici variando la frequenza. Un microcontrollore AT89S52 controlla i cristalli per sincronizzarne il funzionamento. Il tipo di sincronizzazione effettuata in questo circuito è noto come ciclo macchina.

Funzionamento del circuito

In questo sistema, un circuito oscillatore a cristallo è collegato tra i pin 18 e 19 del microcontrollore AT89S52 utilizzato per azionare i set di istruzioni in una varia gamma di frequenze di clock. Un ciclo macchina viene utilizzato per misurare il tempo minimo per l'esecuzione del singolo set di istruzioni.
Il circuito di reset è collegato al pin 9 del microcontrollore AT89S52 con l'aiuto di un condensatore e un resistore. L'altra estremità del resistore è collegata alla massa (20 pin) e l'altra estremità del condensatore è collegata al 31 pin (EA / Vpp). Il resistore e il condensatore sono collegati in modo tale da eseguire manualmente una modalità di ripristino. Se l'interruttore si chiude, il pin di ripristino è impostato su alto.
Sensore di battito cardiaco collegato alla porta per cui viene utilizzato 1.0 pin del microcontrollore monitorare le pulsazioni del cuore , e questi segnali a impulsi vengono inviati al microcontrollore e confrontati con i dati programmati memorizzati nel microcontrollore utilizzando il software Keil. Ogni volta che vengono ricevuti gli impulsi della frequenza cardiaca in ingresso, il contatore nel microcontrollore conta questi impulsi per un certo periodo di tempo.
I display LCD sono collegati alla porta 2 pin del microcontrollore AT89S52. La durata dell'impulso di un battito cardiaco sarà di un secondo e dividendo 60.000 per 1000 avremo il risultato appropriato come 60, che verrà quindi visualizzato sul display LCD.

Tutto ruota intorno al sensore del battito cardiaco e al suo funzionamento con applicazioni pertinenti ed esempi pratici in dettaglio. Inoltre, per qualsiasi domanda riguardante questo argomento o sugli impianti elettrici e progetti elettronici commentando nella sezione commenti riportata di seguito.

Crediti fotografici: