De hartslagsensor biedt een eenvoudige manier om de functie van het hart te bestuderen, die kan worden gemeten op basis van het principe van het psychofysiologische signaal dat wordt gebruikt als stimulans voor het virtual reality-systeem. De hoeveelheid bloed in de vinger verandert met de tijd.

De sensor schijnt een lichtlob (een kleine zeer heldere LED) door het oor en meet het licht dat naar het oor wordt gestuurd Lichtafhankelijke weerstand Het versterkte signaal wordt omgekeerd en gefilterd in het circuit. Om de hartslag te berekenen op basis van de bloedstroom naar de vingertop, wordt een hartslagsensor gemonteerd met behulp van LM358 OP-AMP voor het bewaken van de hartslagpulsen.

Hartslagsensor

Kenmerken van hartslagsensor

Geeft de hartslag aan door een LED
Biedt een direct digitaal uitgangssignaal voor verbinding maken met een microcontroller
Beschikt over een compact formaat
Werkt met een werkspanning van + 5V DC

Primaire toepassingen van hartslagsensor

Werkt als een digitale hartslagmeter
Werkt als een bewakingssysteem voor de gezondheid van de patiënt
Gebruikt als een Bio-Feedback-besturing van robotische toepassingen

Werking van een hartslagsensor

De hartslagsensor schakelschema bestaat uit een lichtdetector en een felrode LED. De LED moet een superheldere intensiteit hebben omdat er maximaal licht passeert en verspreidt als een vinger op de LED wordt gedetecteerd door de detector.

Circuitdiagram hartslagsensor

Principe van hartslagsensor

Wanneer het hart nu bloed door de bloedvaten pompt, wordt de vinger hierdoor iets ondoorzichtiger, er komt minder licht van de LED naar de detector. Met elke opgewekte hartpuls wordt het detectorsignaal gevarieerd. Het gevarieerde detectorsignaal wordt omgezet in een elektrische puls. Dit elektrische signaal wordt versterkt en geactiveerd door een versterker die een uitgangssignaal van + 5V logisch niveau geeft. Het uitgangssignaal wordt ook gestuurd door een LED-display dat knippert bij elke hartslag.

Laten we de primaire toepassing ervan begrijpen door een project als praktisch voorbeeld te beschouwen met behulp van een hartslagsensor.

Draadloos gezondheidsmonitoringssysteem voor patiënten

Het belangrijkste doel van dit automatische gezondheidssysteem is om de lichaamstemperatuur, hartslag en polsslag van een patiënt te controleren en deze aan de arts weer te geven met behulp van RF-technologie.

In ziekenhuizen moeten de lichaamstemperatuur en hartslag van patiënten regelmatig worden gecontroleerd, wat meestal wordt gedaan door artsen of ander paramedisch personeel. Ze observeren de lichaamstemperatuur en hartslag (72 keer per minuut). De doktoren en ander ziekenhuispersoneel houden de lichaamstemperatuur en hartslag van elke patiënt bij.

Dit project voor gezondheidsmonitoring omvat verschillende componenten, zoals een 8051 microcontroller , een 5V geregelde voedingseenheid, een temperatuursensor, een hartslagsensor, een RF-zender, een ontvangermodule en een LCD-scherm. De microcontroller wordt gebruikt als het brein van het hele project voor het bewaken van de hartslag, polsslag en lichaamstemperatuur van patiënten. De werking van dit monitoringsysteemproject wordt geïllustreerd met behulp van een blokschema, dat verschillende blokken bevat, zoals een voedingsblok dat stroom levert aan het hele circuit, een temperatuursensor die de lichaamstemperatuur van de patiënt berekent, en een hartslagsensor voor het bewaken van de hartslag van de patiënten.

Blokschema van zender

“wat is blauwe tand? ”

In het zendergedeelte wordt de temperatuursensor gebruikt om de lichaamstemperatuur van de patiënten continu af te lezen en de hartslagsensor om de hartslag van de patiënten te bewaken, en vervolgens worden de gegevens naar de 8051 microcontrollers gestuurd. De gegevens worden eerst verzonden en vervolgens door de ether in seriële gegevens gecodeerd door een Radiofrequentie-module De lichaamstemperatuur van de patiënten en hartslagpulsen per minuut worden weergegeven op het LCD-display. Met behulp van een RF-antenne die aan de zenderzijde is geplaatst, worden de gegevens naar het ontvangergedeelte verzonden.

Blokschema van de ontvanger

In het ontvangergedeelte wordt een ontvanger aan het andere uiteinde geplaatst om de gegevens te ontvangen en de ontvangen gegevens worden gedecodeerd met behulp van een decoder, en de verzonden gegevens (lichaamstemperatuur, hartslagpulsen) worden vergeleken met de gegevens die zijn opgeslagen in de microcontroller, en vervolgens worden de resulterende gegevens weergegeven op het LCD-scherm. De RF-ontvangermodule die op de partitie van de dokter is geplaatst, leest continu de gezondheidstoestand van de patiënt, zoals lichaamstemperatuur, hartslag en polsslag, en geeft het resultaat draadloos weer op het LCD-scherm.

Digitale hartslagmonitor met behulp van microcontroller

Het project is zo ontworpen dat het de hartslagmeting kan volgen met behulp van een microcontroller met behulp van een hartslagsensor.

Circuitbeschrijving: Het schakelschema van de hartslagsensor is gebaseerd op een AT89S52 microcontroller en andere componenten zoals hartslagsensor, voeding, een kristaloscillatorcircuit, weerstanden, condensatoren en LCD-scherm.

Schakelschema digitale hartslagmonitor

De AT89S52-microcontroller is het meest populaire microcontroller geselecteerd uit een familie van 8051 microcontrollers. Een 8-bits microcontroller wordt gebruikt voor het besturen van alle bewerkingen van het circuit. Het regelt ook de hartslagpulsen die door de hartslagsensor worden gegenereerd.

Dit project maakt gebruik van een hartslagsensor die wordt gebruikt om de hartslagpulsen van de hartpatiënten te regelen. Bovendien worden LCD's gebruikt voor weergave. Een AT89S52 Microcontroller wordt gebruikt voor het continu bewaken van de hartslag en polsslag van de patiënt, waarbij rekening wordt gehouden met de embedded C-programmering gedaan in microcontroller met behulp van KEIL-software. Het hele circuit krijgt stroom van de verschillende blokken zoals de spanningsregelaar en step-down transformator , gebruikt in het voedingscircuit. De spanningsregelaar levert een constante uitgangsspanning van 5 Volt.

Schakelschema van digitale hartslagmonitor

Gebruikte componenten:

AT89S52 Microcontroller: Het apparaat dat in dit project wordt gebruikt, is ‘AT89S52’, wat typisch is 8051 microcontroller geproduceerd door Atmel Corporation. Deze microcontroller is het belangrijkste fragment van dit project omdat het alle bewerkingen van het circuit regelt, zoals het lezen van hartslagfrequentiepulsen van de hartslagsensor.

Stroomvoorziening: Dit voedingsblok bestaat uit een step-down transformator, een bruggelijkrichter, een condensator en een spanningsregelaar. Eenfasige actieve stroomtoevoer van het lichtnet wordt verlaagd naar een lager spanningsbereik dat weer wordt gelijkgericht naar gelijkstroom door met behulp van een bruggelijkrichter Deze gelijkgerichte gelijkstroom wordt gefilterd en geregeld naar het hele werkbereik van de schakeling met respectievelijk een condensator en een spanningsregelaar-IC.

LCD: De meeste projecten maken gebruik van LCD-schermen voor het weergeven van informatie zoals hartslag, lichaamstemperatuur, etc. Er zijn verschillende displays die in projecten worden gebruikt, zoals displays met zeven segmenten en LED-displays. De selectie van het beeldscherm hangt af van het overwegen van deze parameters: kosten van beeldschermen, stroomverbruik en omgevingslicht.

Weerstanden: Weerstand is goed gedefinieerd als de verhouding tussen de spanning die over de aansluitingen wordt aangelegd en de stroom die er doorheen gaat. De weerstandswaarde is afhankelijk van een vaste spanning die de stroom die er doorheen gaat beperkt. De weerstand is een passieve component gebruikt voor het regelen van de stroom in een elektronisch circuit.

Condensatoren: Het belangrijkste doel van een condensator is om lading op te slaan. Het product van de capaciteitswaarde en de spanning die over een condensator wordt aangelegd, is gelijk aan de lading die in de condensator is opgeslagen.

Kristaloscillator: Een kristaloscillatorcircuit is een type elektronisch circuit dat gebruik maakt van de mechanische resonantie van een trilcircuit dat wordt gebruikt voor het genereren van elektrische signalen door de frequentie te variëren. Een AT89S52-microcontroller bestuurt de kristallen om de werking ervan te synchroniseren. Het type synchronisatie dat in dit circuit wordt gemaakt, staat bekend als de machinecyclus.

Circuitwerking

In dit systeem is een kristaloscillatorcircuit verbonden tussen de pinnen 18 en 19 van de AT89S52-microcontroller die wordt gebruikt voor het bedienen van de instructiesets op een verschillend klokfrequentiebereik. Een machinecyclus wordt gebruikt om de minimale tijd te meten voor het uitvoeren van de enkele instructieset.
Het resetcircuit is verbonden met pin 9 van de AT89S52-microcontroller met behulp van een condensator en weerstand. Het andere uiteinde van de weerstand is verbonden met aarde (20-pins) en het andere uiteinde van de condensator is verbonden met de (EA / Vpp) 31-pins. De weerstand en de condensator zijn zo verbonden dat ze handmatig een resetmodus uitvoeren. Als de schakelaar wordt gesloten, wordt de resetpin hoog ingesteld.
Hartslagsensor aangesloten op de poort 1.0-pin van de microcontroller wordt gebruikt het bewaken van de pulsen van het hart , en deze pulssignalen worden naar de microcontroller gestuurd en met behulp van Keil-software vergeleken met de geprogrammeerde gegevens die in de microcontroller zijn opgeslagen. Telkens wanneer de hartslagpulsen van de ingang worden ontvangen, telt de teller in de microcontroller deze pulsen gedurende een bepaalde tijdsperiode.
LCD-schermen zijn verbonden met de poort 2 pinnen van de AT89S52-microcontroller. De tijdsduur van één hartslag is één seconde, en door 60.000 te delen door 1000 hebben we het juiste resultaat als 60, dat vervolgens op het LCD-scherm wordt weergegeven.

Dit gaat allemaal over de hartslagsensor en het werken met relevante toepassingen en praktische voorbeelden in detail. Bovendien, voor vragen over dit onderwerp of over de elektrische en elektronische projecten ons door te reageren in het commentaargedeelte hieronder.

Fotocredits: