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心率监测电路:详细指南

  • 发表时间:2021-11-04 08:43:25
  • 来源:本站
  • 人气:516

心率监测器是您以前最有可能听说过的设备。您很可能知道有一两台设备或具有心率传感器的人。

这些天来,它们非常常见,您可能会发现它们内置在智能手表中,甚至还以腕带样式出现,使其易于访问。

所以,如果你对它是如何工作的感到好奇,并且想把它作为一个项目来制作,不要担心。你在正确的地方

在这里,您将了解心率监测电路背后的秘密,并学习如何在几个简单的步骤中制作不同的电路。

准备好了吗?让我们开始吧!

心跳传感器的概念

在我们进入技术细节之前,下面是一些你应该知道的事情。

心跳传感器对于患者和运动员等人群至关重要,因为它可以帮助这些人了解他们的心脏状况。

虽然有几种方法可以监测心率,但心跳传感器是最简单的方法。此外,它是便携式的,有不同的大小和形状。此外,它提供了一个可访问的平台,让您立即检查心跳。

Smart Watch

智能手表

正如我们前面提到的,你可以在手表、手机和其他智能小工具中找到它们。因此,它有助于测量心脏每分钟扩张或收缩所需的时间。

心率监测器的概念

主心率监测器具有以下功能:

  • 传感器

  • IR LED 

  • 传感器中的光二极管

  • 控制电路

相比之下,电路配有Op-Amp IC 和其他元素,将原始信号与不同的微控制器连接起来。

因此,下面,我们有一个心跳传感器电路图,以帮助您更好地了解这个概念。

Heartbeat Sensor Circuit

心跳传感器电路

资料来源:维基共享资源

上面的电路显示一个检测脉冲的手指心跳传感器。因此,心跳会自动改变血液的数量和红外 LED 光的强度。此外,光二极管将检测到的内容也将有所不同。

此外,电容器将光二极管的输出馈送至第 1 个 op-amp 的"非倒置负载"。这反过来又会阻止信号的直流组件。该操作放大器还用作使用 1001 截止频率放大因子的"非倒置"阶段放大器。

此外,第 2 个 op-amp 在其一个输入中接收第 1 个 op-amp 的输出。它也采取比较器的形式。此外,第二操作放大器的工作将触发晶体管,该晶体管还将信号传输到微控制器。

LM358 是这种心跳传感器电路的操作放大器,它配备了两个操作放大器在一个芯片。此外,BC547 是晶体管,连接到晶体管的 LED 在检测到信号时会脉冲。

电路设计

在这里,我们将学习如何制作三个心跳传感器,其中包括:

  • 使用 LM358 的心跳传感器

  • 使用阿杜伊诺的心跳传感器

  • 如何接口阿杜伊诺的心跳传感器

心率监测电路:使用LM358的心跳传感器

有了这个电路,你将能够通过LM358IC以及红外发射器和接收器检测心跳。此外,红外 LED 是红外发射器,而光二极管是电路的探测器。查看以下电路插图:

Heartbeat Sensor with  LM358 Circuit Illustration

带 LM358 电路插图的心跳传感器

资料来源:维基共享资源

此外,这里是LM358小品的针脚:

LM358 Pinout Diagram

LM358 针脚图

资料来源:维基共享资源

需要组件:

  • LM358 IC 操作放大器 (1)

  • 4.7 uF 电解电容器 (1)

  • 100 nF 陶瓷电容器 (1)

  • 9V 电池 (1)

  • 一对红外 LED (1)

  • 5mm LED (1)

  • 22万电阻器 (2)

  • 10k 电阻器 (1)

  • 680k 电阻器 (1)

  • 6.8k 电阻器 (1)

  • 47k 电阻器 (1)

  • 心跳传感器 (PC3) (1)

步骤

  • 1: 将 LM358 IC 的基础连接到 PC 和 IC 到底座。

  • 2: 取走所有 LED 并将它们连接到PCB

  • 3: 接下来,将两个电容器连接到 PCB

  • 4: 此外, 采取你所有的电阻, 并连接他们以及

  • 5: 将电池夹添加到电路中并连接电池,以检查电路是否正常工作

注意:不要忘记焊接所有连接。

工作原理

此电路的工作原理与之前描述的心跳传感器类似。在这里,我们有两个红外光子网,从心脏感知脉冲。

但是,其中一个充当通过手指发出光的发射器,而接收器则测量手指反射的光量。

此外,接收器测量的反射射线的强度取决于两件事。一是心脏抽血率,二是血液含氧血量的差异。

心率监测电路:使用阿杜伊诺的心跳传感器

现在,让我们来看看如何制造一个基于阿杜伊诺的心跳传感器。该传感器具有手指夹,并使用三个引脚连接数据、GND 和 VCC。

Arduino’s Heartbeat Sensor

阿杜伊诺的心跳传感器

资料来源:维基共享资源

需要的组件

对于此电路,您需要:

  • 阿杜伊诺板 (1)

  • 10KΩ 强力计 (1)

  • 330Ω 电阻器 (1)

  • 2 x 16 液晶显示屏 (1)

  • 连接电线

  • 按钮

  • 迷你面包板

  • 带手指探头的心跳传感器芯片 (1)

如何接口阿杜伊诺的心跳传感器

很容易将阿杜伊诺与心跳传感器连接起来。但是,如果您想以每分钟的节拍看到心跳的读数,您应该做的第一件事就是将 Arduino 板连接到 16×2 LCD。

因此,将 LCD 模块的四个数据销(D7、D5、D4 和 D6)连接到 Arduino 的引脚之一。此外,单击 LCD 引脚三的 10k-000 强力计。然后,将 LCD 的引脚三和五 (E & RS) 合并到 Arduino 的引脚中。

最后,将心跳传感器的输出引脚连接到 Arduino 的引脚 1(模拟输入信号引脚)。

法典

在与 Arduino 连接心跳传感器后,接下来要编写运行系统所需的代码行。

下面是代码行的链接。

它是如何工作的?

嗯,使用这个电路也很容易。所有你需要做的是把任何手指,除了拇指在传感器剪辑和按下开关的按钮。

现在,Arduino 将从传感器接收的数据中计算心率测量,并将其显示在 bpm 中。

但是,在传感器收集数据时保持放松,这样您就不会摇动电线。否则,您就会得到错误的读数。

在 Arduino 显示心率后,您可以按下按钮开始另一个读数。

心率监测电路:应用

  • 计算人体的心率(人、病人或运动员)

Heart Rate of Human Body

人体心率

  • 用作昂贵的心率监测器的替代品

Checking Heart Rate Application On Mobilephone

在移动电话上检查心率应用程序

  • 患者健康监测系统

Patient Health Monitoring System

患者健康监测系统

最终想法

在我们总结本文之前,您必须了解心跳传感器工作原理背后的原理,并且它与光谱仪的方向配合工作

此原理规定,您可以使用穿过器官的光强度来测量该器官的血液量。

简言之,你会发现红外 LED 是大多数心跳传感器的更好的光源。

因此,您可以使用将光子更改为电流或电流放大组件的探测器,该组件依赖于光工作。

Heartbeat Sensor with Finger Clip

带手指夹的心跳传感器

资料来源:维基共享资源

嗯,我们还没有结束我们的学习之旅。如果你需要进一步的帮助,不要犹豫,以传染ct我们。我们很乐意帮忙。