Szívverésérzékelő - Működés és alkalmazás

Mit értesz a szívverés alatt?

Az ember szívdobbanása a szívében lévő szelepek hangja összehúzódik vagy tágul, amikor a vért egyik régióból a másikba kényszerítik. A szívverés percenkénti száma (BPM), a pulzusszám, és a szívverés, amely érezhető bármely artériában, amely a bőr közelében fekszik, a pulzus.

Két módszer a szívverés mérésére

• Kézi út : A szívverés manuálisan ellenőrizhető az impulzusok ellenőrzésével két helyen - csuklón (a radiális sajtó ) és a nyak ( nyaki sajtó ). Az eljárás az, hogy a két ujjat (mutató- és középső ujjat) rá kell helyezni a csuklóra (vagy a nyakra a szellőzőcső alatt), és 30 másodpercig számolni kell az impulzusok számát, majd ezt a számot meg kell szorozni 2-vel, hogy megkapjuk a pulzusszámot. A nyomást azonban minimálisan kell alkalmazni, és az ujjakat is felfelé és lefelé kell mozgatni, amíg a pulzus érezhető.

• Érzékelő használata : A szívverés az optikai teljesítményváltozás alapján mérhető, amikor a fény a véren keresztül vezetve szétszóródik vagy elnyelődik, amikor a szívverés változik.

A szívverés érzékelő elve

A szívverés-érzékelő a fotopletizmográfia elvén alapszik. A test bármely szervén keresztül méri a vér térfogatának változását, amely megváltoztatja a fényintenzitást ezen a szerven (avaszkuláris régión) keresztül. Olyan alkalmazások esetén, ahol a szív a pulzusszámot ellenőrizni kell , az impulzusok időzítése fontosabb. A vérmennyiség áramlását a szívimpulzusok sebessége határozza meg, és mivel a fényt a vér elnyeli, a jelimpulzusok ekvivalensek a szívverés impulzusokkal.

A fotopletizmográfiának két típusa van:

Terjedés : A fénykibocsátó készülék által kibocsátott fény a test bármely érrendszerén keresztül jut el, például a fülcimpán keresztül, és a detektor fogadja.

Visszaverődés : A fénykibocsátó készülék által kibocsátott fényt a régiók visszaverik.

A szívverés érzékelő működése

Az alapvető szívverés-érzékelő egy fénykibocsátó diódából és egy olyan detektorból áll, mint egy fényérzékelő ellenállás vagy egy fotodióda. A szívverés impulzusai változást okoznak a vér áramlásában a test különböző régióiba. Ha a szövetet megvilágítják a fényforrással, vagyis a led által kibocsátott fényvel, az vagy visszaverődik (ujjszövet), vagy továbbítja a fényt (fülcimpát). A fény egy részét elnyeli a vér, és az átvitt vagy visszavert fényt a fényérzékelő fogadja. Az elnyelt fény mennyisége az adott szövet vérmennyiségétől függ. A detektor kimenete elektromos jel formájában van és arányos a szívverés frekvenciájával.

Ez a jel a szövetekre és a vér térfogatára, valamint a szívveréssel szinkron és az artériás vér térfogatának pulzáló változásai által okozott AC komponensre vonatkozik, amely a DC jelre kerül. Ezért a fő követelmény az AC komponens elkülönítése, mivel ez elsődleges fontosságú.

Az AC jel megszerzésének feladatának elérése érdekében az érzékelő kimenetét először egy 2 fokozatú HP-LP áramkör segítségével szűrjük, majd összehasonlító áramkör vagy egyszerű ADC segítségével digitális impulzusokká alakítjuk. A digitális impulzusokat egy mikrokontroller kapja meg a pulzusszám kiszámításához, amelyet a

BPM (ütés / perc) = 60 * f

Ahol f az impulzus frekvenciája

Praktikus szívverés érzékelő

Gyakorlati szívdobogás-érzékelő példák Pulzusmérő (PC-3147 termékszám). Infravörös ledből és klipszerű szerkezetbe ágyazott LDR-ből áll. A klipet az orgonához (fülcimpához vagy az ujjhoz) rögzítik úgy, hogy a detektor része a húson van.

Egy másik példa az TCRT1000 , 4 csapos

1. tű: A LED tápfeszültségének megadása

A 2-es és 3-as csap földelt. A 4. tű a kimenet. Az 1. érintkező az engedélyező tű is, és magasra húzva bekapcsolja a LED-et, és az érzékelő elkezd működni. Olyan hordható eszközbe van ágyazva, amely a csuklón és a kimeneten is viselhető vezeték nélkül küldhető (Bluetooth-on keresztül) a számítógépre feldolgozás céljából.

Alkalmazás A szívverés-érzékelő rendszer fejlesztése

Alapvető szívverés-érzékelő rendszer is felépíthető olyan alapkomponensek segítségével, mint az LDR, az összehasonlító IC LM358 és egy mikrokontroller, az alábbiak szerint

Amint azt a szívverés-érzékelő elvével kapcsolatban fentebb leírtuk, amikor az ujjszövetet vagy a fülcimpaszövetet egy fényforrás segítségével világítják meg, a fény továbbadódik, miután modulálódik, vagyis egy része felszívódik a vérben, a többi pedig átjut. Ezt a modulált fényt a fényérzékelő fogadja.

Itt egy fényfüggő ellenállást (LDR) használnak fényérzékelőként. Azon az elven működik, hogy amikor az ellenállásra fény esik, annak ellenállása megváltozik. A fényintenzitás növekedésével az ellenállás csökken. Így csökken az ellenállás feszültségesése.

Itt összehasonlítót használunk, amely összehasonlítja az LDR kimeneti feszültségét a küszöbfeszültségével. A küszöbfeszültség az a feszültségesés, amely az LDR-n át esik, amikor a rögzített intenzitású fény a fényforrásból közvetlenül rá esik. Az LM358 komparátor invertáló kapcsa csatlakozik a potenciálosztó elrendezéshez, amely a küszöbfeszültségre van állítva, és a nem invertáló kapocs csatlakozik az LDR-hez. Amikor az emberi szövetet megvilágítják a fényforrás segítségével, a fény intenzitása csökken. Mivel ez a csökkent fényintenzitás az LDR-re esik, az ellenállás növekszik, és a feszültségesés következtében növekszik. Amikor az LDR vagy a nem inverz bemenet feszültségesése meghaladja az invertáló bemenetét, logikai magas jel alakul ki az összehasonlító kimenetén, és abban az esetben, ha a feszültségesés kisebb, logikailag alacsony kimenet alakul ki. Így a kimenet impulzusok sora. Ezeket az impulzusokat betáplálhatjuk a mikrovezérlőbe, amely ennek megfelelően feldolgozza az információt a pulzusszám eléréséhez, és ez megjelenik a mikrokontrollerrel összekapcsolt kijelzőn.

Videomagyarázat a szívverés-érzékelő áramkör diagramján