Com es mesura la freqüència cardíaca mitjançant el sensor de batec cardíac?

La freqüència cardíaca o la pulsació és el paràmetre més important que es mesura en el camp de la medicina. Hi ha dues maneres de mesurar la freqüència cardíaca. Un és comprovar manualment el canell mitjançant un estetoscopi i endevinar la freqüència cardíaca, l’altre mètode és utilitzar un sensor de freqüència cardíaca. Un sensor de freqüència cardíaca obté algunes lectures del pols i envia un senyal elèctric al microcontrolador, es calculen aquestes lectures i es mostra la freqüència de pols exacta.

Mesura de la freqüència cardíaca

Com mesura la freqüència de pols un sensor de ritme cardíac?

Com sabem què farem, comencem a treballar en aquest projecte.

Pas 1: recollida dels components

Fer una llista de components i estudiar el funcionament d’aquests components és el millor enfocament abans d’iniciar qualsevol projecte. A continuació es detallen els components que s’utilitzaran en el nostre projecte:

• Arduino UN
• Sensor de ritme cardíac
• Jumper Wires
• Cinta Negra

Pas 2: conèixer els components utilitzats

Com tenim la llista d’aparells que farem servir. Ara vegem com funcionen aquests components.

Arduino Uno és una placa de microcontroladors que s’utilitza per controlar diversos circuits. Utilitza un codi C que li dóna les instruccions per realitzar una tasca. Altres substituts d’aquesta placa de microcontroladors disponibles al mercat són Arduino Nano, Node MCU, ESP32, etc.

SEN-11574 és un sensor de freqüència de pols plug and play que s’integra amb Arduino. Té dues cares. Per un costat, es col·loca un led que emet llum. Aquest led s’ha de col·locar directament a la part superior d’una vena. Com sabem que el volum de sang a la vena és més gran quan el cor bombeja, de manera que quan hi ha més sang a la vena, es reflectirà més llum al sensor. Aquest canvi de llum rebuda pel sensor s’analitza amb el pas del temps i es mesura la freqüència cardíaca. A l’altra banda del sensor, hi ha un circuit que s’encarrega de l’amplificació i eliminació de soroll del senyal rebut.

Pas 3: Muntatge dels components

1. Com sabem, la pell és d’un cos humà, de vegades és humida o greixosa. Això podria donar lloc a un curtcircuit del sensor que fa falses mesures. És millor aplicar una capa d’un adhesiu de vinil al costat LED del sensor per evitar que s’humiti a la pell.
2. Després d’haver fet això, agafeu un tros de cinta vectorial negra i enganxeu-lo a l’altre costat del sensor. Això evitarà que la llum dels voltants interrompi la llum dels sensors.
3. Ara, connecteu el Vcc i el pin de terra del sensor a Arduino i el pin analògic del sensor a A0 d'Arduino.

Ara tots els aparells estan configurats i llestos per ser utilitzats. Posarem el sensor directament a la vena, ja sigui al dit o a l’oïda per mesurar la freqüència cardíaca.

Pas 4: Introducció a Arduino

Si no heu treballat abans amb Arduino IDE, no us preocupeu perquè el procediment per gravar un codi a la placa de microcontrolador mitjançant Arduino IDE es mostra a continuació.

1. Després de connectar la placa Arduino al PC, aneu a Tauler de control> Maquinari i so> Dispositius i impressores per comprovar el nom del port al qual està connectat Arduino. És diferent en diferents ordinadors.

   Buscant Port

2. Obriu l'IDE d'Arduino i configureu el tauler com a Arduino / Genuí UN.

   Taula de configuració

3. Ara configureu el port que heu observat abans al tauler de control.

   Configuració del port

   hi ha hagut un error durant les simulacions d’inici 3
4. Baixeu-vos el codi que es mostra a continuació i obriu-lo. Enregistreu el codi a la placa del microcontrolador fent clic a Pujar botó.

   Pujar

Feu clic a aquí per descarregar el codi.

Pas 5: Codi

El codi per mesurar la freqüència de pols és una mica llarg i complicat. Alguna part del codi s’explica a continuació.

1. Al començament, es defineixen tots els pins que s’utilitzaran. Totes les variables que s’utilitzaran en diferents funcions i la rutina de servei d’interrupcions (ISR).

2. configuració nul·la () és una funció en què es defineixen els pins per utilitzar-los com INPUT o OUTPUT. la velocitat en bauds també es defineix en aquesta funció. La velocitat de transmissió és la velocitat amb què el microcontrolador es comunica amb altres components. En aquesta funció també s’anomena ISR.

3. bucle buit () és una funció que s'executa contínuament en un cicle. Aquí es troba la freqüència de pols i es decideix quan s’esvaeix el led quan es troba un batec del cor.

bucle buit () {serialOutput (); if (QS == true) {// S'ha trobat un batec del cor // BPM i IBI s'han determinat // Quantified Self 'QS' true quan arduino troba un batec del cor fadeRate = 255; // Fa que l'efecte de fade LED succeeixi // Estableix la variable 'fadeRate' a 255 per esvair el LED amb el pols serialOutputWhenBeatHappens (); // A Beat Happened, Output that to serial. QS = fals; // restableix la marca Quantified Self per a la propera vegada} ledFadeToBeat (); // Fa que el LED Fade Effect Happen es retardi (20); // fes un descans }

4. void serialOutput () és una funció que decideix com mostrar la sortida al monitor sèrie.

void serialOutput () {switch (outputType) {case PROCESSING_VISUALIZER: sendDataToSerial ('S