Širdies ritmo matuoklio grandinė

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





Šiame straipsnyje mes išsamiai aptariame gana tikslią elektroninę širdies ritmo jutiklio grandinę, apdorojamą keliomis atskirai sujungtomis „Opamp“ grandinės pakopomis, ir vėliau sužinosime, kaip tai galima modifikuoti, kad būtų sukurta širdies ritmo monitoriaus aliarmo grandinė.

IR fotodiodų jutiklių naudojimas

Širdies impulsus iš esmės nustato du IR fotodiodai, vienas iš jų yra IR siųstuvas, o kitas - akceptorius.



Infraraudonieji spinduliai, kuriuos išmeta siųstuvo diodas, atsispindi nuo žmogaus piršto galiuko kraujo kiekio ir gaunami imtuvo diodu.

Atspindėtųjų spindulių intensyvumas skiriasi proporcingai, kurią lemia širdies pumpavimo greitis ir deguonies turinčio kraujo lygio skirtumas kraujo turinyje.



Juntamus infraraudonųjų spindulių diodų signalus apdoroja pavaizduoti opampo etapai, kurie iš tikrųjų yra keletas vienodų aktyvių žemo dažnio filtrų grandinių, nustatytų nutraukti maždaug 2,5 Hz dažniu. Tai reiškia, kad maksimalus pasiekiamas širdies ritmo matavimas būtų apribota maždaug 150 k / min.

Siūlomame širdies ritmo jutiklyje ir procesoriaus konstrukcijoje mes naudojame IC MCP602 apdorojimui IC1a ir IC1b pavidalu. IC yra dvigubas opampas, kurį gamina mikroschema.

Grandinės valdymas

Jis sukurtas dirbti su atskirais tiekimo šaltiniais, todėl tampa ypač palankus aptariamai grandinei, kuri turėtų veikti iš vienos 9V elemento.

Tai taip pat reiškia, kad opampo išvestis galėtų sukelti teigiamą ir neigiamą įtampos svyravimus, atitinkančius užfiksuotus širdies ritmo signalus iš IR diodų.

Kadangi aplinkos sąlygos gali būti užterštos daugybe klajojančių signalų, opampus reikia imunizuoti nuo visų tokių netikrų elektrinių trikdžių, todėl blokuojantys kondensatoriai, kaip parodyta 1uF kondensatoriai, yra kiekvieno opampo įėjime.

Pirmasis opampas nustatomas taip, kad gautų 101 stiprinimą, antrasis yra identiškas pirmajai IC1a konfigūracijai, taip pat nustatomas 101 stiprinimas.

Tačiau tai reiškia, kad bendras arba galutinis grandinės padidėjimas išėjime gaunamas esant įspūdingam 101 x 101 = 10201, toks didelis stiprinimas užtikrina puikų labai silpnų ir neaiškų įvesties širdies ritmo impulsų, gaunamų iš IR, jutimą ir apdorojimą diodai.

Šviesos diodas gali būti pritvirtintas ant antrojo IC1b opampo išvesties, kuris mirksi kaip atsakas į gautus širdies ritmo impulsus iš IR diodo stadijos.

Čia pateikta paraiška yra skirta tik informaciniams projektavimo tikslams ir nėra skirta jokiems gyvybės gelbėjimo ar medicininio stebėjimo tikslams.

Grandinės schema

Kaip nustatyti širdies ritmo jutiklio grandinę

Iš tikrųjų labai lengva nustatyti siūlomą širdies ritmo jutiklį.

Kaip visi suprasime, kad skirtumas tarp deguonies turinčio kraujo ir deguonies neturinčio kraujo vargu ar gali būti skiriamas ir reikalaujantis ypatingo tikslumo visais atžvilgiais, kad procesorius galėtų įvertinti subtilius kraujotakos skirtumus ir vis dėlto paversti svyruojantis įtampos pokytis išėjime.

Norint užtikrinti puikiai optimizuotą IR Tx diodo IR spindulį, per jį tekanti srovė turi būti apribota iki gerai apskaičiuotos proporcijos, kad deguonimi prisotintas kraujas būtų palyginti atsparus spinduliams praeiti, tačiau leistų palyginti mažesnį pasipriešinimą spinduliams deguonies neturinčioje kraujo būsenoje. Tai leidžia opampui lengviau atskirti plakančius širdies impulsus.

Tai tiesiog daroma sureguliuojant pateiktą 470 omų nustatymą.

Laikykite rodomojo piršto galiuką virš poros D1 / D2, įjunkite maitinimą ir toliau reguliuokite iš anksto nustatytą nustatymą, kol išvesties šviesos diodas pradės ryškiai mirksėti.

Užbaikite iš anksto nustatytą vietą, kai tai bus pasiekta.

Rodomojo piršto išdėstymas virš pridėtų fotodiodų

Tai gali būti padaryta lituojant diodus per PCB tam tikru apskaičiuotu atstumu, kuris tampa tik naudingas rodomojo piršto galiukui, kad jis visiškai padengtų spinduliuojančius diodų antgalius.

Kad reakcija būtų optimali, diodai turi būti uždaryti tinkamo dydžio nepermatomuose plastikiniuose vamzdžiuose, kaip parodyta šiame paveikslėlyje:

Kitame skyriuje sužinosime apie paprastą širdies ritmo matuoklį ir aliarmo grandinę, specialiai sukurtą pagyvenusiems žmonėms, norint sekti jų kritinį širdies ritmą.

Čia nagrinėjama paprasta grandinė, kuri gali būti naudojama paciento (senyvo amžiaus) kritiniam širdies ritmui stebėti, grandinėje taip pat yra aliarmas, nurodantis situaciją. Idėjos paprašė ponas Rajas Kumaras Mukherji

Techninės specifikacijos

Tikiuosi tau viskas gerai.

Rašymo tikslas yra pasidalinti su jumis projekto idėja - sukurti „širdies ritmo matuoklio pavojaus signalą“, kurį galima padaryti naudojant dažniausiai prieinamus pigių komponentų komponentus ir kuris sukels garsinį pavojaus signalą, kai kurio nors pulso dažnis yra nustatyta, kad nenormalu. Jis taip pat turėtų atitikti šias sąlygas:

a. Kompaktiškas ir lengvas, todėl nešiojamas

b. Suvartokite mažiausią energiją, todėl mėnesį ar du turėtumėte veikti 24x7 iš kelių AA baterijų arba 9 voltų pakuotės

c. Turėtų būti gana tikslus

Žinau, kad internete yra daug tokių grandinių, tačiau jų veikimas ir patikimumas kelia abejonių. Įrenginys gali būti labai naudingas, ypač pagyvenusiems žmonėms (sergantiems / nesergančiais širdies liga), pacientams, kurie miega lovoje ir pan. Kai širdis plaka didesniu / mažesniu nei nustatyta vidutinė slenksčio verte, aliarmas skambės pakankamai garsiai, kad įspėtų aplinkinius pacientus.

Tikiuosi, kad mano pasiūlymas jums yra aiškus. Tačiau, jei turite kokių nors abejonių, prašau atsisakyti man el. Laiško.

Ačiū,

Su pagarba,
Raj Kumar Mukherji

Dizainas

Ankstesniame įraše mes sužinojome, kaip sukurti širdies ritmo jutiklio grandinę su procesoriumi, kurį galima tinkamai naudoti siūlomoje kritinio širdies ritmo pavojaus grandinėje.

Čia pateikta paraiška yra skirta tik informaciniams projektavimo tikslams ir nėra skirta jokiems gyvybės gelbėjimo ar medicininio stebėjimo tikslams.

Grandinės schema

Remdamiesi pirmiau pateiktomis schemomis, galime pamatyti porą grandinių etapų, iš kurių pirmasis yra širdies ritmo jutiklis / procesorius su integruotu dažnio daugikliu, o antrasis - integratoriaus, lygintuvo pavidalu.

Visapusiškai paaiškinta viršutinio signalo procesoriaus konstrukcija ankstesnėje pastraipoje , į procesorių integruotas papildomas įtampos daugiklis naudoja IC 4060, kad santykinai lėtesnis širdies ritmas padaugintų iš proporcingai kintančio aukšto dažnio.

Aukščiau nurodytas proporcingai kintantis aukšto dažnio širdies pulso dažnis nuo IC 4060 pin7 yra tiekiamas į integratoriaus, kurio užduotis yra skaitmeniniu būdu kintantį dažnį paversti proporcingai kintančiu eksponentiniu analoginiu signalu, įvestį.

Galiausiai ši analogiška įtampa taikoma ne invertuojančiam Ic 741 lygintuvo įėjimui. Palyginamasis nustatomas per pridėtą 10k išankstinį nustatymą taip, kad įtampos lygis 3 kontakte liktų šiek tiek žemiau pamatinės įtampos 2 kaištyje, kai širdies ritmas yra šalia saugaus regiono.

Tačiau jei širdies ritmas linkęs didėti kritinėje srityje, kaištis 3 sukuria proporcingai aukštesnį įtampos lygį, kuris kerta pin2 atskaitos lygį, todėl opampo išvestis pakyla ir pavojaus signalas.

Pirmiau nustatyti tik didesnio kritinio širdies susitraukimų dažnio stebėjimo prietaisai ir aliarmai, kad būtų galima stebėti dvipusį ryšį, ty signalizuoti tiek apie didesnį, tiek apie žemesnį kritinį širdies ritmą ... antroji grandinė, sudaryta iš IC555 ir IC741 visiškai pašalinta ir pakeista standartine IC LM567 grandine, nustatyta, kad jos išvestis būtų maža, esant saugiam pulso dažniui, ir pasiekiant aukštą aukštyn arba žemyn kritiniais dažniais.

Signalo kondicionavimo grandinę sudaro du vienodi aktyvūs žemų dažnių filtrai, kurių ribinis dažnis yra apie 2,5 Hz.

Tai reiškia, kad maksimalus išmatuojamas širdies ritmas yra apie 150 k / min. Šioje grandinėje naudojamas operacinis stiprintuvo IC yra „Microchip“ dvigubas „OpAmp“ lustas.

Jis veikia vienu maitinimo šaltiniu ir užtikrina išėjimo iš bėgio į bėgį posūkį. Filtravimas būtinas norint užblokuoti bet kokius signalo aukštesnio dažnio garsus.

Stiprintuvo stiprinimo nustatymas

Kiekvieno filtro pakopos stiprinimas nustatomas į 101, o bendras stiprinimas yra apie 10000. Kiekvieno etapo įėjime reikalingas 1 uF kondensatorius, kad būtų galima užblokuoti nuolatinės srovės komponentą signale.

Aktyvaus žemo dažnio filtro stiprinimo ir ribinio dažnio apskaičiavimo lygtys parodytos grandinės schemoje.

Dviejų pakopų stiprintuvas / filtras suteikia pakankamą stiprinimą, kad sustiprintų silpną signalą, gaunamą iš foto jutiklio bloko, ir paverstų jį impulsu.

Prie išvesties prijungtas šviesos diodas mirksi kiekvieną kartą, kai nustatomas širdies plakimas.

Signalo kondicionavimo grandinę sudaro du vienodi aktyvūs žemų dažnių filtrai, kurių ribinis dažnis yra apie 2,5 Hz. Tai reiškia, kad maksimalus išmatuojamas širdies ritmas yra apie 150 k / min.

Šioje grandinėje naudojamas operacinis stiprintuvo IC yra „Microchip“ dvigubas „OpAmp“ lustas. Jis veikia vienu maitinimo šaltiniu ir užtikrina išėjimo iš bėgio į bėgį posūkį. Filtravimas būtinas norint užblokuoti bet kokius signalo aukštesnio dažnio garsus.

Kiekvieno filtro pakopos stiprinimas nustatomas į 101, o bendras stiprinimas yra apie 10000. Kiekvieno etapo įėjime reikalingas 1 uF kondensatorius, kad būtų galima užblokuoti nuolatinės srovės komponentą signale.

Aktyvaus žemo dažnio filtro stiprinimo ir ribinio dažnio apskaičiavimo lygtys parodytos grandinės schemoje. Dviejų pakopų stiprintuvas / filtras suteikia pakankamą stiprinimą, kad sustiprintų silpną signalą, gaunamą iš foto jutiklio bloko, ir paverstų jį impulsu.

Prie išvesties prijungtas šviesos diodas mirksi kiekvieną kartą, kai nustatomas širdies plakimas. Signalo kondicionieriaus išvestis eina į PIC16F628A T0CKI įvestį.

Atsakomybės apribojimas: nors pirmiau minėta grandinė yra išbandyta, jos nėra mediciniškai patvirtintos, todėl žiūrovams patariama elgtis atsargiai gaminant ir naudojant šias grandines.

Šis straipsnis pateikiamas tik informaciniais tikslais, neketinant teikti medicininės konsultacijos ar pasiūlymų. Šio straipsnio ir šios svetainės autorius negali būti laikomas atsakingu už bet kokio pobūdžio nuostolius, kurie gali kilti vartotojui naudojantis šiomis grandinėmis dėl nenumatytų priežasčių.




Pora: Saulės energija valdomo indukcinio šildytuvo grandinė Kitas: Savarankiškai optimizuojanti saulės baterijų įkroviklio grandinė