เซนเซอร์ตรวจจับการเต้นของหัวใจเป็นวิธีง่ายๆในการศึกษาการทำงานของหัวใจซึ่งสามารถวัดได้โดยอาศัยหลักการของสัญญาณทางจิต - สรีรวิทยาที่ใช้เป็นตัวกระตุ้นสำหรับระบบความจริงเสมือน ปริมาณเลือดในนิ้วเปลี่ยนไปตามเวลา

เซ็นเซอร์จะส่องกลีบแสง (LED ขนาดเล็กที่สว่างมาก) ผ่านหูและวัดแสงที่ส่งไปยัง ตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสง . สัญญาณขยายจะกลับด้านและกรองในวงจร เพื่อคำนวณอัตราการเต้นของหัวใจตามการไหลเวียนของเลือดไปที่ปลายนิ้วเซ็นเซอร์วัดอัตราการเต้นของหัวใจจะประกอบขึ้นด้วยความช่วยเหลือของ LM358 OP-AMP สำหรับการตรวจสอบการเต้นของหัวใจ

เซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจ

คุณสมบัติของ Heartbeat Sensor

แสดงการเต้นของหัวใจด้วยไฟ LED
ให้สัญญาณดิจิตอลเอาท์พุทโดยตรงสำหรับ เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์
มีขนาดกะทัดรัด
ทำงานร่วมกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้ + 5V DC

การใช้งานหลักของ Heartbeat Sensor

ทำงานเป็นเครื่องวัดอัตราการเต้นของหัวใจแบบดิจิทัล
ทำงานเป็นระบบตรวจสอบสุขภาพของผู้ป่วย
ใช้เป็นตัวควบคุม Bio-Feedback ของ การใช้งานหุ่นยนต์

การทำงานของเซนเซอร์ตรวจจับการเต้นของหัวใจ

เซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจ แผนภาพวงจรประกอบด้วยเครื่องตรวจจับแสงและไฟ LED สีแดงสด LED จะต้องมีความเข้มที่สว่างมากเนื่องจากแสงสูงสุดจะผ่านและกระจายออกไปหากเครื่องตรวจจับตรวจพบนิ้วที่วางอยู่บน LED

แผนผังวงจรเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจ

หลักการเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจ

ตอนนี้เมื่อหัวใจสูบฉีดเลือดผ่านหลอดเลือดนิ้วจะทึบขึ้นเล็กน้อยเนื่องจากสิ่งนี้มีแสงน้อยลงจาก LED ไปยังเครื่องตรวจจับ เมื่อสร้างชีพจรหัวใจทุกครั้งสัญญาณเครื่องตรวจจับจะแตกต่างกันไป สัญญาณตรวจจับที่แตกต่างกันจะถูกแปลงเป็นพัลส์ไฟฟ้า สัญญาณไฟฟ้านี้ได้รับการขยายและเรียกใช้ผ่านเครื่องขยายเสียงซึ่งให้เอาต์พุตสัญญาณระดับลอจิก + 5V สัญญาณเอาท์พุตยังกำหนดโดยจอแสดงผล LED ที่กะพริบตามอัตราการเต้นของหัวใจแต่ละครั้ง

ให้เราเข้าใจการใช้งานหลักโดยพิจารณาโครงการเป็นตัวอย่างที่ใช้ได้จริงโดยใช้เซ็นเซอร์วัดการเต้นของหัวใจ

ระบบตรวจสุขภาพไร้สายสำหรับผู้ป่วย

จุดประสงค์หลักของระบบสุขภาพอัตโนมัตินี้คือการตรวจสอบอุณหภูมิของร่างกายอัตราการเต้นของหัวใจและอัตราชีพจรของผู้ป่วยและแสดงให้แพทย์ทราบโดยใช้เทคโนโลยี RF

ในโรงพยาบาลต้องมีการติดตามอุณหภูมิร่างกายและอัตราการเต้นของหัวใจของผู้ป่วยเป็นประจำซึ่งโดยปกติแล้วแพทย์หรือเจ้าหน้าที่แพทย์อื่น ๆ พวกเขาสังเกตอุณหภูมิของร่างกายและอัตราการเต้นของหัวใจ (ไม่ว่าจะเป็น 72 ครั้งต่อนาที) แพทย์และเจ้าหน้าที่บริหารโรงพยาบาลอื่น ๆ จะเก็บบันทึกอุณหภูมิของร่างกายและการเต้นของหัวใจของผู้ป่วยทุกราย

โครงการระบบเฝ้าระวังสุขภาพนี้ประกอบด้วยองค์ประกอบต่างๆเช่น ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 , หน่วยจ่ายไฟที่มีการควบคุม 5V, เซ็นเซอร์อุณหภูมิ, เซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจ, เครื่องส่ง RF, โมดูลตัวรับและจอ LCD ไมโครคอนโทรลเลอร์ถูกใช้เป็นสมองของโครงการทั้งหมดเพื่อตรวจสอบการเต้นของหัวใจอัตราชีพจรและอุณหภูมิร่างกายของผู้ป่วย การทำงานของโครงการระบบตรวจสอบนี้แสดงด้วยความช่วยเหลือของแผนภาพบล็อกซึ่งรวมถึงบล็อกต่างๆเช่นบล็อกแหล่งจ่ายไฟที่จ่ายพลังงานให้กับวงจรทั้งหมด เซ็นเซอร์อุณหภูมิ ที่คำนวณอุณหภูมิร่างกายของผู้ป่วยและเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจสำหรับตรวจสอบการเต้นของหัวใจของผู้ป่วย

แผนภาพบล็อกของเครื่องส่งสัญญาณ

“แผนภาพการเดินสายไฟแบบสองทาง ”

ในส่วนเครื่องส่งสัญญาณเซ็นเซอร์อุณหภูมิจะใช้เพื่ออ่านอุณหภูมิร่างกายของผู้ป่วยอย่างต่อเนื่องและเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจเพื่อตรวจสอบอัตราการเต้นของหัวใจของผู้ป่วยจากนั้นข้อมูลจะถูกส่งไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 ข้อมูลจะถูกส่งก่อนจากนั้นเข้ารหัสเป็นข้อมูลอนุกรมผ่านอากาศโดย a โมดูลความถี่วิทยุ . อุณหภูมิร่างกายของผู้ป่วยและจังหวะการเต้นของหัวใจต่อนาทีจะแสดงบนจอ LCD ด้วยความช่วยเหลือของเสาอากาศ RF ที่วางไว้ที่ปลายเครื่องส่งข้อมูลจะถูกส่งไปยังส่วนเครื่องรับ

แผนภาพบล็อกของผู้รับ

ในส่วนของเครื่องรับเครื่องรับจะถูกวางไว้ที่ปลายอีกด้านหนึ่งเพื่อรับข้อมูลและข้อมูลที่ได้รับจะถูกถอดรหัสโดยใช้ตัวถอดรหัสและข้อมูลที่ส่ง (อุณหภูมิของร่างกาย, พัลส์การเต้นของหัวใจ) จะถูกเปรียบเทียบกับข้อมูลที่เก็บไว้ในไมโครคอนโทรลเลอร์และ จากนั้นข้อมูลผลลัพธ์จะปรากฏบนหน้าจอ LCD โมดูล RF ตัวรับที่วางอยู่ที่พาร์ติชันของแพทย์จะอ่านสภาวะสุขภาพของผู้ป่วยอย่างต่อเนื่องเช่นอุณหภูมิของร่างกายอัตราการเต้นของหัวใจและอัตราชีพจรและแสดงผลบนจอ LCD แบบไร้สาย

Digital Heartbeat Monitor โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์

โครงการนี้ออกแบบมาเพื่อตรวจสอบการวัดอัตราการเต้นของหัวใจโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์โดยใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับการเต้นของหัวใจ

คำอธิบายวงจร: แผนภาพวงจรเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจยึดตามไฟล์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ AT89S52 และส่วนประกอบอื่น ๆ เช่นเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจแหล่งจ่ายไฟวงจรคริสตัลออสซิลเลเตอร์ตัวต้านทานตัวเก็บประจุและจอ LCD

แผนภาพวงจร Digital Heartbeat Monitor

ไมโครคอนโทรลเลอร์ AT89S52 มากที่สุด ไมโครคอนโทรลเลอร์ยอดนิยม เลือกจากตระกูลไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตใช้สำหรับควบคุมการทำงานทั้งหมดของวงจร นอกจากนี้ยังควบคุมพัลส์การเต้นของหัวใจที่สร้างจากเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจ

โครงการนี้ใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับการเต้นของหัวใจที่ใช้ควบคุมการเต้นของหัวใจของผู้ป่วยโรคหัวใจ นอกจากนี้ยังใช้ LCD สำหรับการแสดงผล ไมโครคอนโทรลเลอร์ AT89S52 ใช้สำหรับตรวจสอบอัตราการเต้นของหัวใจและอัตราชีพจรของผู้ป่วยอย่างต่อเนื่องซึ่งทำได้โดยคำนึงถึง การเขียนโปรแกรม C แบบฝัง ทำในไมโครคอนโทรลเลอร์โดยใช้ซอฟต์แวร์ KEIL วงจรทั้งหมดได้รับพลังงานจากบล็อกต่าง ๆ เช่นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและ ขั้นตอนลงหม้อแปลง ใช้ในวงจรจ่ายไฟ ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าสร้างแรงดันเอาต์พุตคงที่ 5 โวลต์

แผนภาพวงจรของ Digital Heartbeat Monitor

ส่วนประกอบที่ใช้:

ไมโครคอนโทรลเลอร์ AT89S52: อุปกรณ์ที่ใช้ในโปรเจ็กต์นี้คือ 'AT89S52' ซึ่งเป็นอุปกรณ์ทั่วไป ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8051 ผลิตโดย Atmel Corporation ไมโครคอนโทรลเลอร์นี้เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของโครงการนี้เนื่องจากควบคุมการทำงานทั้งหมดของวงจรเช่นการอ่านข้อมูลพัลส์อัตราการเต้นของหัวใจจากเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจ

แหล่งจ่ายไฟ: บล็อกแหล่งจ่ายไฟนี้ประกอบด้วยหม้อแปลงแบบ step-down, วงจรเรียงกระแสสะพาน, ตัวเก็บประจุและตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า เฟสเดียวแหล่งจ่ายไฟ Active Current จากแหล่งจ่ายไฟจะลดระดับลงไปยังช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าซึ่งจะแก้ไขเป็น Direct Current อีกครั้งโดย โดยใช้สะพานเรียงกระแส . กระแสตรงที่แก้ไขแล้วนี้จะถูกกรองและควบคุมให้อยู่ในช่วงการทำงานของวงจรทั้งหมดด้วยตัวเก็บประจุและตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าตามลำดับ

จอ LCD: โครงการส่วนใหญ่ใช้ประโยชน์จากไฟล์ จอ LCD สำหรับการแสดงข้อมูลเช่นอัตราการเต้นของหัวใจอุณหภูมิของร่างกายเป็นต้นมีจอแสดงผลต่างๆที่ใช้ในโครงการเช่นจอแสดงผลเจ็ดส่วนและจอ LED การเลือกจอแสดงผลขึ้นอยู่กับการพิจารณาพารามิเตอร์เหล่านี้: ต้นทุนของจอแสดงผลการใช้พลังงานและสภาพแสงโดยรอบ

ตัวต้านทาน: ความต้านทานถูกกำหนดไว้อย่างดีเป็นอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับขั้วและกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน ค่าตัวต้านทานขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าคงที่ซึ่ง จำกัด กระแสที่ไหลผ่าน ตัวต้านทานเป็นส่วนประกอบแบบพาสซีฟ ใช้สำหรับควบคุมกระแสในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

ตัวเก็บประจุ: วัตถุประสงค์หลักของตัวเก็บประจุคือการเก็บประจุ ผลคูณของค่าความจุและแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับตัวเก็บประจุจะเท่ากับประจุที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุ

คริสตัลออสซิลเลเตอร์: วงจรคริสตัลออสซิลเลเตอร์เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ประเภทหนึ่งที่ใช้การสั่นพ้องเชิงกลของวงจรสั่นที่ใช้ในการสร้างสัญญาณไฟฟ้าโดยเปลี่ยนความถี่ ไมโครคอนโทรลเลอร์ AT89S52 ควบคุมคริสตัลเพื่อซิงโครไนซ์การทำงาน ประเภทของการซิงโครไนซ์ที่เกิดขึ้นในวงจรนี้เรียกว่ารอบเครื่อง

การทำงานของวงจร

ในระบบนี้วงจรคริสตัลออสซิลเลเตอร์เชื่อมต่อระหว่างพิน 18 และ 19 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ AT89S52 ที่ใช้สำหรับการใช้งานชุดคำสั่งที่ช่วงความถี่สัญญาณนาฬิกาต่างๆ รอบเครื่องใช้เพื่อวัดเวลาขั้นต่ำสำหรับการดำเนินการชุดคำสั่งเดียว
วงจรรีเซ็ตเชื่อมต่อกับพิน 9 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ AT89S52 ด้วยความช่วยเหลือของตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน ปลายอีกด้านของตัวต้านทานเชื่อมต่อกับกราวด์ (20 พิน) และปลายอีกด้านของคาปาซิเตอร์เชื่อมต่อกับ (EA / Vpp) 31 พิน ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุเชื่อมต่อในลักษณะที่จะดำเนินการรีเซ็ตโหมดการทำงานด้วยตนเอง หากสวิตช์ปิดแสดงว่าพินรีเซ็ตถูกตั้งค่าไว้สูง
เซ็นเซอร์ Heartbeat ที่เชื่อมต่อกับขาพอร์ต 1.0 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้สำหรับ ตรวจสอบการเต้นของหัวใจ และสัญญาณพัลส์เหล่านี้จะถูกส่งไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์และเปรียบเทียบกับข้อมูลโปรแกรมที่เก็บไว้ในไมโครคอนโทรลเลอร์โดยใช้ซอฟต์แวร์ Keil เมื่อใดก็ตามที่ได้รับพัลส์อัตราการเต้นของหัวใจตัวนับในไมโครคอนโทรลเลอร์จะนับพัลส์เหล่านี้ในช่วงเวลาหนึ่ง
จอแสดงผล LCD เชื่อมต่อกับพอร์ต 2 พินของไมโครคอนโทรลเลอร์ AT89S52 ระยะเวลาของชีพจรการเต้นของหัวใจหนึ่งครั้งจะเท่ากับหนึ่งวินาทีและการหาร 60,000 ด้วย 1,000 เราจะได้ผลลัพธ์ที่เหมาะสมเป็น 60 ซึ่งจะแสดงบนจอ LCD

ทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจและการทำงานกับแอพพลิเคชั่นที่เกี่ยวข้องและตัวอย่างที่ใช้ได้จริงโดยละเอียด นอกจากนี้สำหรับข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับหัวข้อนี้หรือด้านไฟฟ้าและ โครงการอิเล็กทรอนิกส์ เราโดยแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง

เครดิตภาพ: