Heartbeat หมายความว่าอย่างไร
การเต้นของหัวใจของบุคคลคือเสียงของลิ้นในหัวใจที่หดตัวหรือขยายตัวขณะที่พวกเขาบังคับให้เลือดจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบริเวณหนึ่ง จำนวนครั้งที่หัวใจเต้นต่อนาที (BPM) คืออัตราการเต้นของหัวใจและการเต้นของหัวใจที่รู้สึกได้ในหลอดเลือดแดงใด ๆ ที่อยู่ใกล้กับผิวหนังคือชีพจร
สองวิธีในการวัดการเต้นของหัวใจ
- คู่มือวิธี : สามารถตรวจสอบการเต้นของหัวใจได้ด้วยตนเองโดยการตรวจสอบการเต้นของหัวใจที่ตำแหน่งสองตำแหน่ง - ข้อมือ (ไฟล์ กดรัศมี ) และคอ ( กด carotid ). ขั้นตอนคือวางนิ้วสองนิ้ว (นิ้วชี้และนิ้วกลาง) ไว้ที่ข้อมือ (หรือคอด้านล่างหลอดลม) และนับจำนวนครั้งเป็นเวลา 30 วินาทีจากนั้นคูณจำนวนนั้นด้วย 2 เพื่อให้ได้อัตราการเต้นของหัวใจ อย่างไรก็ตามควรใช้แรงกดน้อยที่สุดและควรขยับนิ้วขึ้นและลงจนกว่าจะรู้สึกถึงชีพจร
- การใช้เซ็นเซอร์ : Heart Beat สามารถวัดได้โดยอาศัยการแปรผันของพลังงานแสงเนื่องจากแสงกระจัดกระจายหรือดูดซึมระหว่างทางเดินผ่านเลือดเมื่อการเต้นของหัวใจเปลี่ยนไป
หลักการของเซนเซอร์ตรวจจับการเต้นของหัวใจ
เซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจเป็นไปตามหลักการของโฟโตเพิล วัดการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรของเลือดผ่านอวัยวะใด ๆ ของร่างกายซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสงผ่านอวัยวะนั้น (บริเวณหลอดเลือด) ในกรณีของการใช้งานที่หัวใจ มีการตรวจสอบอัตราชีพจร จังหวะของพัลส์สำคัญกว่า การไหลเวียนของปริมาณเลือดจะขึ้นอยู่กับอัตราการเต้นของหัวใจและเนื่องจากเลือดถูกดูดซับแสงสัญญาณพัลส์จะเทียบเท่ากับพัลส์การเต้นของหัวใจ
การถ่ายภาพมีสองประเภท:
การแพร่เชื้อ : แสงที่เปล่งออกมาจากอุปกรณ์เปล่งแสงจะถูกส่งผ่านบริเวณหลอดเลือดใด ๆ ของร่างกายเช่นติ่งหูและได้รับจากเครื่องตรวจจับ
การสะท้อนกลับ : แสงที่ปล่อยออกมาจากอุปกรณ์เปล่งแสงจะสะท้อนตามพื้นที่ต่างๆ
การทำงานของเซนเซอร์ตรวจจับการเต้นของหัวใจ
การทำงานของเซนเซอร์ตรวจจับการเต้นของหัวใจเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจพื้นฐานประกอบด้วยไดโอดเปล่งแสงและตัวตรวจจับเช่นตัวต้านทานตรวจจับแสงหรือโฟโตไดโอด จังหวะการเต้นของหัวใจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการไหลเวียนของเลือดไปยังส่วนต่างๆของร่างกาย เมื่อเนื้อเยื่อถูกส่องสว่างด้วยแหล่งกำเนิดแสงนั่นคือแสงที่ปล่อยออกมาจากหลอด LED มันอาจสะท้อน (เนื้อเยื่อนิ้ว) หรือส่งแสง (ติ่งหู) แสงบางส่วนถูกดูดซับโดยเลือดและเครื่องตรวจจับแสงที่ส่งผ่านหรือแสงสะท้อนจะได้รับ ปริมาณแสงที่ดูดซับขึ้นอยู่กับปริมาณเลือดในเนื้อเยื่อนั้น ๆ เอาต์พุตของเครื่องตรวจจับอยู่ในรูปของสัญญาณไฟฟ้าและเป็นสัดส่วนกับอัตราการเต้นของหัวใจ
สัญญาณนี้เป็นสัญญาณ DC ที่เกี่ยวข้องกับเนื้อเยื่อและปริมาณเลือดและส่วนประกอบ AC ที่ซิงโครนัสกับการเต้นของหัวใจและเกิดจากการเปลี่ยนแปลงปริมาตรเลือดแดงที่เปลี่ยนแปลงเป็นจังหวะจะถูกซ้อนทับกับสัญญาณ DC ดังนั้นข้อกำหนดที่สำคัญคือการแยกส่วนประกอบ AC นั้นออกเนื่องจากมีความสำคัญเป็นอันดับต้น ๆ
เพื่อให้บรรลุภารกิจในการรับสัญญาณ AC เอาต์พุตจากเครื่องตรวจจับจะถูกกรองก่อนโดยใช้วงจร HP-LP แบบ 2 ขั้นตอนจากนั้นจะแปลงเป็นพัลส์ดิจิตอลโดยใช้วงจรเปรียบเทียบหรือใช้ ADC อย่างง่าย ดิจิตอลพัลส์มอบให้กับไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อคำนวณอัตราการเต้นของหัวใจโดยสูตร -
BPM (ครั้งต่อนาที) = 60 * f
โดยที่ f คือความถี่พัลส์
เซ็นเซอร์ตรวจจับการเต้นของหัวใจที่ใช้งานได้จริง
ตัวอย่างเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจที่ใช้งานได้จริงคือ เซ็นเซอร์วัดอัตราการเต้นของหัวใจ (หมายเลขผลิตภัณฑ์ PC-3147) ประกอบด้วย LED อินฟราเรดและ LDR ที่ฝังอยู่ในโครงสร้างคล้ายคลิป คลิปยึดกับอวัยวะ (ติ่งหูหรือนิ้ว) โดยให้ส่วนตรวจจับอยู่บนเนื้อ
อีกตัวอย่างหนึ่งคือ TCRT1000 มี 4 พิน -
Pin1: เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าแก่ LED
Pin2 และ 3 ต่อสายดิน Pin 4 คือเอาต์พุต พิน 1 ยังเป็นพินเปิดใช้งานและการดึงให้สูงเพื่อเปิดไฟ LED และเซ็นเซอร์จะเริ่มทำงาน ฝังอยู่บนอุปกรณ์สวมใส่ที่สามารถสวมใส่ที่ข้อมือและเอาท์พุทได้ สามารถส่งแบบไร้สาย (ผ่านบลูทู ธ ) ไปยังคอมพิวเตอร์เพื่อประมวลผล
แอปพลิเคชั่นพัฒนาระบบเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจ
แอปพลิเคชั่นพัฒนาระบบเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจนอกจากนี้ยังสามารถสร้างระบบเซ็นเซอร์ Heartbeat พื้นฐานโดยใช้ส่วนประกอบพื้นฐานเช่น LDR, IC เปรียบเทียบ LM358 และไมโครคอนโทรลเลอร์ตามที่ระบุด้านล่าง
ตามที่อธิบายไว้ข้างต้นเกี่ยวกับหลักการของเซ็นเซอร์การเต้นของหัวใจเมื่อเนื้อเยื่อนิ้วหรือเนื้อเยื่อใบหูส่วนล่างสว่างขึ้นโดยใช้แหล่งกำเนิดแสงแสงจะถูกส่งผ่านหลังจากได้รับการมอดูเลตเช่นส่วนที่ถูกดูดซึมโดยเลือดและส่วนที่เหลือจะถูกส่ง ไฟมอดูเลตนี้ได้รับโดยเครื่องตรวจจับแสง
ที่นี่ Light Dependent Resistor (LDR) ใช้เป็นตัวตรวจจับแสง ทำงานบนหลักการที่ว่าเมื่อแสงตกบนตัวต้านทานความต้านทานจะเปลี่ยนไป เมื่อความเข้มของแสงเพิ่มขึ้นความต้านทานจะลดลง ดังนั้นแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานจึงลดลง
ที่นี่มีการใช้ตัวเปรียบเทียบซึ่งเปรียบเทียบแรงดันขาออกจาก LDR กับแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ แรงดันไฟฟ้าเกณฑ์คือแรงดันตกคร่อม LDR เมื่อแสงที่มีความเข้มคงที่จากแหล่งกำเนิดแสงตกกระทบโดยตรง ขั้วต่อกลับด้านของเครื่องเปรียบเทียบ LM358 เชื่อมต่อกับการจัดเรียงตัวแบ่งที่เป็นไปได้ซึ่งตั้งค่าเป็นแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์และเทอร์มินัลที่ไม่เปลี่ยนกลับเชื่อมต่อกับ LDR เมื่อเนื้อเยื่อของมนุษย์ส่องสว่างโดยใช้แหล่งกำเนิดแสงความเข้มของแสงจะลดลง เมื่อความเข้มของแสงที่ลดลงนี้ตกลงบน LDR ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นและเป็นผลมาจากแรงดันไฟฟ้าตกเพิ่มขึ้น เมื่อแรงดันตกคร่อม LDR หรืออินพุทที่ไม่เปลี่ยนค่าเกินกว่าอินพุทกลับด้านลอจิกสัญญาณสูงจะถูกพัฒนาที่เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบและในกรณีที่แรงดันตกน้อยกว่าจะมีการพัฒนาเอาต์พุตลอจิกต่ำ ดังนั้นเอาต์พุตจึงเป็นชุดของพัลส์ พัลส์เหล่านี้สามารถป้อนให้กับไมโครคอนโทรลเลอร์ซึ่งจะประมวลผลข้อมูลเพื่อให้ได้อัตราการเต้นของหัวใจและจะแสดงบนจอแสดงผลที่เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์
