Der Herzschlagsensor bietet eine einfache Möglichkeit, die Funktion des Herzens zu untersuchen, die auf der Grundlage des Prinzips des psychophysiologischen Signals gemessen werden kann, das als Stimulus für das Virtual-Reality-System verwendet wird. Die Blutmenge im Finger ändert sich mit der Zeit.

Der Sensor strahlt eine Lichtkeule (eine kleine, sehr helle LED) durch das Ohr und misst das Licht, das an das Ohr übertragen wird Lichtabhängiger Widerstand . Das verstärkte Signal wird in der Schaltung invertiert und gefiltert. Um die Herzfrequenz anhand des Blutflusses zur Fingerspitze zu berechnen, wird mit Hilfe von ein Herzfrequenzsensor zusammengebaut LM358 OP-AMP zur Überwachung der Herzschlagimpulse.

Herzschlagsensor

Merkmale des Herzschlagsensors

Zeigt den Herzschlag durch eine LED an
Bietet ein digitales Direktausgangssignal für Anschließen an einen Mikrocontroller
Besitzt kompakte Größe
Arbeitet mit einer Arbeitsspannung von + 5V DC

Hauptanwendungen des Herzschlagsensors

Arbeitet als digitaler Herzfrequenzmesser
Arbeitet als System zur Überwachung des Patientenzustands
Wird als Bio-Feedback-Steuerung von verwendet Roboteranwendungen

Funktionsweise eines Herzschlagsensors

Das Herzschlagsensor Schaltplan besteht aus einem Lichtdetektor und einer leuchtend roten LED. Die LED muss von superheller Intensität sein, da maximales Licht durchgeht und sich ausbreitet, wenn ein Finger auf der LED vom Detektor erkannt wird.

Schaltplan des Herzschlagsensors

Prinzip des Herzschlagsensors

Wenn das Herz nun Blut durch die Blutgefäße pumpt, wird der Finger etwas undurchsichtiger, wodurch weniger Licht von der LED zum Detektor gelangt. Mit jedem erzeugten Herzpuls wird das Detektorsignal variiert. Das variierte Detektorsignal wird in einen elektrischen Impuls umgewandelt. Dieses elektrische Signal wird verstärkt und durch einen Verstärker ausgelöst, der einen Ausgang mit einem Logikpegelsignal von +5 V liefert. Das Ausgangssignal wird auch von einer LED-Anzeige geleitet, die bei jeder Herzschlagfrequenz blinkt.

Lassen Sie uns seine primäre Anwendung verstehen, indem wir ein Projekt als praktisches Beispiel mit Hilfe eines Herzschlagsensors betrachten.

Drahtloses Gesundheitsüberwachungssystem für Patienten

Der Hauptzweck dieses automatischen Gesundheitssystems besteht darin, die Körpertemperatur, Herzfrequenz und Pulsfrequenz eines Patienten zu überwachen und diese dem Arzt mithilfe der RF-Technologie anzuzeigen.

In Krankenhäusern müssen die Körpertemperaturen und die Herzschlagfrequenz der Patienten regelmäßig überwacht werden, was normalerweise von Ärzten oder anderen paramedizinischen Mitarbeitern durchgeführt wird. Sie beobachten die Körpertemperatur und die Herzschlagfrequenz (72 Mal pro Minute). Die Ärzte und andere Mitarbeiter der Krankenhausleitung zeichnen die Körpertemperatur und den Herzschlag jedes Patienten auf.

Dieses Projekt des Gesundheitsüberwachungssystems umfasst verschiedene Komponenten wie z 8051 Mikrocontroller ein geregeltes 5-V-Netzteil, ein Temperatursensor, ein Herzschlagsensor, ein HF-Sender, ein Empfängermodul und ein LCD-Display. Der Mikrocontroller wird als Gehirn des gesamten Projekts zur Überwachung des Herzschlags, der Pulsfrequenz und der Körpertemperatur von Patienten verwendet. Die Arbeitsweise dieses Überwachungssystemprojekts wird anhand eines Blockdiagramms veranschaulicht, das verschiedene Blöcke enthält, z. B. einen Stromversorgungsblock, der die gesamte Schaltung mit Strom versorgt, a Temperatursensor berechnet die Körpertemperatur des Patienten und einen Herzschlagsensor zur Überwachung des Herzschlags des Patienten.

Blockschaltbild des Senders

“Was sind die vier Kategorien von drahtlosen Kommunikationsnetzwerken? ”

Im Senderbereich wird der Temperatursensor verwendet, um die Körpertemperatur der Patienten kontinuierlich zu lesen, und der Herzschlagsensor, um die Herzschlagfrequenz der Patienten zu überwachen. Anschließend werden die Daten an die 8051-Mikrocontroller gesendet. Die Daten werden zuerst übertragen und dann von a über die Luft in serielle Daten codiert Hochfrequenzmodul . Die Körpertemperatur der Patienten und Herzschlagimpulse pro Minute werden auf dem LCD-Display angezeigt. Mit Hilfe einer am Senderende angeordneten HF-Antenne werden die Daten an den Empfängerabschnitt übertragen.

Blockdiagramm des Empfängers

In dem Empfängerabschnitt ist ein Empfänger am anderen Ende angeordnet, um die Daten zu empfangen, und die empfangenen Daten werden unter Verwendung eines Decoders decodiert, und die übertragenen Daten (Körpertemperatur, Herzschlagimpulse) werden mit den im Mikrocontroller gespeicherten Daten verglichen und dann werden die resultierenden Daten auf dem LCD-Bildschirm angezeigt. Das Empfänger-HF-Modul an der Trennwand des Arztes liest kontinuierlich die Gesundheitszustände des Patienten wie Körpertemperatur, Herzfrequenz und Pulsfrequenz und zeigt das Ergebnis drahtlos auf dem LCD an.

Digitaler Herzschlagmonitor mit Mikrocontroller

Das Projekt ist so konzipiert, dass die Herzschlagfrequenzmessung mit einem Mikrocontroller mithilfe eines Herzschlagsensors überwacht wird.

Schaltungsbeschreibung: Der Schaltplan des Herzschlagsensors basiert auf einem Mikrocontroller AT89S52 und andere Komponenten wie Herzschlagsensor, Stromversorgung, eine Quarzoszillatorschaltung, Widerstände, Kondensatoren und LCD-Anzeige.

Schaltplan des digitalen Herzschlagmonitors

Der Mikrocontroller AT89S52 ist der meiste beliebter Mikrocontroller ausgewählt aus einer Familie von 8051 Mikrocontrollern. Ein 8-Bit-Mikrocontroller wird zur Steuerung aller Operationen der Schaltung verwendet. Es steuert auch die vom Herzschlagsensor erzeugten Herzschlagimpulse.

In diesem Projekt wird ein Herzschlagsensor verwendet, mit dem die Herzschlagimpulse der Herzpatienten gesteuert werden. Darüber hinaus werden LCDs zur Anzeige verwendet. Ein AT89S52-Mikrocontroller dient zur kontinuierlichen Überwachung der Herzschlag- und Pulsfrequenz des Patienten unter Berücksichtigung der eingebettete C-Programmierung erfolgt im Mikrocontroller mithilfe der KEIL-Software. Die gesamte Schaltung wird von den verschiedenen Blöcken wie dem Spannungsregler und mit Strom versorgt Abwärtstransformator , im Stromversorgungskreis verwendet. Der Spannungsregler erzeugt eine konstante Ausgangsspannung von 5 Volt.

Schaltplan des digitalen Herzschlagmonitors

Verwendete Komponenten:

AT89S52 Mikrocontroller: Das in diesem Projekt verwendete Gerät ist „AT89S52“, was typisch ist 8051 Mikrocontroller hergestellt von der Atmel Corporation. Dieser Mikrocontroller ist das wichtigste Fragment dieses Projekts, da er alle Vorgänge der Schaltung steuert, z. B. das Lesen von Herzschlagimpulsdaten vom Herzschlagsensor.

Netzteil: Dieser Stromversorgungsblock besteht aus einem Abwärtstransformator, einem Brückengleichrichter, einem Kondensator und einem Spannungsregler. Die einphasige Wirkstromversorgung vom Netz erfolgt auf einen niedrigeren Spannungsbereich, der durch wieder auf Gleichstrom gleichgerichtet wird mit einem Brückengleichrichter . Dieser gleichgerichtete Gleichstrom wird gefiltert und mit einem Kondensator- bzw. Spannungsregler-IC auf den gesamten Schaltkreisbetriebsbereich geregelt.

LCD: Die meisten Projekte nutzen LCD-Anzeigen Zum Anzeigen von Informationen wie Herzschlagfrequenz, Körpertemperatur usw. In Projekten werden verschiedene Anzeigen verwendet, z. B. Sieben-Segment-Anzeigen und LED-Anzeigen. Die Auswahl des Displays hängt von den folgenden Parametern ab: Kosten für Displays, Stromverbrauch und Umgebungslichtbedingungen.

Widerstände: Der Widerstand ist genau definiert als das Verhältnis der an die Klemmen angelegten Spannung und des durch sie fließenden Stroms. Der Widerstandswert hängt von einer festen Spannung ab, die den durch ihn fließenden Strom begrenzt. Der Widerstand ist eine passive Komponente wird zur Steuerung des Stroms in einer elektronischen Schaltung verwendet.

Kondensatoren: Der Hauptzweck eines Kondensators ist das Speichern von Ladung. Das Produkt aus dem Kapazitätswert und der an einen Kondensator angelegten Spannung ist gleich der im Kondensator gespeicherten Ladung.

Kristalloszillator: Eine Kristalloszillatorschaltung ist eine Art elektronischer Schaltung, die die mechanische Resonanz einer Schwingschaltung nutzt, die zum Erzeugen elektrischer Signale durch Variieren der Frequenz verwendet wird. Ein AT89S52-Mikrocontroller steuert die Kristalle zur Synchronisierung seines Betriebs. Die Art der in dieser Schaltung vorgenommenen Synchronisation wird als Maschinenzyklus bezeichnet.

Schaltungsbetrieb

In diesem System ist eine Quarzoszillatorschaltung zwischen den Stiften 18 und 19 des Mikrocontrollers AT89S52 angeschlossen, der zum Betreiben der Befehlssätze in einem verschiedenen Taktfrequenzbereich verwendet wird. Ein Maschinenzyklus wird verwendet, um die Mindestzeit für die Ausführung des einzelnen Befehlssatzes zu messen.
Die Rücksetzschaltung wird mit Hilfe eines Kondensators und eines Widerstands an Pin 9 des Mikrocontrollers AT89S52 angeschlossen. Das andere Ende des Widerstands ist mit Masse (20-polig) und das andere Ende des Kondensators mit dem 31-poligen (EA / Vpp) -Pin verbunden. Der Widerstand und der Kondensator sind so verbunden, dass sie manuell einen Reset-Betriebsmodus ausführen. Wenn der Schalter geschlossen wird, ist der Reset-Pin hoch eingestellt.
Der an den Port1.0-Pin des Mikrocontrollers angeschlossene Herzschlagsensor wird für verwendet Überwachung der Herzimpulse und diese Impulssignale werden an den Mikrocontroller gesendet und mit den im Mikrocontroller gespeicherten programmierten Daten unter Verwendung der Keil-Software verglichen. Immer wenn die Herzfrequenzimpulse des Eingangs empfangen werden, zählt der Zähler im Mikrocontroller diese Impulse für einen bestimmten Zeitraum.
LCD-Displays werden an die Pins von Port 2 des Mikrocontrollers AT89S52 angeschlossen. Die Zeitdauer eines Herzschlagimpulses beträgt eine Sekunde. Wenn Sie 60.000 durch 1000 teilen, erhalten Sie das entsprechende Ergebnis als 60, das dann auf dem LCD angezeigt wird.

Hier dreht sich alles um den Herzschlagsensor und seine Arbeit mit relevanten Anwendungen und praktischen Beispielen im Detail. Darüber hinaus bei Fragen zu diesem Thema oder zu den elektrischen und elektronische Projekte uns durch Kommentieren im Kommentarbereich unten angegeben.

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