Сърдечен ритъм на Arduino с ЕКГ дисплей и звук: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Хей момчета! Надявам се, че вече сте се насладили на предишния ми инструкционен „Arduino LIXIE Clock“и сте готови за нов, както обикновено направих този урок, за да ви насоча стъпка по стъпка, докато създавам този вид супер невероятни евтини електронни проекти, който е „Arduino Устройство за сърдечен пулс.

По време на създаването на този проект ние се опитахме да се уверим, че тази инструкция ще бъде най -доброто ръководство за вас, за да ви помогнем, ако искате да направите своя собствена ЕКГ, затова се надяваме, че тази инструкция съдържа необходимите документи.

Този проект е толкова удобен за изработка специално след получаване на персонализирана печатна платка, която поръчахме от JLCPCB, за да подобрим външния вид на нашето електронно устройство, а също така в това ръководство има достатъчно документи и кодове, които да ви позволят лесно да създадете своя пулс на Arduino Heart. Ние направихме този проект само за 3 дни, само за два дни, за да вземем всички необходими части и да завършим изработката на хардуера и сглобяването, след това сме подготвили кода, който да отговаря на нашия проект и да започнем тестването и настройката.

Какво ще научите от тази инструкция:

1. Правенето на правилния избор на хардуер за вашия проект в зависимост от неговите функционалности.
2. Разберете технологията на сензора за сърдечен пулс.
3. Подгответе електрическата схема, за да свържете всички избрани компоненти.
4. Сглобете всички части на проекта (кутия за устройство и електронен монтаж).
5. Стартирайте собствено устройство за сърдечен пулс.

Стъпка 1: Как работи сензорът за сърдечен пулс

Както е дефинирано в Уикипедия „Електрокардиографията е процесът на производство на електрокардиограма (ЕКГ или ЕКГ [а]), запис - графика на напрежението спрямо времето - на електрическата активност на сърцето [4] с помощта на електроди, поставени върху кожата. Тези електродите откриват малките електрически промени, които са следствие от деполяризация на сърдечния мускул, последвана от реполяризация по време на всеки сърдечен цикъл (сърдечен ритъм)."

В нашия случай не използваме електроди, а IR сензор, сензорът за сърдечен пулс е биомедицински сензор, който

означава, че използва някои биологични и физиологични променливи, за да посочи състоянието на тялото.

Говорейки за променливи, нашият сензор има аналогов изход, който преминава от 0V до 5V и този изход показва колко кръвен поток/налягане ще изпомпва сърцето, но как този датчик измерва тези промени на кръвния поток!

Сензорът използва инфрачервен сигнал от IR-диод, проектиран върху кожата ви. Точно под кожата ви има капиляри, носещи кръв. Всеки път, когато сърцето ви изпомпва, има малко увеличение на кръвния поток/налягане. Това леко набъбва капилярите и точно тогава тези малко по-пълни капиляри отразяват повече инфрачервено. Инфра-детекторът на устройството улавя различните отразени IR нива и усилва измерения сигнал и го преобразува в интерпретируем сигнал за напрежение, който може да бъде изпратен до всеки микроконтролер като Arduino MCU.

Стъпка 2: CAD и хардуерни части

Започвайки с 3D отпечатаните части на кутията, направих горния дизайн, използвайки софтуер solidworks и можете да получите STL файловете от връзката за изтегляне, този дизайн се препоръчва на 100%, за да ви помогне да направите вашето устройство, тъй като отговаря на точното разположение на сензора и OLED дисплея.

След изготвянето на дизайна, моите части са много добре произведени и готови за действие. и както можете да видите на последната снимка, подготвихме разположението на конектора за захранване отстрани на кутията.

Стъпка 3: Електрическа схема

Преминавайки към електрониката, създадох тази електрическа схема, която включва всички необходими части, необходими за този проект. Свързвам сензора за сърдечен пулс към моя ATMega328P MCU и показвам сигнала за напрежение, получен от сензора през OLED дисплей, графиката ще покаже развитието на сегмента на напрежението във времето и аз също използвам зумер за маркиране на всеки сърдечен ритъм, RGB LED също се използва в този проект, за да покаже състоянието на BPM, така че когато BPM е твърде ниско "по -малко от 60 BOM", светодиодът става жълт, когато BPM е наред, светодиодът става зелен, а когато BPM е твърде висок, светодиодът става червен.

Стъпка 4: Изработка на печатни платки

За JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), е най-голямото предприятие за прототип на печатни платки в Китай и високотехнологичен производител, специализиран в производството на прототипи за бързи печатни платки и производство на малки партиди. С над 10 години опит в производството на печатни платки, JLCPCB има повече от 200 000 клиенти у нас и в чужбина, с над 8 000 онлайн поръчки за прототипиране на печатни платки и производство на малки количества печатни платки на ден. Годишният производствен капацитет е 200 000 кв.м. за различни еднопластови, двуслойни или многослойни печатни платки. JLC е професионален производител на печатни платки, който се отличава с широкомащабно, кладенечно оборудване, стриктно управление и превъзходно качество.

Говореща електроника

След като направих електрическата схема, я трансформирах в персонализиран дизайн на печатни платки и всичко, от което се нуждая сега, е да произвеждам моята печатна платка, със сигурност се преместих в JLCPCB най -добрия доставчик на печатни платки, за да получа най -добрата услуга за производство на печатни платки, след няколко прости щраквания качихме подходящите файлове на GERBER от моя дизайн и зададох някои параметри като цвят и количество на дебелината на печатната платка и този път ще използваме червения цвят, за да отговаря на дизайна на формата на сърце на нашата печатна платка; тогава поне трябва да платите само 2 долара, за да получите печатната платка само след четири дни. Това, което забелязах за JLCPCB този път, е "цветът на печатната платка", което означава, че ще платите само 2 USD за всеки цвят на печатната платка, който изберете.

Свързани файлове за изтегляне

Както можете да видите на снимките по -горе, печатната платка е много добре произведена и имам същия дизайн на печатната платка, който направихме за нашата основна платка и всички етикети, логата са там, за да ме ръководят по време на стъпките на запояване. Можете също да изтеглите файла Gerber за тази схема от връзката за изтегляне по -долу, в случай че искате да направите поръчка за същия дизайн на веригата.

Стъпка 5: Съставки

Преди да започнете да запоявате електронните части, нека прегледаме списъка с компоненти за нашия проект, така че ще ни трябва:

★ ☆ ★ Необходимите компоненти ★ ☆ ★

- ПХБ, която поръчваме от JLCPCB- Arduino Uno:

- 330Ohm резистори:

- 16 MHz кварцов осцилатор:

- Сензорът HeartPulse:

- Звуков сигнал:

- OLED дисплей:

- RGB LED:

Стъпка 6: Електронен монтаж

Сега всичко е готово, така че нека започнем да запояваме нашите електронни компоненти към печатната платка и за това се нуждаем от поялник и проводник за спойка и SMD преработваща станция за SMD компоненти.

Безопасността на първо място

Поялник

Никога не докосвайте елемента на поялника….400 ° C!

Дръжте проводниците да се нагряват с пинсети или скоби.

Винаги връщайте поялника на стойката му, когато не го използвате.

Никога не го оставяйте на работната маса.

Изключвайте устройството и изключвайте от контакта, когато не го използвате.

Както можете да видите, използването на тази печатна платка е толкова лесно благодарение на нейното много високо качество на изработка и без да забравяте етикетите, които ще ви насочат, докато запоявате всеки компонент, защото ще намерите на горния копринен слой етикет на всеки компонент, показващ поставянето му върху платката и по този начин ще бъдете 100% сигурни, че няма да направите никакви грешки при запояване. Запоял съм всеки компонент до мястото му и можете да използвате двете страни на печатната платка за запояване на вашите електронни компоненти.

Стъпка 7: Софтуерна част и тест

Всичко, от което се нуждаем сега, е софтуерът, аз направих този Arduino код за вас и можете да го имате безплатно от връзката по -долу, кодът е много добре коментиран, за да можете да го разберете и да го настроите за вашите собствени нужди, имаме нужда от платката Arduino Uno, за да качим кода в нашия ATmega328 MCU, след което вземаме MCU и го поставяме в гнездото му на дъската.

Нуждаем се от външен 5v захранващ адаптер, за да включим устройството и ето ни, както виждате, момчета, устройството показва ударите в минута и показва графиката на сърдечните импулси, нанесена на OLED дисплея, без да забравяте този RGB LED, който показва състоянието на тялото също.

Този проект е толкова лесен за изработка и невероятен, специално с OLED дисплея, който може да бъде най -добрият ви избор да започнете производството на биомедицински приспособления, но все пак да направите някои други подобрения, за да го направите много повече масло, затова ще чакам за вашите предложения да го подобрите.