Cảm biến nhịp tim cung cấp một cách đơn giản để nghiên cứu chức năng của tim có thể được đo lường dựa trên nguyên tắc của tín hiệu tâm lý-sinh lý được sử dụng như một kích thích cho hệ thống thực tế ảo. Lượng máu trong ngón tay thay đổi theo thời gian.

Cảm biến chiếu một dải ánh sáng (một đèn LED nhỏ rất sáng) qua tai và đo ánh sáng được truyền đến Điện trở phụ thuộc ánh sáng . Tín hiệu được khuếch đại được đảo ngược và lọc, trong Mạch. Để tính nhịp tim dựa trên lưu lượng máu đến đầu ngón tay, một cảm biến nhịp tim được lắp ráp với sự hỗ trợ của LM358 OP-AMP để theo dõi nhịp tim đập.

Cảm biến nhịp tim

Tính năng của cảm biến nhịp tim

Cho biết nhịp tim bằng đèn LED
Cung cấp tín hiệu kỹ thuật số đầu ra trực tiếp cho kết nối với vi điều khiển
Sở hữu kích thước nhỏ gọn
Hoạt động với Điện áp làm việc + 5V DC

Các ứng dụng chính của cảm biến nhịp tim

Hoạt động như một máy theo dõi nhịp tim kỹ thuật số
Hoạt động như một hệ thống theo dõi sức khỏe bệnh nhân
Được sử dụng như một điều khiển phản hồi sinh học của ứng dụng robot

Hoạt động của cảm biến nhịp tim

Các cảm biến nhịp tim sơ đồ mạch bao gồm một máy dò ánh sáng và một đèn LED đỏ sáng. Đèn LED cần có cường độ siêu sáng vì ánh sáng tối đa đi qua và lan truyền nếu máy dò phát hiện thấy ngón tay đặt trên đèn LED.

Sơ đồ mạch cảm biến nhịp tim

Nguyên tắc cảm biến nhịp tim

Bây giờ, khi tim bơm máu qua các mạch máu, ngón tay trở nên mờ hơn một chút do điều này, lượng ánh sáng truyền từ đèn LED đến máy dò sẽ ít hơn. Với mỗi nhịp tim được tạo ra, tín hiệu máy dò sẽ thay đổi. Tín hiệu dò đa dạng được chuyển thành xung điện. Tín hiệu điện này được khuếch đại và kích hoạt thông qua bộ khuếch đại cho đầu ra tín hiệu mức logic + 5V. Tín hiệu đầu ra cũng được định hướng bằng màn hình LED nhấp nháy theo từng nhịp tim.

Hãy để chúng tôi hiểu ứng dụng chính của nó bằng cách coi một dự án như một ví dụ thực tế với sự trợ giúp của cảm biến nhịp tim.

Hệ thống theo dõi sức khỏe không dây cho bệnh nhân

Mục đích chính của hệ thống y tế tự động này là theo dõi nhiệt độ cơ thể, nhịp tim và nhịp mạch của bệnh nhân và hiển thị giống nhau cho bác sĩ bằng cách sử dụng công nghệ RF.

Trong bệnh viện, nhiệt độ cơ thể và nhịp tim của bệnh nhân cần được theo dõi thường xuyên, việc này thường do bác sĩ hoặc nhân viên y tế khác thực hiện. Họ quan sát nhiệt độ cơ thể và nhịp tim (cho dù 72 lần mỗi phút). Các bác sĩ và các nhân viên quản lý bệnh viện khác luôn ghi chép về nhiệt độ cơ thể và nhịp tim của mọi bệnh nhân.

Dự án hệ thống theo dõi sức khỏe này bao gồm các thành phần khác nhau như Vi điều khiển 8051 , bộ cấp nguồn được điều chỉnh 5V, cảm biến nhiệt độ, cảm biến nhịp tim, bộ phát RF, mô-đun bộ thu và màn hình LCD. Bộ vi điều khiển được sử dụng như bộ não của toàn bộ dự án để theo dõi nhịp tim, nhịp tim và nhiệt độ cơ thể của bệnh nhân. Hoạt động của dự án hệ thống giám sát này được minh họa với sự trợ giúp của sơ đồ khối, bao gồm các khối khác nhau như khối cấp nguồn cung cấp năng lượng cho toàn mạch, a cảm biến nhiệt độ tính toán nhiệt độ cơ thể của bệnh nhân và cảm biến nhịp tim để theo dõi nhịp tim của bệnh nhân.

Sơ đồ khối của máy phát

“ném đôi cực đơn là gì ”

Trong phần máy phát, cảm biến nhiệt độ được sử dụng để đọc nhiệt độ cơ thể của bệnh nhân liên tục và cảm biến nhịp tim để theo dõi nhịp tim của bệnh nhân, sau đó dữ liệu được gửi đến bộ vi điều khiển 8051. Dữ liệu được truyền trước tiên, sau đó được mã hóa thành dữ liệu nối tiếp trong không khí bằng Mô-đun tần số vô tuyến . Nhiệt độ cơ thể của bệnh nhân và nhịp tim đập mỗi phút được hiển thị trên màn hình LCD. Với sự trợ giúp của một ăng-ten RF được đặt ở đầu phát, dữ liệu được truyền đến phần thu.

Sơ đồ khối của máy thu

Trong phần bộ thu, một bộ thu được đặt ở đầu kia để nhận dữ liệu và dữ liệu nhận được sẽ được giải mã bằng cách sử dụng bộ giải mã và dữ liệu được truyền (nhiệt độ cơ thể, nhịp tim) được so sánh với dữ liệu được lưu trữ trong bộ vi điều khiển và sau đó dữ liệu kết quả được hiển thị trên màn hình LCD. Mô-đun RF thu được đặt tại phân vùng của bác sĩ liên tục đọc các tình trạng sức khỏe của Bệnh nhân như nhiệt độ cơ thể, nhịp tim và nhịp tim và hiển thị kết quả không dây trên màn hình LCD.

Máy theo dõi nhịp tim kỹ thuật số sử dụng vi điều khiển

Dự án được thiết kế theo cách để theo dõi phép đo nhịp tim bằng vi điều khiển với sự trợ giúp của cảm biến nhịp tim.

Mô tả mạch: Sơ đồ mạch cảm biến nhịp tim dựa trên một Bộ vi điều khiển AT89S52 và các thành phần khác như cảm biến nhịp tim, bộ nguồn, mạch dao động tinh thể, điện trở, tụ điện và màn hình LCD.

Sơ đồ mạch theo dõi nhịp tim kỹ thuật số

Bộ vi điều khiển AT89S52 là nhất vi điều khiển phổ biến được chọn từ họ vi điều khiển 8051. Một bộ vi điều khiển 8 bit được sử dụng để điều khiển tất cả các hoạt động của mạch. Nó cũng kiểm soát các xung nhịp tim được tạo ra từ cảm biến nhịp tim.

Dự án này sử dụng một cảm biến nhịp tim được sử dụng để kiểm soát nhịp tim của bệnh nhân tim. Hơn nữa, màn hình LCD được sử dụng để hiển thị. Bộ vi điều khiển AT89S52 được sử dụng để theo dõi liên tục nhịp tim và nhịp mạch của bệnh nhân được thực hiện bằng cách xem xét lập trình C nhúng thực hiện trong vi điều khiển bằng phần mềm KEIL. Toàn bộ mạch được cấp điện từ các khối khác nhau như bộ điều chỉnh điện áp và bước xuống máy biến áp , được sử dụng trong mạch cung cấp điện. Bộ điều chỉnh điện áp tạo ra một điện áp đầu ra không đổi là 5 Vôn.

Sơ đồ mạch của Máy theo dõi nhịp tim kỹ thuật số

Các thành phần được sử dụng:

Bộ vi điều khiển AT89S52: Thiết bị được sử dụng trong dự án này là 'AT89S52', là một điển hình Vi điều khiển 8051 do tập đoàn Atmel sản xuất. Bộ vi điều khiển này là phần quan trọng nhất của dự án này vì nó điều khiển tất cả các hoạt động của mạch như đọc dữ liệu xung nhịp tim từ cảm biến nhịp tim.

Nguồn cấp: Khối nguồn này bao gồm một biến áp hạ bậc, một chỉnh lưu cầu, một tụ điện và một bộ điều chỉnh điện áp. Nguồn cung cấp dòng điện hoạt động một pha từ nguồn lưới được giảm xuống dải điện áp thấp hơn và được điều chỉnh lại thành Dòng điện một chiều bằng sử dụng một bộ chỉnh lưu cầu . Dòng điện một chiều được chỉnh lưu này được lọc và điều chỉnh cho toàn bộ phạm vi hoạt động của mạch bằng tụ điện và IC điều chỉnh điện áp, tương ứng.

LCD: Hầu hết các dự án sử dụng Màn hình LCD để hiển thị thông tin như nhịp tim, nhiệt độ cơ thể, v.v. Có nhiều màn hình khác nhau được sử dụng trong các dự án như màn hình bảy đoạn và màn hình LED. Việc lựa chọn màn hình phụ thuộc vào việc xem xét các thông số sau: giá thành màn hình, mức tiêu thụ điện năng và điều kiện ánh sáng xung quanh.

Điện trở: Điện trở được định nghĩa rõ ràng là tỷ số giữa điện áp đặt trên các đầu cực của nó và dòng điện đi qua nó. Giá trị điện trở phụ thuộc vào điện áp cố định giới hạn dòng điện đi qua nó. Điện trở là một thành phần thụ động được sử dụng để điều khiển dòng điện trong mạch điện tử.

Tụ điện: Mục đích chính của tụ điện là lưu trữ điện tích. Tích của giá trị điện dung và hiệu điện thế đặt trên tụ điện bằng điện tích trong tụ điện.

Dao động tinh thể: Mạch dao động tinh thể là một loại mạch điện tử sử dụng cộng hưởng cơ học của mạch dao động được sử dụng để tạo ra tín hiệu điện bằng cách thay đổi tần số. Bộ vi điều khiển AT89S52 điều khiển các tinh thể để đồng bộ hóa hoạt động của nó. Loại đồng bộ hóa được thực hiện trong mạch này được gọi là chu kỳ máy.

Hoạt động mạch

Trong hệ thống này, một mạch dao động tinh thể được kết nối giữa các chân 18 và 19 của vi điều khiển AT89S52 được sử dụng để vận hành các tập lệnh ở một dải tần số xung nhịp khác nhau. Một chu kỳ máy được sử dụng để đo thời gian tối thiểu để thực hiện một tập lệnh đơn.
Mạch reset được kết nối với chân 9 của vi điều khiển AT89S52 với sự trợ giúp của tụ điện và điện trở. Đầu kia của điện trở được kết nối với đất (20 chân) và đầu kia của tụ điện được kết nối với chân 31 (EA / Vpp) 31. Điện trở và tụ điện được kết nối theo cách mà chúng thực hiện chế độ hoạt động đặt lại bằng tay. Nếu công tắc bị đóng, thì chốt đặt lại được đặt ở mức cao.
Cảm biến nhịp tim được kết nối với chân cổng 1.0 của bộ vi điều khiển được sử dụng để theo dõi nhịp đập của tim , và các tín hiệu xung này được gửi đến bộ vi điều khiển và so sánh với dữ liệu được lập trình được lưu trữ trong bộ vi điều khiển bằng cách sử dụng phần mềm Keil. Bất cứ khi nào nhận được xung nhịp tim của đầu vào, bộ đếm trong bộ vi điều khiển sẽ đếm các xung này trong một khoảng thời gian nhất định.
Màn hình LCD được kết nối với cổng 2 chân của vi điều khiển AT89S52. Khoảng thời gian của một nhịp tim sẽ là một giây và bằng cách chia 60.000 cho 1000, chúng ta sẽ có kết quả thích hợp là 60, sau đó sẽ được hiển thị trên màn hình LCD.

Đây là tất cả về cảm biến nhịp tim và hoạt động của nó với các ứng dụng có liên quan và các ví dụ thực tế một cách chi tiết. Hơn nữa, đối với bất kỳ câu hỏi nào liên quan đến chủ đề này hoặc về điện và dự án điện tử chúng tôi bằng cách bình luận trong phần bình luận đưa ra bên dưới.

Tín ảnh: