Srdcový tep Arduino s EKG displejem a zvukem: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Hej lidi! Doufám, že jste si už užili mé předchozí instruktážní „Arduino LIXIE Clock“a jste připraveni na nový, jako obvykle jsem vytvořil tento návod, který vás provede krok za krokem při vytváření tohoto druhu super úžasných levných elektronických projektů, kterým je „Arduino“Zařízení pro srdeční tep “.

Během tvorby tohoto projektu jsme se snažili ujistit, že tento návod bude pro vás tím nejlepším průvodcem, který vám pomůže, pokud si chcete vytvořit vlastní EKG, takže doufáme, že tento návod obsahuje potřebné dokumenty.

Tento projekt je tak praktické vyrobit speciálně po získání přizpůsobené desky plošných spojů, kterou jsme objednali u JLCPCB, abychom vylepšili vzhled našeho elektronického zařízení, a také v této příručce je dostatek dokumentů a kódů, které vám umožní snadno vytvořit pulzní displej Arduino Heart. Tento projekt jsme vyrobili za pouhé 3 dny, pouhé dva dny na získání všech potřebných dílů a dokončení výroby hardwaru a sestavení, poté jsme připravili kód, který bude vyhovovat našemu projektu a zahájíme testování a úpravy.

Co se z tohoto návodu naučíte:

1. Správný výběr hardwaru pro váš projekt v závislosti na jeho funkcích.
2. Pochopte technologii snímače srdečního tepu.
3. Připravte si schéma zapojení pro připojení všech vybraných komponent.
4. Sestavte všechny součásti projektu (krabice zařízení a elektronická sestava)..
5. Spusťte vlastní pulzní zařízení Heart.

Krok 1: Jak funguje snímač srdečního tepu

Jak je definováno na Wikipedii „Elektrokardiografie je proces výroby elektrokardiogramu (EKG nebo EKG [a]), záznamu - grafu napětí v závislosti na čase - elektrické aktivity srdce [4] pomocí elektrod umístěných na kůži. elektrody detekují malé elektrické změny, které jsou důsledkem depolarizace srdečního svalu následované repolarizací během každého srdečního cyklu (srdeční tep). “

V našem případě nepoužíváme elektrody, ale IR senzor, snímač srdečního tepu je biomedicínský senzor, který

znamená, že používá některé biologické a fyziologické proměnné k indikaci stavu těla.

Když mluvíme o proměnných, náš senzor má analogový výstup, který jde od 0V do 5V a tento výstup ukazuje, jaký průtok/tlak krve se srdce chystá pumpovat, ale jak tento senzor měří tyto změny průtoku krve!

Senzor využívá infračervený signál z IR diody promítaný na vaši kůži. Těsně pod kůží jsou kapiláry nesoucí krev. Pokaždé, když vaše srdce pumpuje, dojde k malému zvýšení průtoku/tlaku krve. To kapiláry mírně nabobtná a právě tehdy se tyto trochu více naplněné kapiláry odrážejí více infračerveně. Infračervený detektor na zařízení snímá různé odražené úrovně IR a zesiluje měřený signál a převádí jej na interpretovatelný napěťový signál, který lze odeslat do jakéhokoli mikrokontroléru, jako je Arduino MCU.

Krok 2: CAD a hardwarové součásti

Počínaje částmi 3D tištěného boxu jsem provedl výše uvedený návrh pomocí softwaru Solidworks a soubory STL můžete získat z odkazu ke stažení. Tento návrh je 100% doporučen, aby vám pomohl při vytváření zařízení, protože odpovídá přesnému umístění senzoru a OLED displej.

Po přípravě návrhu jsem nechal své díly velmi dobře vyrobit a připravit k akci. a jak vidíte na poslední fotografii, připravili jsme umístění napájecího konektoru na straně krabice.

Krok 3: Schéma zapojení

Když se přesunu k elektronice, vytvořil jsem toto schéma zapojení, které obsahuje všechny potřebné součásti potřebné pro tento projekt. Připojuji snímač srdečního tepu k mému MCU ATMega328P a zobrazuji napěťový signál přijatý ze snímače přes OLED displej, graf bude časem ukazovat vývoj napětí a já také používám bzučák k označení každého srdečního tepu, v tomto projektu se také používá RGB LED k indikaci stavu BPM, takže když je BPM příliš nízký, „méně než 60 BOM“LED se rozsvítí žlutě, když je BPM v pořádku, LED se rozsvítí zeleně a když je BPM příliš vysoko, LED se rozsvítí červeně.

Krok 4: Výroba DPS

O JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co. S více než 10 lety zkušeností s výrobou desek plošných spojů má JLCPCB více než 200 000 zákazníků doma i v zahraničí, s více než 8 000 online objednávkami prototypů desek plošných spojů a malou výrobou desek plošných spojů denně. Roční výrobní kapacita je 200 000 m2. pro různé 1vrstvé, 2vrstvé nebo vícevrstvé desky plošných spojů. JLC je profesionální výrobce desek plošných spojů, který se vyznačuje velkým měřítkem, vybavením studny, přísným řízením a vynikající kvalitou.

Mluvící elektronika

Po vytvoření schématu zapojení jsem jej transformoval do přizpůsobeného designu DPS a vše, co nyní potřebuji, je výroba mé DPS, pro jistotu jsem se přesunul k JLCPCB, nejlepšímu dodavateli DPS, abych získal nejlepší službu výroby DPS, po několika jednoduchých kliknutích jsem nahráli jsem příslušné GERBER soubory mého návrhu a já jsem nastavil některé parametry, jako je barva a množství tloušťky desky plošných spojů, a tentokrát použijeme červenou barvu, aby vyhovovala designu tvaru srdce naší desky plošných spojů; pak alespoň musíte zaplatit pouhé 2 dolary, abyste získali desku plošných spojů pouze po čtyřech dnech, čeho jsem si na JLCPCB všiml tentokrát, je „vybitá barva desky plošných spojů“, což znamená, že zaplatíte pouze 2 USD za jakoukoli barvu desky plošných spojů, kterou si vyberete.

Související soubory ke stažení

Jak vidíte na obrázcích výše, deska plošných spojů je velmi dobře vyrobena a mám stejný design desek plošných spojů, jaký jsme vyrobili pro naši hlavní desku a všechny štítky, loga mě tam vedou během kroků pájení. Můžete si také stáhnout soubor Gerber pro tento obvod z níže uvedeného odkazu pro stažení v případě, že chcete zadat objednávku pro stejný design obvodu.

Krok 5: Ingredience

Než začneme pájet elektronické součástky, podívejme se na seznam součástí našeho projektu, takže budeme potřebovat:

★ ☆ ★ Potřebné součásti ★ ☆ ★

- DPS, kterou objednáváme z JLCPCB- Arduino Uno:

- Rezistory 330Ohm:

- 16 MHz křemenný oscilátor:

- Senzor heartPulse:

- Bzučák:

- OLED displej:

- RGB LED:

Krok 6: Elektronická montáž

Nyní je vše připraveno, takže začněme pájet naše elektronické součástky na desku plošných spojů a k tomu potřebujeme páječku a pájecí jádro a přepracovací stanici SMD pro součástky SMD.

Bezpečnost především

Páječka

Nikdy se nedotýkejte prvku páječky … 0,400 ° C!

Držte dráty určené k ohřevu pinzetou nebo svorkami.

Pokud páječku nepoužíváte, vždy ji vraťte na její místo.

Nikdy jej nepokládejte na pracovní stůl.

Pokud jednotku nepoužíváte, vypněte ji a odpojte ze zásuvky.

Jak vidíte, používání této desky plošných spojů je tak snadné díky velmi vysoké kvalitě výroby a nezapomínáme na štítky, které vás budou provázet při pájení každé součásti, protože na vrchní hedvábné vrstvě najdete štítek každé součásti označující její umístění na deska a tímto způsobem si budete 100% jisti, že neuděláte žádné chyby při pájení. Pájel jsem každou součást na její umístění a můžete použít obě strany desky plošných spojů k pájení vašich elektronických součástek.

Krok 7: Část softwaru a test

Vše, co nyní potřebujeme, je software. Vytvořil jsem pro vás tento kód Arduino a můžete jej mít zdarma z níže uvedeného odkazu, kód je velmi dobře komentovaný, takže mu můžete porozumět a upravit jej pro své vlastní potřeby, potřebujeme desku Arduino Uno k nahrání kódu do našeho ATmega328 MCU, pak vezmeme MCU a umístíme jej do jeho zásuvky na desce.

K zapnutí zařízení potřebujeme externí 5v napájecí adaptér a jsme tady, jak vidíte, zařízení zobrazuje údery za minutu a zobrazuje graf srdečních pulsů vykreslený na OLED displeji, aniž by zapomněl na tuto RGB LED, která indikuje stav těla také.

Tento projekt je tak snadno vyrobitelný a úžasný, zvláště s OLED displejem, který by mohl být vaší nejlepší volbou pro zahájení výroby biomedicínských pomůcek, ale přesto provést další vylepšení, aby bylo mnohem více másla, proto budu čekat za vaše návrhy na jeho vylepšení.