Senzor za mjerenje pulsa. Trebate li bežični monitor otkucaja srca za vježbanje na traci za trčanje? Kako radi optički senzor otkucaja srca

Samsung Galaxy S5 je izvrstan moderan pametni telefon, ali ništa u njemu ne iznenađuje više od ugrađenog senzora otkucaja srca, koji je povezan s vlasničkom aplikacijom S Health. Senzor koji ima vrlo mala veličina i nalazi se na stražnjoj strani uređaja odmah ispod kamere daje vrlo precizne podatke o razini otkucaja vašeg srca. Možete ga prepoznati tijekom jutarnjeg trčanja ili u bilo kojem drugom trenutku. Pogledajmo kako ga koristiti!

O ČEMU JE ČLANAK?

Radnje

1. Otvorite pregled aplikacije

Učinite to klikom na "Apps" u donjem desnom kutu zaslona.

2. Pokrenite aplikaciju "S Health".

U korisničkom sučelju S Health trebali biste vidjeti ikone na vrhu koje vam govore o očitanju pedometra, izbrojanim kalorijama i unosu kalorija koje ste prijavili u aplikaciju. Ispod ćete vidjeti neke ikone s kojima možete komunicirati.

3. Na glavnoj stranici aplikacije kliknite na Heart Rate

To je zelena ikona s bijelim srcem iznutra.

4. Prstom dodirnite senzor otkucaja srca ispod kamere, postat će crven

Držite ga u tom položaju nekoliko sekundi dok se podaci ne očitaju. Imajte na umu da prvih nekoliko puta pametni telefon možda neće očitati vaše indikatore. Senzor je vrlo osjetljiv na pokrete, vlagu i druge čimbenike. Kako biste poboljšali kvalitetu očitavanja indikatora, preporučujemo sljedeće slijedeći savjet:

Koristite senzor samo sa suhim prstom

Držite prst na senzoru što duže možete. Uzmite si vremena!

Nemojte plakati! Glasna buka može utjecati na rad senzora.

Ako se očitanje ne dogodi, pokušajte zadržati dah. Ponekad pomaže.

Ovo je zanimljivo

Prema Samsungu, ugradnja senzora otkucaja srca rezultat je nedavnog trenda pomnog praćenja zdravlja, a jedna od ideja tvrtke je da su "Samsungovi napori usmjereni na zadovoljenje potreba i preferencija ljudi". Nakon objašnjenja tehničke karakteristike mjerenje otkucaja srca, Samsung govori o tome zašto su pametnim telefonima dodali senzor otkucaja srca umjesto neke druge cool značajke. “Otkucaji srca jedan su od najčešće mjerenih pokazatelja zdravlja. Senzor otkucaja srca omogućuje vam da provjerite u kojem načinu radi vaše srce prije, tijekom i nakon treninga. Vodeći i nosivi uređaji uvijek su pri ruci, što je potaknulo tvrtku da im doda takvu značajku.

U ovom ćete članku saznati nekoliko detalja na koje treba obratiti pozornost pri projektiranju fotopletizmografskih senzora.

Uvod

U prethodnom članku ste se upoznali s dizajnom senzora koji mjeri pulsogram. Danas ću podijeliti neka dostignuća koja mogu biti korisna pri odabiru elementne baze pletizmografa i razvoju njegovog električnog kruga. Oni će pomoći u poboljšanju kvalitete korisnog signala, na što prvenstveno utječu sljedeći čimbenici:

nedostatak artefakata;
prisutnost izraženog pulsnog vala na mjestu registracije;
dizajn osjetnog elementa.

Artefakt - promjena valnog oblika koja nije povezana s korisnom komponentom, spektralno i amplitudno joj je slična.

Postoji nekoliko izvora artefakata:

kretanje osobe koja koristi fotopletizmograf, relativni izvor svjetlosti, prirodni ili umjetni, na primjer, pomicanje sjene od sunca tijekom sporta;
kretanje izvora svjetlosti u odnosu na osobu ili promjena svjetline ovog izvora. Na primjer, trepereće fluorescentne svjetiljke;
pokreti dijelova tijela koji nisu povezani s pulsom, uzrokujući pokrete fotopletizmografa ili točaka tijela na mjestu gdje je ugrađen osjetljivi element. Na primjer, pokreti kostiju podlaktice koji se javljaju prilikom pomicanja prstiju, pokreti kostiju glave povezani s govorom i izrazima lica.

Osim artefakata, kvaliteta mjerenja pulsa ovisi o jačini pulsnog vala. Kod iste osobe puls može biti jako dobar i jako loš. Na primjer, tijekom trosatnog kompjuteriziranog psihofiziološkog testiranja mnogo sam puta promatrao promjenu otkucaja srca. Pulsogram je mjeren iz ušne školjke. U ovom slučaju, signal se s vremenom pogoršao. To se može dogoditi prilično brzo - za pola sata, a vjerojatno je zbog činjenice da ušna štipaljka otežava protok krvi, kao i zbog prisilne nepokretnosti subjekta.

Slična se situacija opaža pri mjerenju pulsa iz falange prsta. Promjena sobne temperature ili lagana promjena u držanju osobe i rezultirajući pomak točke registracije za malu udaljenost može dovesti do smanjenja razine signala ili do njegovog potpunog nestanka.

Kod mjerenja pulsa iz hrama, problem nedostatka signala se pogoršava. Područje hrama više površine prstom, teže je pronaći točku na kojoj je puls bolje izražen, a korisnik će vjerojatno pogrešno staviti senzor.

Višekanalni senzorski elementi

Za rješavanje opisanog problema može se primijeniti načelo uobičajeno u tehnologiji - dupliciranje, koje u ovaj slučaj uključuje korištenje senzora s više senzorskih elemenata. Shematski dijagram koji implementira takvu ideju prikazan je na sljedećoj slici.

Predviđam skeptična razmišljanja čitatelja o paralelno spojenim LED diodama. Nemojte strogo suditi jer je ovo prototip koji se nije trebao koristiti dugo vremena.

LED diode i fototranzistori uključeni isprintana matična ploča raspoređeni u parovima. Veličina ploče je odabrana tako da pokrije cijelo područje hrama, što vam omogućuje postavljanje kruga pojačanja signala i filtriranja na isto mjesto. Ploča može sadržavati rupe za pričvršćivanje na traku-traku. Izgled senzor s devet osjetnih elemenata prikazan je na sljedećoj slici.

Slično rješenje može se primijeniti za mjerenje pulsa na prstu ili zapešću. Ispod je dijagram senzora koji se sastoji od četiri fototranzistora i jedne LED diode.

Fototranzistorski odašiljači ne smiju biti spojeni, a tada se signali sa svakog od njih mjere neovisno, au tom slučaju je potreban poseban višekanalni mjerni uređaj. Višekanalno izvršenje također može biti korisno za uklanjanje artefakata. Ako se artefakt pojavi samo u području jedne fotoćelije, on je fiksan i ne uzima se u obzir u ukupnoj slici mjerenja. Međutim, korištenje takve sheme nije uvijek prikladno, jer dovodi do povećanja dimenzija. Sasvim je druga stvar ako spojite fotoosjetljive elemente paralelno. U ovom slučaju potreban je samo jedan mjerni kanal. Sljedeća slika prikazuje prototip takvog senzora. Radi prema shemi "odraza". LED se nalazi u sredini, a fototranzistori su na rubovima. Senzor se može koristiti za registraciju pulsograma s falange prsta ili zapešća. Tiskana pločica je ožičena tako da se mogu spojiti fototranzistori u višekanalnoj ili jednokanalnoj izvedbi.

Slaganje

Za bolju fiksaciju fotoćelija, površina tiskane pločice može se napuniti smjesom. Napravljen za punjenje poseban oblikšto također vidite na slici. Da se smjesa ne lijepi za kalup, bolje je napraviti od fluoroplasta. Ako je kalup izrađen od drugog materijala, poput metala, tada ga treba podmazati posebnom smjesom prije izlijevanja smjese. Ako takav sastav nije dostupan, poslužit će obični vazelin. Također treba paziti na izbor spoja, jer nepravilno odabrani sastav može deformirati elemente tijekom stvrdnjavanja.

Osim fiksiranja, spoj djeluje kao svjetlosni filtar. U tu svrhu prikladne su epoksidne smole s bojama. Na primjer, može se koristiti Epoxycon spoj koji proizvodi SPbGTI.

Alternativa spojevima mogu biti čvrsti filtri. Usko su uz tiskanu ploču, a za LED i fototranzistore utori se izrađuju rezačem ili laserom. Sljedeća slika prikazuje senzor s elementima prekrivenim glodanom pločom.

Prisutnost svjetlosnog filtra omogućuje smanjenje artefakata koje stvaraju vanjski izvori svjetlosti. Sljedeća slika prikazuje prikaz optičkih spojeva prije i nakon stvrdnjavanja.

Značajke izbora fototranzistora i LED dioda

Za registraciju pulsnog vala koriste se fotoosjetljivi elementi - fotodiode ili fototranzistori. Ovaj se članak bavi samo fototranzistorima. Zato što sam u vrijeme mog početka rada u ovom smjeru već imao nekoliko desetaka različitih tranzistorskih senzora (štipaljke, štipaljke i vrhove prstiju), kao i dobro uspostavljena rješenja krugova. Korištenje dioda nije ništa lošije i naširoko se koristi u raznim primjenama, na primjer, u uobičajenim medicinskim senzorima standarda Nellcor.

Prilikom odabira fototranzistora i LED dioda prije svega treba obratiti pozornost na sljedeće karakteristike:

valna duljina (maksimalna spektralna karakteristika) [nm];
kut polusvjetline za LED diode i kut pokrivenosti za fototranzistore [stup.];
intenzitet zračenja [mW/sr] za LED diode i osjetljivost za fototranzistore [mA/(mW/cm2)];
nazivna struja fototranzistora i LED [mA];
tamna struja fototranzistora [mA];
prisutnost leća i svjetlosnih filtara ugrađenih u tijelo.

Za mjerenje pulsa najprikladnije su valne duljine koje krv najviše apsorbira. Ovo su valne duljine koje odgovaraju zelenoj boji od 530 nm. Također se koriste crvene i infracrvene trake. Toplo preporučam uz klasifikaciju metoda za mjerenje pulsa, na istom mjestu ćete naučiti o apsorpcijskom spektru hemoglobina.

Prilikom odabira fotoćelija treba obratiti pozornost na prisutnost leća i filtara koji vam omogućuju postizanje željenog kuta polusvjetline i pokrivenosti, te stoga biti manje osjetljivi na zračenje iz drugih izvora. Ugrađeni filtri omogućuju vam rad samo u odabranom spektralnom rasponu. Ako odaberete LED s velikim kutom polusvjetline i fototranzistor s velikim kutom pokrivanja, tada će svjetlost prolaziti kroz površinu kože. To će dovesti do pogoršanja mjernog raspona, a svjetlosni tok moduliran pulsnim valom praktički neće utjecati na izlazni signal. mjerni krug. Ova situacija je ilustrirana na sljedećoj slici.

Kut a2 je prihvatljiv, ali kut a1 je prevelik za korištenje LED-a s ovim kutom u uređaju za mjerenje pulsa. Ovaj primjer se odnosi na slučaj mjerenja pulsa "na refleksiju". Odabir LED-a s velikim kutom polusvjetline u prijenosnim uređajima rezultirat će činjenicom da će velika količina snage zračenja proći pored fotodetektora. To je nepoželjno, posebno na mobilnim uređajima.

Treba obratiti pozornost i na intenzitet LED zračenja, mjeren u milivatima po steradijanu [mW/sr]. U dokumentima za LED diode obično se označavaju struje od 20, 100 i 1000 mA. Za uštedu energije bolje je odabrati LED diode koje imaju veću ovu karakteristiku za istu potrošnju struje. Treba obratiti pozornost na vrijednost fotoelektrične struje fototranzistora, što je veća, to bolje. Posljednje dvije značajke su povezane. Zbog toga bi minimalna očekivana razina signala trebala biti barem nekoliko puta veća od očekivane razine šuma u mjernom uređaju.

LED diode i fototranzistori često se prodaju u paru, prikladan prijatelj jedni drugima strukturno i u smislu spektralnih karakteristika. Tablica prikazuje karakteristike nekoliko parova LED dioda i fototranzistora. Parovi u linijama 2 i 3 nisu prikladni za upotrebu u monitorima otkucaja srca zbog velikog kuta i niske izlazne snage. Prikladni su parovi 1, 4 i 5, s tim da je prvi par najbolji. To su potvrdila ispitivanja. Ako su ostale stvari jednake, najbolji signal pulsograma dobiven je pri korištenju prvog para. Treba napomenuti da ako se neprozirna barijera postavi između LED-a i fototranzistora, tada kut zračenja i osjetljivost neće toliko utjecati na kvalitetu mjerenja pulsa.

Zaključak. Tri u jednom

Umjesto zaključka, spomenut ću jedno divno integralno rješenje, koje je u komentarima na prethodni članak naveo korisnik habra valexey. Riječ je o o uređaju Si1143 iz Silicon Labsa. Unutar ima dvije fotodiode - crvenu i IR, upravljačku jedinicu za tri LED diode, ugrađeni krug pojačanja i filtriranja, ADC i modul serijskog sučelja I2C. Ostale detalje neću opisivati jer ga još nisam imao vremena isprobati. Sudeći prema opisu, ovaj uređaj je vrlo pogodan za razna mjerenja koja se odnose na praćenje otkucaja srca.

p.s.

Spremište je dopunjeno crtežima osjetljivi elementi i međupojačala.

Zbog brojnih zahtjeva čitatelja našeg bloga, uz materijale o samostalnom sastavljanju elektrokardiografa, objavljujemo sve što je potrebno za sastavljanje monitora otkucaja srca. Puls ćemo mjeriti optičkom metodom „na odraz“. Kao senzor koriste se LED dioda i fotodetektor montirani u tijelo uređaja. Možete napraviti vlastiti senzor bilo kojeg drugog dizajna (na primjer, proziran senzor iz štipaljke). Predstavljamo vam prvu javnu (zapravo - osmu eksperimentalnu) verziju uređaja "Pulse Lite".

Dragi radioamateri, skrećem vam pozornost na činjenicu da fotopletizmograf - složeni uređaj, u kojem tijekom montaže možete puno pogriješiti, a s "dva udarca" neće krenuti. Ako namjeravate sastaviti uređaj od onoga što imate pri ruci, zamjenjujući dijelove i oznake prikazane u dijagramu strujnog kruga, imajte na umu da uređaj najvjerojatnije neće raditi. Čak je i kućni kardiograf "ECG Lite" mnogo manje izbirljiv u tom pogledu. Onda ne biste trebali kriviti programere za izgubljeno vrijeme, tekstolit i radio komponente. Ako vam je potreban monitor otkucaja srca od nekoliko pojačala, LED i fotodetektora, koristite druge sklopove.

Prve poteškoće

Nekoliko riječi o zašto je fotopletizmograf mnogo kompliciraniji od kardiografa u smislu sklopa.

Podsjetimo, elektrokardiograf bilježi električne potencijale izazvane električnom aktivnošću srčanog mišića na tijelu. Ti isti bipotencijali nemaju velike razlike u razliciti ljudi, a normalna amplituda signala (iz udova) je 1 ± 0,2 mV.

Pulsograf registrira signale optičkom metodom - fotodetektor registrira promjenu intenziteta svjetlosti (izvor je LED) koja je prošla kroz prst (ili se njime raspršila - za "refleksni" senzor), uzrokovanu crpni rad naše srce – periodično povećanje dotoka krvi u tkiva.

Čini se da ništa komplicirano, ako ne za dva glavna "ALI". Punjenje krvi, elastičnost krvnih žila, pritisak i, što je najvažnije, debljina kože kod ljudi su izrazito različite. To dovodi do činjenice da razina konstantnog osvjetljenja fotodetektora (na koju utječu naša koža i veličina prstiju) i razina varijabilne komponente (tlak, krvne žile, stanje prokrvljenosti udova itd.) razlikuju stotine puta za različite ljude.

Za izradu pulsografa potrebni su vam sklopovi za kondicioniranje signala (pokretač) izvora svjetlosti, složena infra-niskofrekventna pojačala (EKG - signal više frekvencije), sklopovi koji potiskuju smetnje od stalnog osvjetljenja izvora trećih strana; kao i lukavi krugovi automatske kontrole pojačanja.
Možete, zabave radi, usporediti cijene profesionalnih kardiografa i pulsnih oksimetara (potonji su puno skuplji).
Nadam se da smo vas dovoljno uplašili 🙂 da izgubite želju da sami sastavite fotopletizmograf. Nije otišao? Zatim čitajte dalje.

Karakteristike uređaja

Ako ste sve učinili kako treba - bez grešaka na ploči i promjenama kruga i bez neispravnih dijelova, tada ćete na izlazu dobiti uređaj koji će vas oduševiti sljedećim značajkama:

registrira pulsni val senzorom koji se sastoji od LED diode i fotodetektora (možete napraviti senzor za prijenos ili refleksiju);
prenosi signal na računalo putem USB-a, a računalni softver može učiniti puno:
izračunava trenutni broj otkucaja srca;
provodi konturnu analizu pulsnog vala i analizu varijabilnosti srčanog ritma;
zapisuje fotopletizmogram bilo kojeg trajanja u datoteku;
provodi automatiziranu dijagnostiku (baza dijagnoza je konfigurabilna);
ispisati rezultate istraživanja.

Ograničenja ovog računalnog monitora otkucaja srca:

ne radi s Nellcor štipaljkama i kopčama za uši iz Aliexpressa!
ne radi s najnovijom verzijom Pulse Lite Control!
ne mjeri oksigenaciju!

Ponavljam još jednom: krug, ploča i firmware monitora otkucaja srca - prva dobro uspostavljena verzija fotopletizmografa "Pulse Lite", dakle, Nellcor ne radi s štipaljkom, također ne radi s najnovija verzija softvera. Najnoviju verziju Pulse Lite monitora pulsa ne planiramo "otvoriti".

Sve za vlastitu proizvodnju

Na ovoj poveznici preuzmite shemu i sve što vam je potrebno za izradu ploče kod kuće koristeći LUT (u pdf formatu). Arhiva sadrži, osim sheme, spremne za ispis (imajte na umu da više ne morate ništa zrcaliti, ispis bez skaliranja, tj. 1:1!) gornju i donju stranu ploče, via mapu (gore i pogled odozdo), elemente karte lokacije.

Trikovi pri izgradnji sklopnih rješenja

Autor ovih redaka pretpostavlja da ste već preuzeli i vidjeli dijagram ožičenja fotopletizmograf. Ako čitate dalje, to znači da želja za izradom uređaja još uvijek nije izgubljena, a to ne može nego veseliti 🙂. Samo takvim tvrdoglavim čitateljima otkrit ćemo glavne tajne stvaranja našeg uređaja. Dakle, kako bi osnovna shema fotopletizmografa bila razumljivija, pojasnit ćemo najvažnija tehnička rješenja i razloge koji su ih potaknuli na uvođenje u naš uređaj.

Jedan od problema fotopletizmografije već smo izrazili - to je osjetljivost uređaja na osvjetljenje izvora trećih strana, čiji je utjecaj vrlo teško eliminirati tako očiglednim korištenjem filtarskih krugova, jer je korisno signal leži u istom frekvencijskom području kao niskofrekventne smetnje (od djelića do desetaka herca). Za pojačanje korisnog signala (fotopletizmograma) odlučeno je koristiti princip modulacije - demodulacije, koji je sljedeći:

Korisni signal prenosimo u područje visokih frekvencija. Da biste to učinili, LED se napaja istosmjerna struja, i promjenjiva, s frekvencijom od 5 kHz. Tako se formira nosivi signal visoke frekvencije. Kada prolazi kroz prst, intenzitet svjetlosti (pulsira na frekvenciji od 5 kHz) se mijenja zbog periodičnih fluktuacija u opskrbi krvlju. Posljedično, fotodetektor prima RF signal moduliran po amplitudi pomoću korisnog signala fotopletizmograma.
Nadalje, vrlo je sigurno i relativno lako filtrirati niskofrekventne smetnje uzrokovane vanjskim osvjetljenjem, budući da spektar korisnog signala leži u visokofrekventnom području (5 kHz).
RF signal pojačavamo klasičnim pojačalima na jeftinim opampima.
Provodimo detekciju amplitude kako bismo izdvojili koristan niskofrekventni signal (omotnicu).
Filtriramo i pojačavamo signal niske frekvencije.

Problem broj 2 (različita prokrvljenost, debljina koža itd.) riješeni su implementacijom automatskog podešavanja pojačanja visokofrekventnog i niskofrekventnog stupnja pojačala.

Zapravo, sve su to trikovi koji su s jedne strane zakomplicirali shemu do sramote, s druge strane omogućili stvaranje fotopletizmografa koji stabilno bilježi pulsni val ne samo kod pacijenta koji ga je razvio , ali u svima, a koji je izgrađen na temelju jeftinih elektroničkih komponenti dostupnih u svakoj trgovini radiodijelova koja poštuje sebe.

Objašnjavamo strujni krug

Sada prijeđimo na detalje. Fotopletizmograf se napaja s računala putem USB kabela. Galvanska izolacija uređaja od računala nije implementirana jer nema električnog kontakta s pacijentom tijekom registracije pulsa. Boost prekidačko napajanje temeljeno na NCP1406 boost kontroleru, čiji je izlaz spojen na udvostručivač napona s središnja točka, spojen na zajedničku GND žicu, daje ± 4V bipolarno napajanje za pojačalo, generator i LED pokretački program. Kontroler se napaja odvojeno od cijelog analognog dijela preko 3.3V linearnog regulatora NCP1117ST33T3G, budući da za rad uređaja sa PC-om preko USB-a (uređaj radi kao HID-kompatibilan uređaj), razine na linijama kontrolera D+ i D - ne smije prelaziti 3,3 V. Možete, naravno, staviti 3,3 V zener diode na D + i D- linije, ispuštajući višak napona, ali to dovodi do nepotrebne potrošnje, a odvajanje krugova napajanja analognih i digitalnih dijelova uvijek je plus.

Generator temeljen na čipu operacijskog pojačala TL072 (kaskada DA1:A) generira sinusoidalni signal, LED pogonski pogon (DA1:B) osigurava struja kroz LED, čija je snaga proporcionalna izlaznom naponu generatora. Zajedno, oscilator i pokretački program daju LED X1 s frekvencijom pulsiranja od 5 kHz i minimalnim višim harmonicima. Napajanje LED pravokutnim impulsima dovodi do značajnog izobličenja korisnog signala višim harmonicima nakon detekcije, zbog čega LED napajamo sinusom.

Fotodioda je uključena u načinu rada fotonaponske ćelije (bez vanjskog obrnutog napona), R29 je otpornik opterećenja koji vam omogućuje povećanje brzine senzora kada je ovo uključeno. Kondenzatori C29 i C36 omogućuju vam uklanjanje konstantne komponente signala, koja je uzrokovana vanjskim osvjetljenjem. Nakon prvog stupnja RF pojačanja ugrađuje se mikrokontrolerski podesivi otporni razdjelnik (na MCP41010 digitalni potenciometar upravljan preko SPI sučelja).
Budući da je napajanje MCP41010 unipolarno (+4V), RF signal je pomaknut za pola napajanja (R35-R37). Nakon što je signal prigušen razdjelnikom (s razinom prigušenja koju postavlja ATMega kontroler), kondenzator C31 uklanja konstantni pomak, a RF signal se dovodi na ulaz RF pojačala s frekvencijski selektivnim krugovima u Povratne informacije(s maksimalnim pojačanjem na 5 kHz), a zatim na detektor amplitude VD7-R28-C28 za izdvajanje korisnog PPG (demodulacijski) signala.

Razina prigušenja signala pomoću otporničkog razdjelnika u RF putu odabire se na temelju vrijednosti istosmjerne komponente koju mjeri ADC kontrolera na izlazu ADC_AMP detektora.

Nakon detekcije amplitude, korisni signal se dovodi do pratioca na op-ampu, koji služi za usklađivanje otpora, i niskofrekventnom pojačalu na kompozitnom tranzistoru VT1-VT2. Darlingtonov sklop omogućuje vam postizanje minimalne razine infra-niskofrekventnog šuma s visokim pojačanjem niskofrekventnog signala. Nakon pojačivačkog niskofrekventnog stupnja, signal se dovodi do digitalnog potenciometra MCP41010 i posljednjeg pojačivačkog stupnja DA2:A. Razina slabljenja signala potenciometrom odabire se na temelju amplitude signala izmjerene na ADC ulazu ADC_IN kontrolera.

Digitalni dio fotopletizmografa temelji se na AVR ATMega48 mikrokontroleru. Regulator provodi automatsko podešavanje pojačanje visokofrekventnih i niskofrekventnih kaskada, mjeri signale na ADC kanalima (konstantna komponenta PPG nakon demodulacije ADC_AMP i pojačani impulsni signal ADC_IN).

Rezultat - shema fotopletizmografa je daleko od trivijalne. Nema nepotrebnih detalja i električne veze. Ako namjeravate koristiti naš firmware za monitor otkucaja srca i naš računalni softver, nemojte ništa mijenjati u krugu. Ako su vam potrebne samo ideje, a namjeravate implementirati svoj uređaj sa svojim softverskim dijelom - napunite svoje neravnine i eksperimentirajte na svom zdravlju!

Programiranje mikrokontrolera

Kontroler se programira preko X3 konektora za programiranje unutar kruga preko SPI sučelja pomoću STK-500, ucGoZillla, USBtiny ili drugog programatora. Za flash kontrolera također će vam trebati okruženje Atmel AVR Studio, koje se može preuzeti s službena Microchipova web stranica.

Prilikom programiranja mikrokontrolera postavite postavke u skladu s donjim snimkama zaslona (obratite pozornost na ovu stavku kako ne biste pretvorili kontroler u "ciglu").

Što može

Koristite shemu (ili njezine dijelove) u bilo kojem od svojih projekata (uključujući komercijalne).
Skupite računalni fotopletizmograf za sebe i svoje najmilije, za znanstvene eksperimente i druge dobre svrhe.
Napišite u komentarima na web mjestu probleme ili uspjehe u sastavljanju uređaja.
Prijavite u komentarima o nejasnoćama, netočnostima, o nepotpunosti materijala za sastavljanje fotopletizmografa.
Izvijestite u komentarima na web mjestu o moguće greške u materijalima za sastavljanje pulsografa.
Predložite u komentarima razumnija tehnička rješenja za zadatke registracije pulsnog vala.
Podijelite informacije o sastavljanju uređaja na tematskim blogovima, forumima s vezom na izvor.
Ostavite link na našu stranicu kao zahvalu autorima projekta.

Što nije dopušteno

Zatražite izvorne kodove firmvera i PC programe 🙂 .
Zahtijevaj da pišemo Dodatni materijali bilo koji sadržaj na temu računalnog fotopletizmografa ( tehnički zadatak, poslovni plan, diploma, putovnica proizvoda itd.).
Zatražite postavljanje materijala za otvorenu montažu Najnovija verzija računalni fotopletizmograf "Pulse Lite".
Promijenite krug monitora otkucaja srca po vlastitom nahođenju, a zatim grdite programere zbog neradnog rezultata.
Kritizirati sklopovna rješenja bez teških argumenata i razumnih prijedloga.

Na internetu možete lako pronaći jednostavnije i jeftinije sklopove senzora otkucaja srca. Naš uređaj nije za one koji samo žele "provesti večer uz lemilo i igrati se s otkucajima srca." Ovdje smo objavili dijagram našeg osmog prototipa fotopletizmografa, tako da možemo sa sigurnošću reći da će ovaj uređaj omogućiti registraciju pulsnog vala uz minimalnu razinu šuma kod velike većine ljudi. Ne morate okretati gumbe trimera da biste vidjeli puls na zaslonu. Po obliku pulsnog vala možete izračunati indekse krutosti i refleksije, a ne samo trenutni broj otkucaja srca (pogotovo jer će program učiniti sve za vas). Ovaj uređaj nije kineska igračka, s "nedovršenim" softverom i buggy firmware-om, a ne rukotvorina napravljena montažom na šarkama od "stare žice". Ovo je punopravni računalni fotopletizmograf, koji može postati pouzdan pomoćnik u pitanjima objektivnog praćenja vašeg zdravlja.

Hvala vam na pažnji prema našem razvoju i puno uspjeha u sastavljanju kućnog monitora otkucaja srca!

sklop za mjerenje otkucaja srca fotopletizmografski sklop pulsni oksimetar uradi sam mjerač otkucaja srca fotopletizmografski sklop kupiti fotopletizmograf kupiti vedapuls sklop eldar senzor otkucaja srca sami krug senzora otkucaja srca

04.02.2016

Svim zaljubljenima aktivna slikaživot i sport, kao i vlasnici pametnih telefona nevjerojatne su sreće jer vaši pametni telefoni imaju niz skrivenih načina za rješavanje niza važnih zadataka! O jednoj takvoj metodi bit će riječi u ovoj bilješci.

Ako volite trčati u parku ili na stadionu, povremeno putovati biciklom ili rolama, a zimi ponekad ići na skijanje, onda bi vam bilo korisno znati da bi vam pametni telefon koji besposlen leži u džepu mogao dobro i korisno poslužiti. Tijekom takve nastave može biti zanimljivo saznati koliko ste na kraju hodali, koliko ste vremena potrošili, kojom ste se brzinom kretali, gdje se u šumi ili gradu sada nalazite i mnoge druge podatke. A ako ste sportaš amater, onda su vam ove informacije jednostavno potrebne. Većina građana ili ne obraća pozornost na mogućnost dobivanja takvih podataka ili kupuje posebne navigacijske satove koji koštaju puno novca. Dakle, u bilo kojem pametnom telefonu na Android ili Apple sustavu postoji niz sportskih aplikacija koje će vam pomoći da besplatno riješite sve gore navedene zadatke.

Ali to nije sve - ove aplikacije također mogu primati informacije o dobrobiti vašeg tijela, odnosno o pulsu srčanog mišića! Za sportaše, kao i amatere koji se bave trenažnim programom, a naravno i za starije osobe, vrlo je važno pratiti otkucaje srca tijekom tjelesne aktivnosti. Održavanje pravilnog broja otkucaja srca tijekom vježbanja povećat će učinkovitost vašeg vježbanja, ojačati vaše srce i poboljšati vaše cjelokupno blagostanje. Vježbanje s pogrešnim otkucajima srca može dovesti do povećanog umora, smanjene motivacije za vježbanje, usporiti ili zaustaviti rast pokazatelja, a može dovesti i do niza srčanih bolesti. Stoga, ako se odlučite baviti sportom s povećanim opterećenjima, tada vam jednostavno treba monitor otkucaja srca!

Načini mjerenja otkucaja srca pomoću pametnog telefona.

Postoje dva načina za mjerenje otkucaja srca u "marširajućim" uvjetima. Obje metode uključuju instaliranje posebne aplikacije na vaš pametni telefon.

Prvi način.

Instalirajte jednu od aplikacija na svoj pametni telefon: Instant Heart Rate, Runtastic Heart Rate ili Pulsometer. Za mjerenje pulsa samo trebate staviti prst na kameru pametnog telefona i aktivirati program.

Nakon 5-10 sekundi, program će postaviti vaš točan puls u ovom trenutku. Ova vrsta mjerenja otkucaja srca ima malu grešku i može se koristiti u Svakidašnjica. Nedostaci ove metode su što morate izvršiti mnoge dodatne radnje: zaustaviti se, uzeti telefon, aktivirati program, staviti prst itd. Na ovaj način moći ćete izmjeriti broj otkucaja srca samo u određenim trenucima vježbanja, a ova vrsta mjerenja neće vam dati cjelokupnu sliku o otkucajima srca tijekom vježbanja. Stoga, za one koji žele primati informacije o pulsu tijekom cijelog treninga, postoji drugi način.

Drugi način.

Ova metoda neće zahtijevati da prekinete trening i omogućit će vam mjerenje otkucaja srca tijekom cijele sesije. Da biste to učinili, prvo morate instalirati sportsku aplikaciju, a drugo, kupiti jeftin senzor otkucaja srca za pametne telefone. Preporuča se odmah instalirati moćnu i funkcionalnu aplikaciju koja će osim pulsa prikupljati sve podatke o treningu: udaljenost, brzinu, tempo, rutu na karti, visinu uspona i spusta itd., te kao Osim toga, program se može koristiti kao virtualni trener, koji će vam pomoći u razvoju vaših fizičkih sposobnosti. Cijena takvih senzora kreće se od 50 do 150 dolara. Za usporedbu, najjednostavniji kineski mjerač pulsa na zapešću košta oko 100 dolara, a osim otkucaja srca i vremena ne mjeri ništa. Ako kupite mjerač otkucaja srca na zapešću s GPS funkcijom (kao što su Garmin ili Suunto), onda njegova cijena počinje od 300 USD do 1000 USD. Korist je očita, pa razmotrimo ovu metodu detaljnije.

Bežični monitor otkucaja srca za pametni telefon.

Prije nego što odaberete senzor za pametni telefon, morate razjasniti koju vrstu bežični Bluetooth komunikacija koju podržava vaš telefon. Većina modernih pametnih telefona proizvedenih u posljednje 2 godine ima standard BlueTooth 4.0 - ovaj standard podržava većina senzora otkucaja srca. Pametni telefoni izdani prije 2014. obično imaju Bluetooth 3.0 ili niži komunikacijski standard. U ovom slučaju također se može naći bežični monitor otkucaja srca, primjerice, model odašiljača Polar WearLink moći će raditi s pametnim telefonima kao što su Samsung Note 1, Galaxy 3 i drugi.

Kao eksperimentalni senzor odabrali smo model BCP-62 s moderan format BlueTooth 4.0, proizvodi nizozemska tvrtka BBB. Bavi se proizvodnjom ogromnog broja profesionalne biciklističke opreme. I pokušajmo sinkronizirati senzor s telefonom Samsung Galaxy S3 mini.

U kompletu ćete pronaći ovalni senzor i elastični remen. Na pojasu sa vani postoje dva metalna gumba za odgovor, isti gumbi su na senzoru. Čim pričvrstite senzor za remen, on počinje raditi ako je otkvačen barem jedan gumb - senzor se isključuje na neodređeno vrijeme. Baterija se ne troši.

Za sinkronizaciju senzora i pametnog telefona neće biti potrebno više od 5 minuta! Prije svega, morate instalirati bateriju. Zatim morate aktivirati senzor pričvršćivanjem na gumbe. Nakon toga aktiviramo BlueTooth funkciju na telefonu. Čim vaš pametni telefon otkrije senzor, pokušajte mu se pridružiti. Sustav će najvjerojatnije tražiti lozinku, koja je obično "0000" (četiri nule) ili "1234". Prva faza je gotova!

Kako biste počeli vidjeti otkucaje srca, morate ući u posebnu sportsku aplikaciju. Preporučamo korištenje aplikacije RunKeeper koja čak iu svojoj besplatnoj osnovnoj verziji omogućuje primanje informacija sa senzora otkucaja srca. Ali možete koristiti i druge dobro poznate aplikacije kao što su Runtastic ili Endomondo, koje će vam omogućiti korištenje senzora tek nakon malog novčanog priloga. Ako je aplikacija instalirana, ostaje samo staviti senzor na sebe - stavlja se na golo tijelo, inače neće biti pokazatelja pulsa.

Senzor je pričvršćen na elastičnu traku, koja se može dodatno podešavati po duljini - prilagodite je svojoj veličini. Pojas se stavlja na prsa tako da bude u visini srca. S iznutra Pojas ima dvije poliuretanske točke - u njima se nalaze uređaji koji bilježe otkucaje srca.

Uključite sportsku aplikaciju na svom pametnom telefonu. Aplikacija RunKeeper automatski će prepoznati i zatražiti od vas da koristite svoj senzor. Ostale vrste aplikacija će najvjerojatnije zahtijevati da odete u postavke i odaberete "povezani uređaji". Ako je sve učinjeno ispravno, tada bi vaša sportska aplikacija trebala "vidjeti" senzor i početi bilježiti otkucaje vašeg srca.

Sretno u sportskim uspjesima i pazite na svoj puls!

Najnovije publikacije

Kratki osvrt 13 torbi za pojas za trčanje, u kojima ćemo istaknuti važni detalji i dati savjete o tome kako ga koristiti. Svaka od predstavljenih torbi oko struka izvrsna je za sport, ali svaka ima svoje specifične zadatke i značajke.

12.09.2018

Ako ležerno skijate zimi ili čak skijate amaterski, vrlo je vjerojatno da ćete koristiti dodatne proizvode za poboljšanje performansi svojih skija, kao što su parafini, voskovi za pričvršćivanje, ubrzivači i emulzije. Ovi alati mogu značajno poboljšati klizanje vaših skija, povećavajući time vašu motivaciju ako ste amater ili poboljšati brzinske performanse i vrijeme potrebno za svladavanje udaljenosti ako trenirate za rezultate.

04.02.2018

Za postizanje zadanog standarda za skijaško trčanje potrebno je ne samo dugo i naporno trenirati, već i koristiti profesionalnu skijašku opremu i pribor. Prije svega obratite pozornost na skije za klizanje ili klasično skijanje, jer od njihove težine, dinamičke karakteristike a kvaliteta klizne površine ovisi o tome koliko dugo možete održati visok tempo.

02.02.2018

Sport uvijek treba biti što kvalitetniji i udobniji, samo tako će se postići visok rezultat bez imalo razočarenja. Puno ovisi o sportskoj opremi. Odjeća za trčanje je prozračna, zadržava toplinu, aktivno odvodi vlagu, održava vas suhima, štiti od vjetra i ultra je lagana. Trčanje je dovoljno učinkovit pogled sport, jednostavan i pristupačan, tako da je sve više onih koji žele voditi zdrav način života, odnosno potražnja za sportskom odjećom samo raste. Trčanje u teškim jaknama koje nisu u stanju regulirati i održavati točnu temperaturu bilo bi jednostavno nemoguće, jako teško i vruće. Zato danas postoji mnogo različite sportske odjeće koja sportašima može pružiti maksimalan užitak tijekom trčanja, ne ograničava kretanje, daje lakoću i prozračnost. Posebno je važno voditi računa o odjeći kada morate trčati na duge staze. Nekvalitetna sintetička odjeća sigurno će izazvati "efekt staklenika", znoj će se jače oslobađati, vlaga će se početi nakupljati i dovesti do jak svrbež, peckanje, nelagoda tijekom trčanja. Dobro raspoloženje sportaš će odmah ispariti, takav trening se definitivno može smatrati pokvarenim. Štoviše, malo je vjerojatno da će postojati želja za ponavljanjem takvog iskustva. Pamuk također uzrokuje slične probleme, budući da se takva tkanina brzo smoči i dugo se suši, odnosno, čak i pri velikoj vrućini, osoba se brzo može prehladiti. Sportaš neće uživati u trčanju, stalno će ga obuzimati želja da brzo prestane vježbati i skine mrsku odjeću. Osim toga, teške jakne će dovesti do umora sportaša, a ne psihička vježba. Dakle, privilegija je svakako na strani kvalitetnih poliesterskih jakni. Ako jakna za trčanje ispunjava sljedeće zahtjeve, tada je odabrana što je točnije moguće: Ima izvrsnu izdržljivost, ali je u isto vrijeme njezina težina potpuno beznačajna. Tekstura je ugodna na dodir. Regulira temperaturni režim u skladu s godišnjim dobom. Štiti tijelo korisnika od bilo kakvih atmosferskih oborina. U jakni je pomalo hladno na početku udaljenosti, ali na kraju treninga sportaš osjeća samo toplinu, udobnost i povećanu udobnost. Sportska vjetrovka odabire se prema veličini, trebala bi savršeno pristajati uz tijelo, ne ograničavati kretanje, biti udobna i praktički stopiti se s vlasnikom, biti potpuno neprimjetna. Visokokvalitetni modeli dugo zadržavaju svoj oblik, svijetle i zasićene nijanse, izdržljivi, zaštićeni od ultraljubičastog izlaganja. Izvrsna kvaliteta ljetna vjetrovka pružit će vam priliku da uživate u svakom pokretu, uzletljivoj lakoći, nevjerojatnoj udobnosti tijekom cijelog treninga. Dinamične prirode uvijek će birati širok raspon prikladni modeli u stilu i rješenje u boji. Ako želite, možete čak i eksperimentirati sa slikom, zašto ne? Dovoljan izbor sportskih vjetrovki daje sve šanse pretpostaviti da će planirani posao biti okrunjen uspjehom. Unatoč ponekad agresivnom vanjsko okruženje, sportaš će uvijek ostati samouvjeren, okružen nepokolebljivom udobnošću. Ljetna vjetrovka Mac in a Sac Ultra vrijedan je izbor.Činjenica je da pristaše Zdrav stil životaživota, profesionalni sportaši, amateri ne mogu propustiti trening, stoga na trčanje idu u bilo koje doba godine i po različitim vremenskim uvjetima - visoka vlažnost, jak vjetar, prohladno. U ovom slučaju, ne možete bez laganih sportskih vjetrovki - izvrsna ljetna verzija, proizvod "diše", regulira ravnotežu temperature, prikladan za korištenje. Upečatljiv primjer takvih jakni je model Mac in a Sac Ultra. Vjetrovka je izrađena od visokokvalitetnih materijala, poliestera. Ima malu otpornost na vlagu, dovoljnu za zaštitu od kiše. Nevjerojatno lagan - kada nije potreban, uredno se sklapa u torbu, može uvijek zaštititi od vjetra i kiše, ne puše ga. Sportaši samo sanjaju takav moderan proizvod, dostupan u najsmjelijim i najživljim bojama. Materijal koji se koristi ne može izazvati alergiju. Radi praktičnosti, jakna je opremljena prednjim džepovima s patentnim zatvaračima, reflektorima, ventiliranim leđima i podesivom kapuljačom. Težina vjetrovke u torbi je 185 grama. Ovi odjevni predmeti dolaze s dvogodišnjim jamstvom, super lagana jakna pogodna za muškarce i žene, dizajnirana za korištenje ljeti, zimi i jesen.