Obvod snímača srdcového tepu a pracovná prevádzka s 8051

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Senzor srdcového tepu poskytuje jednoduchý spôsob štúdia funkcie srdca, ktorý je možné merať na základe princípu psycho-fyziologického signálu používaného ako stimul pre systém virtuálnej reality. Množstvo krvi v prste sa mení s ohľadom na čas.

Senzor presvetľuje ucho svetelným lalokom (malou veľmi jasnou diódou LED) a meria svetlo, ktoré sa prenáša na Odpor závislý od svetla . Zosilnený signál sa invertuje a filtruje v obvode. S cieľom vypočítať srdcovú frekvenciu na základe prietoku krvi končekmi prstov je zostavený snímač srdcovej frekvencie pomocou LM358 OP-AMP na sledovanie pulzov srdcového rytmu.




Snímač srdcového tepu

Snímač srdcového tepu

Vlastnosti snímača srdcového tepu

  • Indikuje tlkot srdca pomocou LED
  • Poskytuje priamy digitálny signál pre pripojenie k mikrokontroléru
  • Má kompaktnú veľkosť
  • Funguje s pracovným napätím + 5 V ss

Primárne aplikácie snímača srdcového tepu

  • Funguje ako digitálny monitor srdcového tepu
  • Funguje ako systém monitorovania zdravia pacientov
  • Používa sa ako kontrola biologickej spätnej väzby robotické aplikácie

Fungovanie snímača srdcového rytmu

The snímač srdcového tepu Schéma zapojenia obsahuje detektor svetla a jasne červenú LED. LED musí mať superjasnú intenzitu, pretože maximum svetla prechádza a šíri sa, ak detektor detekuje prst položený na LED.



Schéma zapojenia snímača srdcového tepu

Schéma zapojenia snímača srdcového tepu

Princíp snímača srdcového tepu

Princíp snímača srdcového tepu

Teraz, keď srdce pumpuje krv cez krvné cievy, sa prst stáva mierne nepriehľadným, čo vedie k menšiemu množstvu svetla od LED k detektoru. S každým generovaným srdcovým pulzom sa signál detektora mení. Rozmanitý signál detektora sa prevedie na elektrický impulz. Tento elektrický signál sa zosilňuje a spúšťa cez zosilňovač, ktorý poskytuje výstup signálu s logickou úrovňou + 5 V. Výstupný signál je tiež usmerňovaný LED displejom, ktorý bliká pri každej tepovej frekvencii.

Poďme pochopiť jeho primárnu aplikáciu, keď projekt zvážime ako praktický príklad pomocou snímača srdcového tepu.

Bezdrôtový systém monitorovania zdravia pre pacientov

Hlavným účelom tohto automatického zdravotného systému je monitorovať telesnú teplotu, srdcovú frekvenciu a pulzovú frekvenciu pacienta a zobrazovať ich lekárovi pomocou technológie RF.


V nemocniciach je potrebné pravidelne monitorovať telesné teploty a tepovú frekvenciu pacientov, čo zvyčajne robia lekári alebo iný zdravotnícky personál. Sledujú telesnú teplotu a tep srdca (či už 72-krát za minútu). Lekári a ďalší zamestnanci manažmentu nemocnice vedú záznamy o telesnej teplote a tepoch každého pacienta.

Tento projekt systému monitorovania zdravia obsahuje rôzne komponenty, ako napríklad Mikrokontrolér 8051 , napájací zdroj s regulovaným napätím 5 V, snímač teploty, snímač srdcového tepu, vysielač RF, modul prijímača a LCD displej. Mikrokontrolér sa používa ako mozog celého projektu na monitorovanie srdcového rytmu, pulzovej frekvencie a telesnej teploty pacientov. Fungovanie tohto projektu monitorovacieho systému je ilustrované pomocou blokového diagramu, ktorý obsahuje rôzne bloky, ako napríklad blok napájania, ktorý dodáva energiu do celého obvodu, teplotný senzor ktorý počíta telesnú teplotu pacientov a snímač srdcového rytmu na sledovanie srdcových rytmov pacientov.

Bloková schéma vysielača

Bloková schéma vysielača

V sekcii vysielača sa snímač teploty používa na nepretržité snímanie telesnej teploty pacientov a snímač srdcového rytmu na monitorovanie srdcového rytmu pacientov. Potom sa údaje odosielajú do mikrokontrolérov 8051. Dáta sa najskôr prenesú a potom kódujú do sériových údajov vzduchom pomocou a Rádiofrekvenčný modul . Telesná teplota pacientov a tepové impulzy za minútu sa zobrazujú na LCD displeji. Pomocou RF antény umiestnenej na konci vysielača sa dáta prenášajú do sekcie prijímača.

Bloková schéma prijímača

Bloková schéma prijímača

V sekcii prijímača je na druhom konci umiestnený prijímač, ktorý prijíma údaje, a prijaté dáta sa dekódujú pomocou dekodéra a prenášané údaje (telesná teplota, tepové impulzy) sa porovnávajú s údajmi uloženými v mikrokontroléri a potom sa výsledné údaje zobrazia na obrazovke LCD. RF modul prijímača umiestnený na lekárskej priehradke nepretržite číta zdravotné stavy pacienta, ako je teplota tela, srdcová frekvencia a pulzová frekvencia, a zobrazuje výsledok bezdrôtovo na LCD displeji.

Digitálny monitor srdcového tepu pomocou mikrokontroléra

Projekt je navrhnutý tak, aby monitoroval meranie srdcového rytmu pomocou mikrokontroléra pomocou snímača srdcového tepu.

Popis obvodu: Schéma zapojenia snímača srdcového rytmu je založená na Mikrokontrolér AT89S52 a ďalšie komponenty, ako napríklad snímač srdcového tepu, napájanie, obvod kryštálového oscilátora, rezistory, kondenzátory a LCD displej.

Schéma zapojenia digitálneho monitora srdcového rytmu

Mikrokontrolér AT89S52 je najviac populárny mikrokontrolér vybrané z rodiny 8051 mikrokontrolérov. Na riadenie všetkých činností obvodu sa používa 8-bitový mikrokontrolér. Tiež riadi tepové impulzy generované snímačom srdcového rytmu.

Tento projekt využíva senzor srdcového tepu používaný na riadenie pulzov srdcového rytmu pacientov. Na zobrazovanie sa navyše používajú LCD. Mikrokontrolér AT89S52 sa používa na nepretržité sledovanie srdcového rytmu a pulzového rytmu pacienta, ktoré sa vykonáva pri zohľadnení zabudované programovanie v jazyku C. v mikrokontroléri pomocou softvéru KEIL. Celý obvod získava energiu z rôznych blokov, ako je regulátor napätia a stupňovitý transformátor , používaný v napájacom obvode. Regulátor napätia vytvára konštantné výstupné napätie 5 Voltov.

Schéma zapojenia digitálneho monitora srdcového rytmu

Schéma zapojenia digitálneho monitora srdcového rytmu

Použité komponenty:

Mikrokontrolér AT89S52: Zariadenie použité v tomto projekte je „AT89S52“, čo je typické Mikrokontrolér 8051 vyrába Atmel Corporation. Tento mikrokontrolér je najdôležitejším fragmentom tohto projektu, pretože riadi všetky činnosti obvodu, napríklad čítanie údajov pulzov srdcového rytmu zo snímača srdcového rytmu.

Zdroj: Tento napájací blok pozostáva z transformátora znižovania napätia, mostíkového usmerňovača, kondenzátora a regulátora napätia. Jednofázový aktívny prúdový napájací zdroj zo siete klesá na nižší rozsah napätia, ktorý je opäť usmernený na jednosmerný prúd pomocou pomocou mostíkového usmerňovača . Tento usmernený jednosmerný prúd sa filtruje a reguluje na celý prevádzkový rozsah obvodu pomocou kondenzátora a regulátora napätia IC.

LCD: Väčšina projektov využíva LCD displeje na zobrazovanie informácií, ako je srdcový rytmus, telesná teplota atď. V projektoch sa používajú rôzne displeje, napríklad sedemsegmentové displeje a LED displeje. Výber displeja závisí od zváženia týchto parametrov: náklady na displeje, spotreba energie a podmienky okolitého osvetlenia.

Rezistory: Odpor je dobre definovaný ako pomer napätia privedeného na jeho svorky a prúdu prechádzajúceho cez ne. Hodnota odporu závisí od stáleho napätia, ktoré obmedzuje prúd, ktorý ním prechádza. Rezistor je pasívny komponent slúži na riadenie prúdu v elektronickom obvode.

Kondenzátory: Hlavným účelom kondenzátora je uskladnenie náboja. Súčin hodnoty kapacity a napätia privedeného na kondenzátor sa rovná poplatku uloženému v kondenzátore.

Krištáľový oscilátor: Obvod kryštálového oscilátora je typ elektronického obvodu, ktorý využíva mechanickú rezonanciu vibračného obvodu použitého na generovanie elektrických signálov zmenou frekvencie. Mikrokontrolér AT89S52 riadi kryštály na synchronizáciu svojej činnosti. Typ synchronizácie vykonanej v tomto obvode je známy ako strojový cyklus.

Prevádzka obvodu

  • V tomto systéme je obvod kryštálového oscilátora pripojený medzi piny 18 a 19 mikrokontroléra AT89S52, ktoré sa používajú na prevádzku inštrukčných sád, v rôznom frekvenčnom rozsahu hodín. Na meranie minimálneho času na vykonanie jednej sady inštrukcií sa používa strojový cyklus.
  • Resetovací obvod je pripojený na pin 9 mikrokontroléra AT89S52 pomocou kondenzátora a odporu. Druhý koniec rezistora je pripojený k zemi (20 pinov) a druhý koniec kondenzátora je pripojený k pólu (EA / Vpp) 31. Rezistor a kondenzátor sú pripojené takým spôsobom, že vykonávajú resetovací prevádzkový režim ručne. Ak sa spínač uzavrie, resetovací kolík je nastavený vysoko.
  • Slúži na to snímač srdcového tepu pripojený k portu 1.0 mikrokontroléra sledovanie pulzov srdca , a tieto impulzné signály sa posielajú do mikrokontroléra a pomocou softvéru Keil sa porovnávajú s naprogramovanými dátami uloženými v mikrokontroléri. Kedykoľvek sú prijaté impulzy srdcového rytmu vstupu, počítadlo v mikrokontroléri počíta tieto impulzy za určité časové obdobie.
  • Displeje LCD sú pripojené k 2 pinom portu mikrokontroléra AT89S52. Časové impulzy jedného úderu srdca budú trvať jednu sekundu a delením 60 000 na 1 000 budeme mať vhodný výsledok ako 60, ktorý sa potom zobrazí na LCD displeji.

Toto je všetko o snímači srdcového tepu a jeho práci s príslušnými aplikáciami a podrobnými praktickými príkladmi. Ďalej v prípade akýchkoľvek otázok týkajúcich sa tejto témy alebo týkajúce sa elektrických a elektronické projekty nám komentovaním v sekcii komentárov uvedenej nižšie.

Fotografické úvery:

  • Schéma zapojenia digitálneho monitora srdcového rytmu podľa 8051 projektov
  • Princíp snímača srdcového tepu od rlocman
  • Schéma zapojenia snímača srdcového tepu podľa onlinetps