Čo myslíš tým Heartbeat?
Tep človeka je zvuk chlopní v srdci, ktoré sa mu sťahujú alebo rozširujú, keď nútia krv z jednej oblasti do druhej. Koľkokrát srdce bije za minútu (BPM), je tepová frekvencia a tep srdca, ktorý je cítiť v akejkoľvek tepne, ktorá leží blízko pokožky, je pulz.
Dva spôsoby merania srdcového rytmu
- Ručný spôsob : Tep je možné skontrolovať manuálne skontrolovaním impulzov na dvoch miestach - zápästie ( radiálny lis ) a krk ( karotický lis ). Procedúra je umiestnená dvoma prstami (ukazovákom a prostredníkom) na zápästie (alebo krk pod priedušnicou) a spočítať počet impulzov na 30 sekúnd a potom toto číslo vynásobiť dvoma, aby sa získala srdcová frekvencia. Tlak by však mal byť vyvíjaný minimálne a tiež by sa mali prsty pohybovať hore a dole, kým neucítite pulz.
- Pomocou senzora : Srdcový rytmus je možné merať na základe zmeny optického výkonu, pretože svetlo je rozptýlené alebo absorbované počas svojej cesty krvou pri zmene srdcového rytmu.
Princíp snímača srdcového tepu
Snímač srdcového rytmu je založený na princípe fotopletysmografie. Meria zmenu objemu krvi v ktoromkoľvek orgáne tela, ktorá spôsobuje zmenu intenzity svetla v tomto orgáne (avaskulárna oblasť). V prípade aplikácií, kde srdce je potrebné monitorovať pulzovú frekvenciu , je dôležitejšie načasovanie impulzov. O prietoku objemu krvi rozhoduje rýchlosť srdcových pulzov a keďže svetlo je absorbované krvou, signálne impulzy sú ekvivalentné pulzom srdcového tepu.
Existujú dva typy fotopletysmografie:
Prenos : Svetlo emitované zo zariadenia vyžarujúceho svetlo sa prenáša cez ktorúkoľvek vaskulárnu oblasť tela ako ušný lalôčik a prijíma ho detektor.
Odraz : Svetlo emitované zariadením vyžarujúcim svetlo sa odráža v regiónoch.
Fungovanie snímača srdcového rytmu
Fungovanie snímača srdcového rytmuZákladný snímač srdcového tepu sa skladá z diódy vyžarujúcej svetlo a detektora, ako je odpor na detekciu svetla alebo fotodióda. Pulzy srdcového rytmu spôsobujú kolísanie prietoku krvi do rôznych oblastí tela. Keď je tkanivo osvetlené svetelným zdrojom, t. J. Svetlo emitované žiarovkou, buď odráža (tkanivo prsta), alebo prenáša svetlo (ušný lalôčik). Časť svetla je absorbovaná krvou a prechádzajúci alebo odrazený lúč je prijímaný detektorom svetla. Množstvo absorbovaného svetla závisí od objemu krvi v danom tkanive. Výstup detektora je vo forme elektrického signálu a je úmerný srdcovej frekvencii.
Tento signál je jednosmerný signál súvisiaci s tkanivami a objemom krvi a striedavá zložka synchrónna s tlkotom srdca, ktorá je spôsobená pulzujúcimi zmenami objemu arteriálnej krvi, je superponovaná na jednosmerný signál. Hlavnou požiadavkou je teda izolovať túto zložku striedavého prúdu, pretože je to najdôležitejšie.
Na dosiahnutie úlohy získavania striedavého signálu je výstup z detektora najskôr filtrovaný pomocou dvojstupňového obvodu HP-LP a potom je prevedený na digitálne impulzy pomocou komparačného obvodu alebo pomocou jednoduchého ADC. Digitálne impulzy sú dané do mikrokontroléra na výpočet srdcového rytmu, ktorý je daný vzorcom
BPM (úderov za minútu) = 60 * f
Kde f je pulzová frekvencia
Praktický snímač srdcového tepu
Praktické príklady snímača srdcového tepu sú Senzor srdcového tepu (číslo produktu PC-3147). Skladá sa z infračervenej led diódy a LDR zabudovanej do svorkovitej štruktúry. Spona je pripevnená k orgánu (ušný lalôčik alebo prst) detektorovou časťou na tele.
Ďalším príkladom je TCRT1000 , ktoré majú 4 piny
Pin1: Poskytnutie napájacieho napätia LED
Pin2 a 3 sú uzemnené. Pin 4 je výstup. Pin 1 je tiež aktivačný pin a jeho vytiahnutím vysoko sa rozsvieti LED dióda a senzor začne pracovať. Je vložený do nositeľného zariadenia, ktoré je možné nosiť na zápästí a na výstupe možno poslať bezdrôtovo (cez Bluetooth) do počítača na spracovanie.
Aplikácia vyvíjajúca váš systém snímania srdcového rytmu
Aplikácia vyvíjajúca váš systém snímania srdcového rytmuZákladný systém snímača srdcového tepu je možné vytvoriť aj pomocou základných komponentov, ako je LDR, komparátor IC LM358 a mikrokontrolér, ako je uvedené nižšie.
Ako je opísané vyššie, pokiaľ ide o princíp snímača srdcového rytmu, keď je tkanivo prsta alebo tkanivo ušného lalôčka osvetlené pomocou zdroja svetla, svetlo sa prenáša po modulácii, to znamená, že časť sa absorbuje krvou a zvyšok sa prenáša. Toto modulované svetlo je prijímané detektorom svetla.
Tu sa ako detektor svetla používa rezistor závislý od svetla (LDR). Funguje na princípe, že keď svetlo dopadne na rezistor, zmení sa jeho odpor. S rastúcou intenzitou svetla sa odpor znižuje. Tak klesá pokles napätia na rezistore.
Tu sa používa komparátor, ktorý porovnáva výstupné napätie z LDR s prahovým napätím. Prahové napätie je pokles napätia na LDR, keď svetlo s pevnou intenzitou zo svetelného zdroja dopadá priamo na ňu. Invertujúca svorka komparátora LM358 je pripojená k usporiadaniu deliča potenciálov, ktoré je nastavené na prahové napätie, a neinvertujúca svorka je pripojená k LDR. Keď je ľudské tkanivo osvetlené pomocou zdroja svetla, intenzita svetla klesá. Keď táto znížená intenzita svetla dopadá na LDR, zvyšuje sa odpor a v dôsledku poklesu napätia sa zvyšuje. Keď pokles napätia na LDR alebo neinvertujúcom vstupe prekročí pokles invertujúceho vstupu, na výstupe komparátora sa vygeneruje logicky vysoký signál a v prípade, že pokles napätia bude menší, vznikne logicky nízky výstup. Výstupom je teda séria impulzov. Tieto impulzy je možné privádzať do mikrokontroléra, ktorý zodpovedajúcim spôsobom spracováva informácie na získanie srdcového rytmu a tieto sa zobrazujú na displeji prepojenom s mikrokontrolérom.
