Arduino Heart Beat cu afișaj și sunet ECG: 7 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Bună băieți! Sper că ți-ai plăcut deja „Ceasul Arduino LIXIE” instructabil și ești pregătit pentru unul nou, ca de obicei, am făcut acest tutorial pentru a te ghida pas cu pas în timp ce realizezi acest gen de proiecte electronice super uimitoare cu costuri reduse care este „Arduino Dispozitiv cu puls cardiac.

În timpul realizării acestui proiect, am încercat să ne asigurăm că acest instructable va fi cel mai bun ghid pentru dvs., pentru a vă ajuta dacă doriți să vă creați propriul ECG, așa că sperăm că acest instructable conține documentele necesare.

Acest proiect este atât de la îndemână de realizat special după obținerea PCB-ului personalizat pe care l-am comandat de la JLCPCB pentru a îmbunătăți aspectul dispozitivului nostru electronic și, de asemenea, există suficiente documente și coduri în acest ghid pentru a vă permite să creați cu ușurință afișajul pulsului Arduino Heart. Am realizat acest proiect în doar 3 zile, doar două zile pentru a obține toate piesele necesare și a finaliza fabricarea hardware-ului și asamblarea, apoi am pregătit codul pentru a se potrivi proiectului nostru și a începe testarea și ajustarea.

Ce veți învăța din acest instructabil:

1. Efectuarea selecției hardware potrivite pentru proiectul dvs. în funcție de funcționalitățile acestuia.
2. Înțelegeți tehnologia senzorului pulsului cardiac.
3. Pregătiți schema circuitului pentru a conecta toate componentele alese.
4. Asamblați toate părțile proiectului (cutia dispozitivului și ansamblul electronic)..
5. Porniți propriul dispozitiv cu impulsuri cardiace.

Pasul 1: Cum funcționează senzorul de puls cardiac

Așa cum este definit pe Wikipedia „Electrocardiografia este procesul de producere a unei electrocardiograme (ECG sau EKG [a]), o înregistrare - un grafic de tensiune în funcție de timp - a activității electrice a inimii [4] folosind electrozi așezați pe piele. electrozii detectează micile modificări electrice care sunt o consecință a depolarizării mușchilor cardiaci urmată de repolarizare în timpul fiecărui ciclu cardiac (bătăile inimii)."

În cazul nostru, nu folosim electrozi, ci senzor IR, un senzor de puls cardiac este un senzor biomedical care

înseamnă că folosește unele variabile biologice și fiziologice pentru a indica starea corpului.

Vorbind despre variabile, senzorul nostru are o ieșire analogică care merge de la 0V la 5V și această ieșire indică cât de mult flux / presiune de sânge este pe cale să pompeze inima, dar cum măsoară acest senzor aceste schimbări ale fluxului de sânge!

Senzorul folosește un semnal infraroșu de la o diodă IR proiectată pe piele. Chiar sub piele există capilare care transportă sânge. De fiecare dată când inima pompează, există o mică creștere a fluxului / presiunii sanguine. Acest lucru umflă ușor capilarele și chiar atunci capilarele puțin mai umplute reflectă mai mult infraroșu. Infra-detectorul de pe dispozitiv detectează diferitele niveluri de IR reflectate și amplifică semnalul măsurat și îl convertește într-un semnal de tensiune interpretabil care ar putea fi trimis către orice microcontroler precum MCU Arduino.

Pasul 2: CAD și piese hardware

Începând cu piesele casetei tipărite 3D, am realizat designul de mai sus folosind software-ul solidworks și puteți obține fișierele STL de pe linkul de descărcare, acest design este 100% recomandat pentru a vă ajuta să creați dispozitivul, deoarece se potrivește cu locul exact al senzorului și ecranul OLED.

După ce am pregătit proiectul, mi-am făcut piesele foarte bine fabricate și pregătite pentru acțiune. și după cum puteți vedea în ultima fotografie, am pregătit amplasarea conectorului de alimentare pe partea cutiei.

Pasul 3: Diagrama circuitului

Trecând la electronică, am creat această schemă de circuite care include toate piesele necesare pentru acest proiect. Conectez senzorul pulsului cardiac la MCU-ul meu ATMega328P și afișez semnalul de tensiune primit de la senzor printr-un afișaj OLED, graficul va arăta evoluția segnalului de tensiune în funcție de timp și folosesc, de asemenea, un buzzer pentru a marca fiecare bătăi ale inimii, un LED RGB este, de asemenea, utilizat în acest proiect pentru a indica starea BPM, astfel încât atunci când BPM este prea scăzut, "mai puțin de 60 BOM" LED-ul devine galben, când BPM este OK, LED-ul devine verde și când BPM este prea mare, LED-ul devine roșu.

Pasul 4: Fabricarea PCB

Despre JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), este cea mai mare întreprindere de prototipuri PCB din China și un producător de înaltă tehnologie specializat în prototip rapid PCB și producție de PCB cu lot mic. Cu peste 10 ani de experiență în fabricarea PCB, JLCPCB are mai mult de 200 000 de clienți în țară și în străinătate, cu peste 8 000 de comenzi online de prototipuri PCB și producție mică de PCB pe zi. Capacitatea anuală de producție este de 200, 000 mp pentru diverse PCB-uri cu 1 strat, 2 straturi sau multi-strat. JLC este un producător profesionist de PCB-uri cu echipamente la scară largă, bine, management strict și calitate superioară.

Vorbind despre electronică

După ce am realizat schema de circuite, am transformat-o într-un design PCB personalizat și tot ce am nevoie acum este să-mi produc PCB-ul, cu siguranță m-am mutat la JLCPCB cel mai bun furnizor de PCB pentru a obține cel mai bun serviciu de fabricație PCB, după câteva clicuri simple I am încărcat fișierele GERBER corespunzătoare din designul meu și am setat câțiva parametri precum grosimea și culoarea PCB-ului și de data aceasta vom folosi culoarea roșie pentru a se potrivi cu designul inimii PCB-ului nostru; atunci cel puțin trebuie să plătiți doar 2 dolari pentru a obține PCB doar după patru zile, ceea ce am observat despre JLCPCB de data aceasta este „culoarea PCB fără taxă” înseamnă că veți plăti doar 2 USD pentru orice culoare PCB pe care o alegeți.

Fișiere de descărcare conexe

După cum puteți vedea în imaginile de mai sus, PCB este foarte bine fabricat și am același design PCB pe care l-am făcut pentru placa noastră principală și pentru toate etichetele, siglele sunt acolo pentru a mă ghida în timpul etapelor de lipire. De asemenea, puteți descărca fișierul Gerber pentru acest circuit de pe linkul de descărcare de mai jos, în cazul în care doriți să plasați o comandă pentru același design de circuit.

Pasul 5: Ingrediente

Înainte de a începe lipirea pieselor electronice, să examinăm lista componentelor pentru proiectul nostru, așa că vom avea nevoie de:

★ ☆ ★ Componentele necesare ★ ☆ ★

- PCB-ul pe care îl comandăm de la JLCPCB- Arduino Uno:

- Rezistoare 330Ohm:

- Oscilator cuarț de 16 MHz:

- Senzorul heartPulse:

- Buzzer:

- Afișaj OLED:

- LED RGB:

Pasul 6: Asamblare electronică

Acum totul este gata, așa că să începem să lipim componentele noastre electronice pe PCB și, pentru a face acest lucru, avem nevoie de un fier de lipit și un fir cu miez de lipit și o stație de prelucrare SMD pentru componentele SMD.

Mai întâi siguranța

Ciocan de lipit

Nu atingeți niciodată elementul de lipit….400 ° C!

Țineți firele pentru a fi încălzite cu pensete sau cleme.

Întoarceți întotdeauna fierul de lipit pe suportul său atunci când nu îl folosiți.

Nu puneți-l niciodată pe bancul de lucru.

Opriți unitatea și deconectați-o atunci când nu o folosiți.

După cum puteți vedea, utilizarea acestui PCB este atât de ușoară datorită realizării sale de înaltă calitate și fără a uita etichetele care vă vor ghida băieții în timp ce lipiți fiecare componentă, deoarece veți găsi pe stratul superior de mătase o etichetă a fiecărei componente care indică amplasarea sa pe placa și în acest fel veți fi 100% siguri că nu veți face nicio greșeală de lipire. Am lipit fiecare componentă la locul său și puteți utiliza ambele părți ale PCB-ului pentru a lipi componentele electronice.

Pasul 7: Partea și testarea software-ului

Tot ce ne trebuie acum este software-ul, am creat acest cod Arduino pentru voi și îl puteți avea gratuit de pe linkul de mai jos, codul este foarte bine comentat, astfel încât să îl puteți înțelege și să-l ajustați pentru propriile nevoi, avem nevoie de placa Arduino Uno pentru a încărca codul în MCU-ul nostru ATmega328, apoi luăm MCU-ul și îl plasăm în soclul său de pe placă.

Avem nevoie de un adaptor de alimentare extern de 5v pentru a porni dispozitivul și iată-ne, după cum vedeți, dispozitivul afișează Beats pe minut și afișează graficul pulsurilor cardiace afișate pe afișajul OLED fără a uita acest LED RGB care indică starea corpului de asemenea.

Acest proiect este atât de ușor de realizat și unul uimitor, special cu ecranul OLED, care ar putea fi cea mai bună alegere pentru a începe să faceți gadgeturi biomedicale, dar totuși alte îmbunătățiri de realizat pentru a-l face mult mai unt, de aceea voi aștepta pentru sugestiile dvs. de îmbunătățire.