Arduino szívverés EKG kijelzővel és hanggal: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Hé srácok! Remélem, már élvezte az előző, oktatható "Arduino LIXIE Clock" órámat, és készen áll egy újra, a szokásos módon elkészítettem ezt az oktatóanyagot, amely lépésről lépésre végigvezeti Önt egy ilyen szuper elképesztő, alacsony költségű elektronikus projekt elkészítésén, amely az "Arduino" Szív pulzusmérő készülék ".

A projekt elkészítése során igyekeztünk megbizonyosodni arról, hogy ez az oktatóanyag lesz a legjobb útmutató az Ön számára, hogy segítsen Önnek, ha saját EKG -t szeretne készíteni, ezért reméljük, hogy ez az útmutató tartalmazza a szükséges dokumentumokat.

Ezt a projektet olyan praktikus elkészíteni, miután elkészítettük a JLCPCB -től megrendelt testreszabott PCB -t, hogy javítsuk elektronikus eszközünk megjelenését, és ebben az útmutatóban elegendő dokumentum és kód található ahhoz, hogy könnyedén elkészíthesse Arduino Heart pulzus kijelzőjét. Ezt a projektet mindössze 3 nap alatt végeztük el, mindössze két nap alatt, hogy beszerezzük az összes szükséges alkatrészt, és befejezzük a hardvergyártást és az összeszerelést, majd elkészítettük a projektünknek megfelelő kódot, és elkezdtük a tesztelést és a beállítást.

Amit ebből az oktatóanyagból tanulhat:

1. Megfelelő hardverválasztás a projekthez, annak funkcióitól függően.
2. Ismerje meg a szívimpulzus -érzékelő technológiáját.
3. Készítse elő a kapcsolási rajzot az összes kiválasztott alkatrész csatlakoztatásához.
4. Szerelje össze a projekt összes részét (eszközdoboz és elektronikus szerelvény).
5. Indítsa el saját szív pulzusmérő készülékét.

Lépés: Hogyan működik a pulzusmérő

A Wikipédiában meghatározottak szerint "Az elektrokardiográfia az elektrokardiogram (EKG vagy EKG [a]) előállításának folyamata, amely rögzíti - a feszültség és az idő grafikonját - a szív elektromos aktivitásáról [4] a bőrre helyezett elektródák segítségével. Az elektródák észlelik azokat az apró elektromos változásokat, amelyek a szívizom depolarizációjának következményei, majd minden szívciklus (szívverés) során repolarizációt követnek."

Esetünkben nem elektródákat, hanem infravörös érzékelőt használunk, a szívimpulzus -érzékelő egy orvosbiológiai érzékelő

azt jelenti, hogy bizonyos biológiai és fiziológiai változók segítségével jelzi a test állapotát.

A változókról beszélve, érzékelőnk analóg kimenettel rendelkezik, amely 0V -tól 5V -ig terjed, és ez a kimenet jelzi, hogy a szív mekkora véráramot/nyomást készül pumpálni, de hogyan méri ez az érzékelő ezeket a véráramlás -változásokat!

Az érzékelő infravörös jelet használ a bőrére vetített infravörös diódából. A bőr alatt kapillárisok vannak, amelyek vért hordoznak. Minden alkalommal, amikor a szíve pumpál, a véráramlás/nyomás kismértékben növekszik. Ez kissé megduzzasztja a hajszálereket, és ekkor a kissé jobban kitöltött kapillárisok inkább infravörös fényt tükröznek. Az eszközön lévő infravörös érzékelő érzékeli a különböző visszavert IR-szinteket, és felerősíti a mért jelet, és átalakítja azt értelmezhető feszültségjellé, amelyet bármelyik mikrokontrollerhez, például az Arduino MCU-hoz el lehet küldeni.

2. lépés: CAD és hardver alkatrészek

A 3D nyomtatott doboz alkatrészeitől kezdve a fenti tervezést solidworks szoftver segítségével készítettem, és az STL fájlokat a letöltési linkről szerezheti be, ez a kialakítás 100% -ban ajánlott, hogy segítsen az eszköz elkészítésében, mivel illeszkedik az érzékelő és a pontos elhelyezéshez az OLED kijelző.

A terv előkészítése után az alkatrészeimet nagyon jól előkészítettem és készen állok az akcióra. és amint az utolsó képen is látható, előkészítettük a tápcsatlakozó elhelyezését a doboz oldalán.

3. lépés: Áramköri diagram

Az elektronikára áttérve elkészítettem ezt a kapcsolási rajzot, amely tartalmazza a projekthez szükséges összes alkatrészt. Csatlakoztatom a szívimpulzus -érzékelőt az ATMega328P MCU készülékemhez, és megjelenítem az érzékelőtől kapott feszültségjelet egy OLED kijelzőn keresztül. a feszültség időbeli alakulását mutatja idő szerint, és hangjelzővel is jelzem az egyes szívveréseket, ebben a projektben RGB LED -et is használnak a BPM állapotának jelzésére, így ha a BPM túl alacsony, "kevesebb, mint 60 BOM", akkor a LED sárgára vált, ha a BPM rendben van, a LED zöldre vált, és ha a BPM túl magas, a LED pirosan világít.

4. lépés: NYÁK készítés

A JLCPCB -ről

A JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) a legnagyobb NYÁK-prototípus-vállalkozás Kínában, és egy high-tech gyártó, amely a gyors PCB-prototípusokra és a kis tételű PCB-gyártásra szakosodott. Több mint 10 éves tapasztalattal rendelkezik a NYÁK -gyártásban, a JLCPCB -nek több mint 200 000 vásárlója van itthon és külföldön, több mint 8 000 online megrendelés PCB prototípus -készítéssel és kis mennyiségű PCB -gyártással naponta. Az éves termelési kapacitás 200 000 négyzetméter. különböző 1-rétegű, 2-rétegű vagy többrétegű PCB-khez. A JLC egy professzionális NYÁK -gyártó, nagyméretű, jól felszerelt berendezésekkel, szigorú kezeléssel és kiváló minőséggel.

Beszélő elektronika

A kapcsolási rajz elkészítése után átalakítottam egy személyre szabott NYÁK -kialakítássá, és minden, amire szükségem van, a PCB -k előállítása, minden bizonnyal néhány egyszerű kattintás után a legjobb PCB -szállítóhoz, a JLCPCB -hez költöztem. feltöltöttem a tervezésemhez tartozó megfelelő GERBER fájlokat, és beállítottam néhány paramétert, például a NYÁK vastagságát és mennyiségét, és ezúttal a piros színt fogjuk használni a PCB szív alakú kialakításához; akkor legalább csak 2 dollárt kell fizetnie, hogy csak négy nap után kapja meg a PCB -t, amit a JLCPCB -vel kapcsolatban ezúttal az "ingyenes PCB szín" -nél vettem észre, ez azt jelenti, hogy csak 2 USD -t kell fizetnie a választott PCB -színért.

Kapcsolódó letöltési fájlok

Amint az a fenti képeken is látható, a NYÁK nagyon jól gyártott, és ugyanazt a NYÁK -tervezést kaptam, amelyet az alaplapunkhoz készítettünk, és minden címkét, a logók segítenek a forrasztási lépések során. Az áramkörhöz tartozó Gerber -fájlt is letöltheti az alábbi letöltési linkről abban az esetben, ha ugyanazt az áramköri konstrukciót szeretné megrendelni.

5. lépés: Hozzávalók

Az elektronikus alkatrészek forrasztása előtt tekintsük át a projektünk alkatrészeinek listáját, így szükségünk lesz:

★ ☆ ★ A szükséges összetevők ★ ☆ ★

- A PCB, amelyet a JLCPCB-től rendelünk- Arduino Uno:

- 330 Ohm ellenállások:

- 16 MHz -es kvarc oszcillátor:

- A heartPulse érzékelő:

- Zümmögő:

- OLED kijelző:

- RGB LED:

6. lépés: Elektronikus összeszerelés

Most minden készen áll, ezért kezdjük el forrasztani elektronikus alkatrészeinket a NYÁK -ra, és ehhez forrasztópáka és forrasztó maghuzal, valamint SMD -feldolgozó állomás szükséges.

Első a biztonság

Forrasztópáka

Soha ne érintse meg a forrasztópáka elemét….400 ° C!

Tartsa a fűtött vezetékeket csipesszel vagy bilincsekkel.

Mindig tegye vissza a forrasztópáka állványára, amikor nem használja.

Soha ne tegye le a munkaasztalra.

Kapcsolja ki a készüléket és húzza ki a hálózati csatlakozót, ha nem használja.

Amint láthatja, ennek a NYÁK -nak a használata nagyon egyszerű a kiváló minőségű gyártásnak köszönhetően, és nem feledkezve meg a címkékről sem, amelyek az egyes alkatrészek forrasztása során végigvezetik Önt, mert a felső selyemrétegen megtalálható az egyes alkatrészek címkéje, amely jelzi az elhelyezését a táblát, és így 100% -ig biztos lehet benne, hogy nem fog forrasztási hibákat elkövetni. Az egyes alkatrészeket a helyükre forrasztottam, és a NYÁK mindkét oldalát használhatja az elektronikus alkatrészek forrasztásához.

7. lépés: Szoftverrész és tesztelés

Most már csak a szoftverre van szükségünk, elkészítettem ezt az Arduino kódot, srácok, és ingyen kaphatja meg az alábbi linkről, a kód nagyon jól megjegyzett, így megértheti és saját igényeihez igazíthatja, szükségünk van az Arduino Uno táblára, hogy feltöltsük a kódot az ATmega328 MCU -ba, majd felveszük az MCU -t, és a fali aljzatba helyezzük.

Szükségünk van egy külső 5 V -os tápegységre, hogy bekapcsoljuk az eszközt, és itt vagyunk, ahogy látjátok, srácok, az eszköz megjeleníti a percenkénti ütéseket, és megjeleníti a szívimpulzusok grafikonját az OLED kijelzőn, anélkül, hogy elfelejtené ezt az RGB LED -et, amely jelzi a test állapotát is.

Ez a projekt nagyon egyszerűen elkészíthető, és elképesztő, különösen az OLED kijelzővel, amely a legjobb választás lehet az orvosbiológiai eszközök gyártásának megkezdéséhez, de még néhány további fejlesztést kell végrehajtani annak érdekében, hogy sokkal vajasabb legyen, ezért várni fogok javítási javaslataiért.