CardioSim: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Először is, ez az első Instructable, és nem vagyok angol anyanyelvű (vagy író), ezért előre is elnézést kérek az általános rossz minőségért. Remélem azonban, hogy ez az oktatóanyag hasznos lehet azoknak az embereknek, akik pulzusmérő (HR) rendszert használnak (egy mellkasi övből álló jeladóból és egy vevőórából áll), és akik:

szeretné tudni, hogy melyik elemet kell cserélni (az öv belsejében vagy a vevőórában), ha a rendszer leáll megfelelően. Általában csak annak biztosítására, hogy a felhasználó végül kicseréli mindkét elemet, annak ellenére, hogy az övben lévő elem nagyobb terhelésnek van kitéve, és ezért gyorsabban lemerül, mint a másik

vagy

érdekelnek (mint én), hogy kifejlesszek egy pulzusadat -naplózót további értékelésekhez - például statikus körülmények közötti HRV (pulzusszám -változások) statisztikai elemzéséhez, vagy korrelációs vizsgálatokhoz a HR és a fizikai erőfeszítések között dinamikus körülmények között - és szívesebben használnak mellkasi szíj (Cardio) szimulátort, mintsem hogy valódi viseletet viseljenek a teszt fázisai során

A fenti okok miatt hívtam az utasításokat "CardioSim" -nek

1. lépés: Hogyan működik?

A pulzusimpulzusok vezeték nélküli átvitele az adó (mellkasi szíj öv) és a vevő (dedikált óra, valamint futó futópadok, edzőeszközök stb.) Között alacsonyfrekvenciás mágneses kommunikáción (LFMC) alapul, és nem hagyományos rádiófrekvencia.

Az ilyen típusú (analóg) felügyeleti rendszerek szabványos frekvenciája 5,3 kHz. Az új digitális rendszerek Bluetooth technológián alapulnak, de ez nem tartozik az oktatóanyag körébe.

Azok számára, akik érdeklődnek a téma elmélyítése iránt, ezen az alkalmazásjegyzetben megtalálható az LFMC technológia átfogó leírása, beleértve az előnyöket és hátrányokat az RF ellen.

ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/002…

Ennek a projektnek a érdekében azonban elegendő tudni, hogy egy LC (sorozat) rezonanciaáramkör által generált 5,3 kHz-es mágneses mezőhordozó modul egy egyszerű OOK (On-OFF Keying) formátumon alapul, ahol minden szívimpulzus bekapcsolja a hordozót körülbelül 10 ms -ig. A jelet egy (párhuzamos) LC rezonanciatartály észleli (ugyanazzal a rezonancia frekvenciával, mint a mágneses mező, és feltéve, hogy mindkét tekercs megfelelően van beállítva), erősíti és elküldi a mérőegységnek.

Bár a WEB -en megtalálható néhány példa a vevő áramkörre, nem találtam modellt az adó számára, ezért úgy döntöttem, hogy elemezem a mellkasi öv által generált jelet, és létrehozok egy áramkört, amely szimulálja azt. hasonló térerősség, gyakoriság és formátum.

2. lépés: Vázlat és alkatrészek

Az áramkörök nagyon kevés komponensből állnak, amelyek egy kis tokba illeszthetők:

• Tok szalagdeszkával, mint ez
• Nagy sűrűségű habszalag, 50x25x10mm (mint az IC -k csomagolásához használt)
• ATTiny85-20 mikrokontroller
• Motorhajtó L293
• Feszültségszabályozó 5V, tip 7805 vagy LD1117V50
• 2x elektrolit kondenzátor 10uF/25V
• Kondenzátor 22n/100V
• Trimpot tengely, 10K, 1 fordulat, (mint az Arduino kezdő készletben)
• 22K ellenállás
• 220R ellenállás
• LED piros 5 mm
• Induktivitás 39mH, BOURNS RLB0913-393K-t használtam
• 9V -os akkumulátor
• mini SPDT kapcsoló (az AM/FM kapcsolót újrahasznosítottam egy régi tranzisztoros rádióból)

A legfontosabb összetevő az induktivitás, a kiváló minőségű ferritmag és az alacsony ellenállás kötelezőek annak kicsi tartásához és a rezonancia áramkör jó minőségi tényezőjének eléréséhez.

3. lépés: Az áramkör leírása és kódja

A rajzon látható LC áramkör képletét alkalmazva, L = 39mH és C = 22nF esetén a kapott frekvencia 5,4 kHz körül van, ami elég közel van az 5,3 kHz szabványos értékhez. Az LC tartályt egy H-híd inverter hajtja, amely az IC L293 motorhajtómű két 1. és 2. hídjából áll. A vivőfrekvenciát a TINY85 mikrokontroller generálja, amely a HR -t szimuláló moduláló jelet is hajtja. Az A1 analóg bemenethez csatlakoztatott Trimpot segítségével a pulzusszám 40 és 170 bmp (ütés / perc) között változtatható - ami valós körülmények között a legtöbb amatőr sportoló számára megfelelőnek tekinthető. Mivel a hidat két ellentétes négyzethullámnak kell meghajtania (és az ATTiny's Assembler kód korlátozott ismereteivel csak egyet tudtam generálni), a fél brige 3 -at inverterként használtam.

Ezekhez az egyszerű feladatokhoz a 16 MHz -es belső óra megfelelő, de előzetesen megmértem a chipemhez szükséges kalibrációs tényezőt, és a beállítási részben az "OSCCAL" parancssort adtam meg. A vázlat letöltéséhez az ATTiny -hez egy Arduino Nano -t használtam, amely ArduinoISP kóddal volt feltöltve. Ha nem ismeri ezt a két lépést, rengeteg példa található a weben, ha valakit érdekel, kifejlesztettem saját verzióimat, amelyeket kérésre tudok adni. Csatolta az ATTiny kódját:

4. lépés: Az áramkör összeszerelése

A házon már volt egy 5 mm -es lyuk a felső burkolaton, amely tökéletes volt a Led számára, és csak egy második 6 mm -es lyukat kellett fúrnom, az elsővel összhangban, a trimpot tengelyéhez. Az alkatrészek elrendezését úgy rendeztem el, hogy az akkumulátort a helyén tartsa a trimpot és a TO-220 feszültségszabályozó között, és a felső borítóra ragasztott habszalag szilárdan blokkolja a helyén.

Amint észreveheti, az induktivitás vízszintesen van felszerelve, t.i. tengelyével párhuzamos a táblával. Ez abból a feltételezésből indul ki, hogy a vevő induktivitása is ugyanabban az irányban fekszik. Mindenesetre az optimális átvitel érdekében mindig győződjön meg arról, hogy mindkét tengely párhuzamos (nem feltétlenül ugyanazon a térbeli síkon), és nem merőleges egymásra.

Az összeszerelés végén ellenőrizze alaposan áramkörtesztelővel az összes csatlakozást áramkörtesztelővel.

5. lépés: Ellenőrizze az áramkört

Az áramkör legjobb teszteszköze a HR -figyelő vevőóra:

1. Tegye az órát a CardioSim mellé.
2. Állítsa a trimpot középső helyzetbe, és kapcsolja be a készüléket.
3. A piros LED -nek körülbelül 1 másodperces időközönként (60mp / mp) kell villognia. Ez azt jelzi, hogy az LC rezonátor tartály megfelelően feszültség alatt van és működik. Ha nem ez a helyzet, ellenőrizze újra az összes csatlakozást és hegesztési pontot.
4. Ha még nem kapcsol be automatikusan, kapcsolja be manuálisan az órát.
5. Az órának el kell kezdenie fogadni a mért HR -t jelző jelet.
6. A trimpot mindkét irányba a véghelyzetbe fordítása a teljes HR tartomány ellenőrzéséhez (a tartományhatárok +/- 5% tűrése elviselhető)

Minden lépést a mellékelt videó tartalmaz

6. lépés: Figyelmeztetés

Végső biztonsági tanácsként vegye figyelembe, hogy az ebben az egyszerű formátumban megvalósított LFMC nem teszi lehetővé ugyanazon mezőtartomány különböző egységeinek címzését, ami azt jelenti, hogy abban az esetben, ha mind a CardioSim, mind a valódi mérőszalag ugyanahhoz a vevőhöz küldi jeleit egység, a vevő elakad, előre nem látható eredményekkel.

Ez veszélyes lehet abban az esetben, ha növelni szeretné fizikai teljesítményét, és a mért HR alapján maximalizálja erőfeszítéseit. A CardioSim csak más egységek tesztelésére használható, és nem edzésre!

Ennyi, köszönöm, hogy elolvasta az Instructable -t, bármilyen visszajelzést szívesen fogadok!