Инфракрасный датчик сердцебиения своими руками с использованием Arduino

Приложения и онлайн-сервисы

IDE Arduino

Об этом проекте

Как все это возникло:

Недавно вспышка вируса короны нанесла ущерб всему миру, потребность и спрос на медицинские инструменты, такие как аппараты искусственной вентиляции легких и т. Д., Резко возросли, что привело к их дефициту. Итак, существует серьезная потребность в более дешевом оборудовании и инструментах. Этот датчик сердцебиения, сделанный своими руками стоит менее 15 долларов и может эффективно использоваться для определения сердечных сокращений и их построения в реальном времени. Единственная тяжелая работа, которую необходимо выполнить, - это приложить палец к датчику, чтобы получить показания.

Работает:

Работа в основном регулируется дифференциальной непрозрачностью любого объекта (в данном случае пальца) в присутствии любой жидкости внутри него (в данном случае крови). Когда кровь перекачивается кровью, в кровеносных сосудах пальца оказывается больше крови, что делает его более непрозрачным. Когда кровь отступает, в кровеносных сосудах становится меньше крови, палец становится менее непрозрачным. Измеряя непрозрачность пальца, мы можем построить его кривую, которая зависит от количества крови в нем. Для этого измерения мы используем ИК-излучатель и приемник.

ИК-излучатель непрерывно освещает палец светом, часть его поглощается, часть отражается, часть передается, нам нужно построить данные с очень небольшим количеством проходящего света (количество света, которое проходит через). Детектор на другой стороне пальца обнаруживает это небольшое количество проходящего света. Однако эта интенсивность зависит от количества крови в пальце, поэтому, нанося на график значения, полученные с детектора, мы напрямую получаем график сердцебиения человека в реальном времени.

График вывода можно просмотреть на последовательном плоттере Arduino IDE.

Точность, фильтрация данных для нежелательных значений:

Это включает в себя устранение ошибки в значениях датчика, вызванной окружающим инфракрасным излучением , испускаемый многими объектами, даже нами !!. Для этого Arduino заранее вычисляет среднее значение нежелательного чтения, а затем удаляет это среднее значение, чтобы получить исходные точные значения. Это делается с помощью следующего фрагмента кода:

Теперь подсчитываем сумму показаний внешнего мусора 5 раз, чтобы потом их можно было удалить.

  // Для отладки for (int i =0; i <5; i ++) {reading =reading + analogRead (A0); } read_final =(чтение) / 5;  

Рассчитывается среднее чтение нежелательной почты.

  задержка (100); Heart_rate =analogRead (A0) -final_reading;  

Окончательное значение чтения, гораздо точнее. Затем построение переменной Heart_Rate готово.

Настройка оборудования датчика:

Датчик состоит из ИК-излучателя и приемника. Это схема проводки, которую необходимо выполнить.

В итоге аппаратная установка будет выглядеть так:

Вывод:

Вот короткое видео, демонстрирующее работу датчика DIY. Сюжет моего сердцебиения строится в реальном времени. Просто нажмите на эту ссылку, чтобы просмотреть ее.

https://drive.google.com/file/d/1z1IdHuaXRA8mzHQuA-XZI3tvUSaRd30e/view?usp=drivesdsk.

************************************************* **************************** ---------------------- -------------------------------------------------- --------------

Вот совет, если у вас нет необходимых расходных материалов:

ИК-телевизор или пульт любого другого электронного устройства также можно использовать в качестве излучателя, если одна из его кнопок постоянно нажата. А для приемника можно использовать светозависимый резистор, просто отрегулируйте его порог для обнаружения ИК-излучения, просмотрев таблицы данных в Интернете.

************************************************* **************************** ---------------------- -------------------------------------------------- --------------

Я хотел бы услышать мнение всех, кто попробовал этот проект. Предложения по улучшению и идеи для новых проектов всегда приветствуются в разделе комментариев.

Код

• heart_Beat_sensor_101 / code

heart_Beat_sensor_101 / код Arduino

 // код YaSh.//Heart_Rate_Sensor code.int reading =0; int read_final; int Heart_rate; void setup () {Serial.begin (9600); // Инициализация последовательных подключений. pinMode (A0, ВХОД); pinMode (A1, ВХОД); } // Снимаем показания и строим .void loop () {for (int i =0; i <5; i ++) // Для отладки. {чтение =чтение + аналоговое чтение (A0); // вычисляем сумму показаний внешнего мусора 5 раз, чтобы потом их можно было удалить. } read_final =(чтение) / 5; // Вычислено среднее значение чтения нежелательной почты. задержка (100); Heart_rate =analogRead (A0) -final_reading; // Окончательное значение чтения. Serial.println (частота сердечных сокращений); // Печать и черчение.} 

Схема