Arduino-hartslag met ECG-weergave en geluid - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Hallo jongens! Ik hoop dat je al genoten hebt van mijn vorige instructable "Arduino LIXIE Clock" en dat je klaar bent voor een nieuwe, zoals gewoonlijk heb ik deze tutorial gemaakt om je stap voor stap te begeleiden terwijl je dit soort super verbazingwekkende goedkope elektronische projecten maakt, namelijk de "Arduino Hartslagapparaat".

Tijdens het maken van dit project hebben we geprobeerd ervoor te zorgen dat deze instructable de beste gids voor je is om je te helpen als je je eigen ECG wilt maken, dus we hopen dat deze instructable de benodigde documenten bevat.

Dit project is zo handig om speciaal te maken nadat we de aangepaste PCB hebben gekregen die we bij JLCPCB hebben besteld om het uiterlijk van ons elektronische apparaat te verbeteren en er zijn ook voldoende documenten en codes in deze handleiding om eenvoudig uw Arduino Heart-pulsweergave te maken. We hebben dit project in slechts 3 dagen gemaakt, slechts twee dagen om alle benodigde onderdelen te krijgen en de hardware te maken en te monteren, daarna hebben we de code voorbereid die bij ons project past en beginnen met het testen en aanpassen.

Wat je leert van deze instructable:

1. Afhankelijk van de functionaliteiten de juiste hardwarekeuze maken voor uw project.
2. Begrijp de technologie van de hartslagsensor.
3. Bereid het schakelschema voor om alle gekozen componenten aan te sluiten.
4. Monteer alle projectonderdelen (apparaatdoos en elektronische montage).
5. Start je eigen Heart pulse-apparaat.

Stap 1: Hoe de hartslagsensor werkt

Zoals gedefinieerd op Wikipedia: "Elektrocardiografie is het proces waarbij een elektrocardiogram (ECG of ECG[a]) wordt gemaakt, een registratie – een grafiek van spanning versus tijd – van de elektrische activiteit van het hart[4] met behulp van elektroden die op de huid zijn geplaatst. Deze elektroden detecteren de kleine elektrische veranderingen die het gevolg zijn van depolarisatie van de hartspier, gevolgd door repolarisatie tijdens elke hartcyclus (hartslag)."

In ons geval gebruiken we geen elektroden maar een IR-sensor, een hartpulssensor is een biomedische sensor die:

betekent dat het enkele biologische en fysiologische variabelen gebruikt om de status van het lichaam aan te geven.

Over variabelen gesproken, onze sensor heeft een analoge uitgang die van 0V naar 5V gaat en deze uitgang geeft aan hoeveel bloedstroom/druk het hart gaat pompen, maar hoe meet deze sensor deze veranderingen in de bloedstroom!

De sensor gebruikt een infrarood signaal van een IR-diode die op uw huid wordt geprojecteerd. Net onder je huid bevinden zich haarvaten die bloed vervoeren. Elke keer dat uw hart pompt, is er een kleine toename van de bloedstroom/druk. Hierdoor zwellen de haarvaten iets op, en juist op dat moment weerkaatsen deze iets meer gevulde haarvaten meer infrarood. De Infra-detector op het apparaat detecteert de verschillende gereflecteerde IR-niveaus en versterkt het gemeten signaal en zet het om in een interpreteerbaar spanningssignaal dat naar elke microcontroller zoals de Arduino MCU kan worden gestuurd.

Stap 2: CAD- en hardware-onderdelen

Beginnend met de 3D-geprinte doosonderdelen, heb ik het bovenstaande ontwerp gemaakt met behulp van solidworks-software en je kunt de STL-bestanden krijgen via de downloadlink. het OLED-scherm.

Na het voorbereiden van het ontwerp heb ik mijn onderdelen zeer goed vervaardigd en klaar voor de actie. en zoals je op de laatste foto kunt zien, hebben we de plaatsing van de stroomconnector aan de kant van de doos voorbereid.

Stap 3: Schakelschema

Ik ga naar de elektronica en heb dit schakelschema gemaakt dat alle benodigde onderdelen voor dit project bevat. Ik sluit de hartpulssensor aan op mijn ATMega328P MCU en ik geef het spanningssignaal weer dat van de sensor is ontvangen via een OLED-display, de plot zal de evolutie van het spanningssignaal in de tijd laten zien en ik gebruik ook een zoemer om elke hartslag te markeren, een RGB-LED wordt ook in dit project gebruikt om de BPM-status aan te geven, dus wanneer de BPM te laag is "minder dan 60 BOM" de LED wordt geel, wanneer de BPM OK is, wordt de LED groen en wanneer de BPM te hoog is, wordt de LED rood.

Stap 4: PCB maken

Over JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), is de grootste onderneming voor PCB-prototypes in China en een hightechfabrikant die gespecialiseerd is in snelle PCB-prototypes en PCB-productie in kleine batches. Met meer dan 10 jaar ervaring in de productie van PCB's, heeft JLCPCB meer dan 200.000 klanten in binnen- en buitenland, met meer dan 8.000 online bestellingen van PCB-prototyping en PCB-productie in kleine hoeveelheden per dag. De jaarlijkse productiecapaciteit is 200, 000 m². voor verschillende 1-laags, 2-laags of meerlaags PCB's. JLC is een professionele PCB-fabrikant die wordt gekenmerkt door grootschalige, goed uitgeruste apparatuur, strikt beheer en superieure kwaliteit.

Pratende elektronica

Na het maken van het schakelschema heb ik het omgezet in een aangepast PCB-ontwerp en alles wat ik nu nodig heb is om mijn PCB te produceren, ik ben zeker verhuisd naar JLCPCB, de beste PCB-leverancier om de beste PCB-productieservice te krijgen, na enkele simpele klikken. heb de juiste GERBER-bestanden van mijn ontwerp geüpload en ik heb enkele parameters ingesteld, zoals de kleur en hoeveelheid van de PCB-dikte, en deze keer zullen we de rode kleur gebruiken die past bij het hartvormontwerp van onze PCB; dan hoef je in ieder geval slechts 2 dollar te betalen om de PCB na slechts vier dagen te krijgen, wat mij is opgevallen aan JLCPCB deze keer is de "out of charge PCB-kleur", dit betekent dat je slechts 2 USD betaalt voor elke PCB-kleur die je kiest.

Gerelateerde downloadbestanden

Zoals je op de foto's hierboven kunt zien, is de PCB zeer goed vervaardigd en ik heb hetzelfde PCB-ontwerp dat we hebben gemaakt voor ons moederbord en alle labels, logo's zijn er om me te begeleiden tijdens de soldeerstappen. U kunt het Gerber-bestand voor dit circuit ook downloaden via onderstaande downloadlink in het geval u een bestelling wilt plaatsen voor hetzelfde circuitontwerp.

Stap 5: Ingrediënten

Voordat we beginnen met het solderen van de elektronische onderdelen, laten we de componentenlijst voor ons project bekijken, zodat we het volgende nodig hebben:

★☆★ De benodigde onderdelen ★☆★

- De PCB die we bestellen bij JLCPCB- Arduino Uno:

- 330Ohm weerstanden:

- 16 MHz kwartsoscillator:

- De hartslagsensor:

- Zoemer:

- OLED-scherm:

- RGB-LED:

Stap 6: Elektronische assemblage

Nu is alles klaar, dus laten we beginnen met het solderen van onze elektronische componenten op de PCB en daarvoor hebben we een soldeerbout en een soldeerkerndraad en een SMD-reworkstation voor SMD-componenten nodig.

Veiligheid eerst

Soldeerbout

Raak het element van de soldeerbout nooit aan….400°C!

Houd de te verwarmen draden vast met een pincet of klemmen.

Plaats de soldeerbout altijd terug in de standaard wanneer deze niet in gebruik is.

Leg het nooit op de werkbank.

Schakel het apparaat uit en trek de stekker uit het stopcontact wanneer het niet in gebruik is.

Zoals u kunt zien, is het gebruik van deze PCB zo eenvoudig vanwege de zeer hoge kwaliteit en zonder de labels te vergeten die u zullen begeleiden bij het solderen van elk onderdeel, omdat u op de bovenste zijden laag een label van elk onderdeel vindt dat de plaatsing ervan aangeeft op het bord en op deze manier weet je 100% zeker dat je geen soldeerfouten maakt. Ik heb elk onderdeel op zijn plaats gesoldeerd en je kunt beide kanten van het printje gebruiken om je elektronische componenten te solderen.

Stap 7: Softwareonderdeel & Test

Alles wat we nu nodig hebben is de software, ik heb deze Arduino-code voor jullie gemaakt en je kunt hem gratis krijgen via de onderstaande link, de code is zeer goed becommentarieerd, zodat je hem kunt begrijpen en aanpassen aan je eigen behoeften, we hebben het Arduino Uno-bord nodig om de code naar onze ATmega328 MCU te uploaden, dan nemen we de MCU en plaatsen deze in de socket op het bord.

We hebben een externe 5v-voedingsadapter nodig om het apparaat AAN te zetten en hier zijn we, zoals je ziet, het apparaat geeft de beats per minuut weer en het geeft de hartpulsgrafiek weer die is uitgezet op het OLED-scherm zonder deze RGB-LED te vergeten die de lichaamsstatus aangeeft te.

Dit project is zo gemakkelijk te maken en geweldig speciaal met het OLED-display, wat je beste keuze zou kunnen zijn om te beginnen met het maken van biomedische gadgets, maar er zijn nog enkele andere verbeteringen die moeten worden uitgevoerd om het veel meer boter te maken, daarom zal ik wachten voor uw suggesties om het te verbeteren.