Arduino Heart Beat mit EKG-Anzeige & Sound - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Hallo Leute! Ich hoffe, Sie haben meine vorherige instructable "Arduino LIXIE Clock" bereits genossen und Sie sind bereit für eine neue, wie üblich habe ich dieses Tutorial gemacht, um Sie Schritt für Schritt zu führen, während Sie diese Art von super erstaunlichen, kostengünstigen elektronischen Projekten machen, die "Arduino Herzpulsgerät".

Während der Herstellung dieses Projekts haben wir versucht sicherzustellen, dass diese Anleitung der beste Leitfaden für Sie ist, um Ihnen zu helfen, wenn Sie Ihr eigenes EKG erstellen möchten. Wir hoffen, dass diese Anleitung die erforderlichen Dokumente enthält.

Dieses Projekt ist besonders praktisch, nachdem Sie die kundenspezifische Platine erhalten haben, die wir bei JLCPCB bestellt haben, um das Erscheinungsbild unseres elektronischen Geräts zu verbessern. Außerdem finden Sie in dieser Anleitung genügend Dokumente und Codes, damit Sie Ihre Arduino Heart Pulsanzeige einfach erstellen können. Wir haben dieses Projekt in nur 3 Tagen gemacht, nur zwei Tage, um alle benötigten Teile zu bekommen und die Hardwareherstellung und den Zusammenbau abzuschließen, dann haben wir den Code für unser Projekt vorbereitet und mit dem Testen und der Anpassung begonnen.

Was Sie von diesem instructable lernen werden:

1. Je nach Funktionalität die richtige Hardwareauswahl für Ihr Projekt treffen.
2. Verstehen Sie die Herzpulssensor-Technologie.
3. Bereiten Sie den Schaltplan vor, um alle ausgewählten Komponenten anzuschließen.
4. Montieren Sie alle Projektteile (Gerätebox und Elektronikbaugruppe)..
5. Starten Sie Ihr eigenes Herzpulsgerät.

Schritt 1: So funktioniert der Herzpulssensor

Wie in Wikipedia definiert "Elektrokardiographie ist der Prozess der Erstellung eines Elektrokardiogramms (EKG oder EKG[a]), einer Aufzeichnung – einer Kurve der Spannung über der Zeit – der elektrischen Aktivität des Herzens[4] unter Verwendung von Elektroden, die auf der Haut platziert werden. Diese Elektroden erfassen die kleinen elektrischen Veränderungen, die eine Folge der Depolarisation des Herzmuskels gefolgt von einer Repolarisation während jedes Herzzyklus (Herzschlag) sind."

In unserem Fall verwenden wir keine Elektroden, sondern einen IR-Sensor, ein Herzpulssensor ist ein biomedizinischer Sensor, der

bedeutet, dass es einige biologische und physiologische Variablen verwendet, um den Zustand des Körpers anzuzeigen.

Apropos Variablen, unser Sensor hat einen analogen Ausgang, der von 0 V bis 5 V reicht und dieser Ausgang zeigt an, wie viel Blutfluss / Druck das Herz pumpen wird, aber wie misst dieser Sensor diese Blutflussänderungen!

Der Sensor verwendet ein Infrarotsignal von einer IR-Diode, die auf Ihre Haut projiziert wird. Direkt unter Ihrer Haut befinden sich Kapillaren, die Blut führen. Jedes Mal, wenn Ihr Herz pumpt, steigt der Blutfluss/-druck leicht an. Dadurch schwellen die Kapillaren leicht an und gerade dann reflektieren diese etwas stärker gefüllten Kapillaren mehr Infrarot. Der Infra-Detektor auf dem Gerät erkennt die unterschiedlichen reflektierten IR-Pegel und verstärkt das gemessene Signal und wandelt es in ein interpretierbares Spannungssignal um, das an jeden Mikrocontroller wie die Arduino MCU gesendet werden kann.

Schritt 2: CAD- und Hardwareteile

Ausgehend von den 3D-gedruckten Boxteilen habe ich das obige Design mit Solidworks-Software erstellt und Sie können die STL-Dateien über den Download-Link erhalten das OLED-Display.

Nachdem ich das Design vorbereitet habe, habe ich meine Teile sehr gut verarbeitet und einsatzbereit. und wie Sie auf dem letzten Foto sehen können, haben wir die Platzierung des Stromanschlusses auf der Boxseite vorbereitet.

Schritt 3: Schaltplan

Um zur Elektronik zu kommen, habe ich diesen Schaltplan erstellt, der alle für dieses Projekt erforderlichen Teile enthält. Ich schließe den Herzpulssensor an meine ATMega328P-MCU an und zeige das vom Sensor empfangene Spannungssignal über ein OLED-Display an, das Diagramm zeigt die Spannungssegnalentwicklung nach Zeit an und ich verwende auch einen Summer, um jeden Herzschlag zu markieren. In diesem Projekt wird auch eine RGB-LED verwendet, um den BPM-Status anzuzeigen wird gelb, wenn der BPM in Ordnung ist, wird die LED grün und wenn der BPM zu hoch ist, wird die LED rot.

Schritt 4: PCB-Herstellung

Über JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) ist das größte Unternehmen für Leiterplatten-Prototypen in China und ein High-Tech-Hersteller, der sich auf schnelle Leiterplatten-Prototyp- und Kleinserienfertigung von Leiterplatten spezialisiert hat. Mit über 10 Jahren Erfahrung in der PCB-Herstellung hat JLCPCB mehr als 200.000 Kunden im In- und Ausland mit über 8.000 Online-Bestellungen für PCB-Prototyping und PCB-Produktion in kleinen Stückzahlen pro Tag. Die jährliche Produktionskapazität beträgt 200.000 qm. für verschiedene 1-Layer-, 2-Layer- oder Multilayer-Leiterplatten. JLC ist ein professioneller Leiterplattenhersteller, der sich durch große, gut ausgestattete, strenge Verwaltung und überragende Qualität auszeichnet.

Sprechende Elektronik

Nachdem ich den Schaltplan erstellt hatte, habe ich ihn in ein kundenspezifisches PCB-Design umgewandelt und alles, was ich jetzt brauche, ist, meine PCB zu produzieren Ich habe die entsprechenden GERBER-Dateien meines Designs hochgeladen und einige Parameter wie die Farbe und Menge der Leiterplattendicke eingestellt. Dieses Mal werden wir die rote Farbe verwenden, um dem Herzformdesign unserer Leiterplatte zu entsprechen. dann müssen Sie mindestens 2 Dollar zahlen, um die Leiterplatte nach nur vier Tagen zu erhalten. Was mir bei JLCPCB diesmal aufgefallen ist, ist die "kostenlose Leiterplattenfarbe", dh Sie zahlen nur 2 USD für jede Leiterplattenfarbe, die Sie wählen.

Zugehörige Download-Dateien

Wie Sie in den Bildern oben sehen können, ist die Platine sehr gut verarbeitet und ich habe das gleiche PCB-Design, das wir für unsere Hauptplatine gemacht haben, und alle Etiketten, Logos sind da, um mich während der Lötschritte zu leiten. Sie können die Gerber-Datei für diese Schaltung auch über den Download-Link unten herunterladen, falls Sie eine Bestellung für das gleiche Schaltungsdesign aufgeben möchten.

Schritt 5: Zutaten

Bevor wir mit dem Löten der elektronischen Teile beginnen, sehen wir uns die Komponentenliste für unser Projekt an, damit wir Folgendes benötigen:

★☆★ Die notwendigen Komponenten ★☆★

- Die Platine, die wir bei JLCPCB-Arduino Uno bestellen:

- 330Ohm Widerstände:

- 16 MHz Quarzoszillator:

- Der heartPulse-Sensor:

- Summer:

- OLED-Display:

- RGB-LED:

Schritt 6: Elektronische Baugruppe

Nun ist alles fertig, also fangen wir an, unsere elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte zu löten und dazu benötigen wir einen Lötkolben und einen Lötkerndraht und eine SMD-Reworkstation für SMD-Bauteile.

Sicherheit zuerst

Lötkolben

Berühren Sie niemals das Element des Lötkolbens….400°C!

Halten Sie die zu erwärmenden Drähte mit einer Pinzette oder Klemme fest.

Stellen Sie den Lötkolben bei Nichtgebrauch immer in seinen Ständer zurück.

Legen Sie es niemals auf die Werkbank.

Schalten Sie das Gerät aus und ziehen Sie den Stecker, wenn es nicht verwendet wird.

Wie Sie sehen, ist die Verwendung dieser Platine aufgrund ihrer sehr hochwertigen Verarbeitung so einfach und ohne die Etiketten zu vergessen, die Sie beim Löten jeder Komponente führen, da Sie auf der obersten Seidenschicht ein Etikett jeder Komponente finden, das ihre Platzierung angibt die Platine und auf diese Weise sind Sie zu 100% sicher, dass Sie keine Lötfehler machen. Ich habe jede Komponente an ihre Position gelötet und Sie können beide Seiten der Platine verwenden, um Ihre elektronischen Komponenten zu löten.

Schritt 7: Softwareteil & Test

Alles, was wir jetzt brauchen, ist die Software, ich habe diesen Arduino-Code für Sie erstellt und Sie können ihn kostenlos über den Link unten erhalten. Der Code ist sehr gut kommentiert, damit Sie ihn verstehen und an Ihre eigenen Bedürfnisse anpassen können. Wir brauchen das Arduino Uno-Board, um den Code in unsere ATmega328-MCU hochzuladen, dann nehmen wir die MCU und platzieren sie in ihrem Sockel auf der Platine.

Wir benötigen ein externes 5-V-Netzteil, um das Gerät einzuschalten, und hier sind wir, wie Sie sehen, zeigt das Gerät die Schläge pro Minute an und zeigt die Herzpulskurve auf dem OLED-Display an, ohne diese RGB-LED zu vergessen, die den Körperstatus anzeigt auch.

Dieses Projekt ist so einfach und erstaunlich, insbesondere mit dem OLED-Display, das Ihre beste Wahl sein könnte, um mit der Herstellung biomedizinischer Geräte zu beginnen, aber noch einige andere Verbesserungen durchzuführen, um es viel mehr Butter zu machen, deshalb werde ich warten für Ihre Verbesserungsvorschläge.