Arduino hjärtslag med EKG -display och ljud: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Hej killar! Jag hoppas att du redan gillade min tidigare instruerbara "Arduino LIXIE Clock" och att du är redo för en ny, som vanligt gjorde jag den här självstudien för att vägleda dig steg för steg samtidigt som du gjorde denna typ av fantastiska lågkostnadselektroniska projekt som är "Arduino" Hjärtpulsenhet ".

Under genomförandet av detta projekt försökte vi se till att denna instruerbara kommer att vara den bästa guiden för dig för att hjälpa dig om du vill göra ditt eget EKG, så vi hoppas att den här instruktionsboken innehåller de dokument som behövs.

Detta projekt är så praktiskt att göra speciellt efter att ha fått det anpassade kretskortet som vi har beställt från JLCPCB för att förbättra utseendet på vår elektroniska enhet och det finns också tillräckligt med dokument och koder i den här guiden för att du enkelt ska kunna skapa din Arduino Heart pulsdisplay. Vi har gjort det här projektet på bara 3 dagar, bara två dagar för att få alla nödvändiga delar och avsluta hårdvarutillverkningen och montera, sedan har vi förberett koden för att passa vårt projekt och starta testningen och justeringen.

Vad du kommer att lära av detta instruerbara:

1. Gör rätt maskinvaruval för ditt projekt beroende på dess funktioner.
2. Förstå hjärtpulssensortekniken.
3. Förbered kretsschemat för att ansluta alla valda komponenter.
4. Montera alla projektdelar (enhetsbox och elektronisk montering)..
5. Starta din egen hjärtpulsenhet.

Steg 1: Hur hjärtpulsgivaren fungerar

Enligt definitionen på Wikipedia "Elektrokardiografi är processen att producera ett elektrokardiogram (EKG eller EKG [a]), en registrering - en graf över spänning mot tid - av hjärtans elektriska aktivitet [4] med hjälp av elektroder placerade på huden. Dessa elektroder detekterar de små elektriska förändringarna som är en följd av depolarisering av hjärtmuskel följt av repolarisering under varje hjärtcykel (hjärtslag)."

I vårt fall använder vi inte elektroder utan IR -sensor, en hjärtpulssensor är en biomedicinsk sensor som

betyder att den använder några biologiska och fysiologiska variabler för att indikera kroppens status.

På tal om variabler har vår sensor en analog utgång som går från 0V till 5V och denna utgång indikerar hur mycket blodflöde/tryck hjärtat ska pumpa, men hur mäter denna sensor dessa blodflödesförändringar!

Sensorn använder en infraröd signal från en IR-diod som projiceras på din hud. Strax under huden finns kapillärer som bär blod. Varje gång ditt hjärta pumpar finns det en liten ökning av blodflöde/tryck. Detta sväller upp kapillärerna något, och just då speglar de lite mer fyllda kapillärerna mer infrarött. Infra-detektorn på enheten känner av de olika reflekterade IR-nivåerna och förstärker den uppmätta signalen och omvandlar den till en tolkbar spänningssignal som kan skickas till alla mikrokontroller som Arduino MCU.

Steg 2: CAD- och hårdvarudelar

Från och med 3D -tryckta låddelar gjorde jag ovanstående design med solidworks -programvara och du kan hämta STL -filerna från nedladdningslänken, den här designen rekommenderas 100% för att hjälpa dig att göra din enhet eftersom den passar den exakta placeringen för sensorn och OLED -skärmen.

Efter att ha förberett designen har jag fått mina delar mycket väl tillverkade och redo för åtgärden. och som du kan se på det senaste fotot förberedde vi placeringen av strömkontakten på lådans sida.

Steg 3: Kretsdiagram

När jag gick till elektroniken har jag skapat detta kretsschema som innehåller alla nödvändiga delar som krävs för detta projekt. kommer att visa spänningssegnalutvecklingen med tiden och jag använder också en summer för att markera varje hjärtslag, en RGB -LED används också i detta projekt för att indikera BPM -status, så när BPM är för låg "mindre än 60 BOM" lyser lysdioden blir gul, när BPM är OK lyser lysdioden grön och när BPM är för hög blir lysdioden röd.

Steg 4: PCB -tillverkning

Om JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), är det största PCB-prototypföretaget i Kina och en högteknologisk tillverkare som specialiserat sig på snabb PCB-prototyp och produktion av små partier. Med över 10 års erfarenhet av PCB -tillverkning har JLCPCB mer än 200 000 kunder hemma och utomlands, med över 8 000 online -beställningar av PCB -prototyper och liten mängd PCB -produktion per dag. Den årliga produktionskapaciteten är 200 000 kvm. för olika 1-lager, 2-lager eller fler-lager PCB. JLC är en professionell PCB -tillverkare med storskalig brunnutrustning, strikt hantering och överlägsen kvalitet.

Pratar elektronik

Efter att ha gjort kretsschemat omvandlade jag det till en anpassad PCB -design och allt jag behöver nu är att producera mitt kretskort, jag flyttade säkert till JLCPCB den bästa kretskortleverantören för att få den bästa kretskortstillverkningstjänsten, efter några enkla klick har laddat upp lämpliga GERBER -filer i min design och jag har ställt in några parametrar som PCB -tjockleksfärg och kvantitet, och den här gången kommer vi att använda den röda färgen för att passa hjärtformdesignen på vårt PCB; då måste du åtminstone betala bara 2 dollar för att få PCB bara efter fyra dagar, det jag har märkt om JLCPCB den här gången är "outfits PCB -färg" det betyder att du kommer att betala bara 2 USD för vilken PCB -färg du väljer.

Relaterade nedladdningsfiler

Som du kan se på bilderna ovan är kretskortet mycket väl tillverkat och jag har samma PCB -design som vi har gjort för vårt huvudkort och alla etiketter, logotyper finns där för att vägleda mig under lödningsstegen. Du kan också ladda ner Gerber -filen för denna krets från nedladdningslänken nedan om du vill göra en beställning för samma kretsdesign.

Steg 5: Ingredienser

Innan vi börjar löda de elektroniska delarna låt oss granska komponentlistan för vårt projekt så vi kommer att behöva:

★ ☆ ★ De nödvändiga komponenterna ★ ☆ ★

- Kretskortet som vi beställer från JLCPCB- Arduino Uno:

- 330Ohm motstånd:

- 16 MHz kvartsoscillator:

- HeartPulse -sensorn:

- Summer:

- OLED -skärm:

- RGB LED:

Steg 6: Elektronisk montering

Nu är allt klart så låt oss börja lödda våra elektroniska komponenter till kretskortet och för att göra det behöver vi ett lödkolv och en lödkärntråd och en SMD -omarbetningsstation för SMD -komponenter.

Säkerheten först

Lödkolv

Rör aldrig vid lödkolvens element …. 400 ° C!

Håll trådarna som ska värmas upp med pincett eller klämmor.

Sätt alltid tillbaka lödkolven till dess stativ när den inte används.

Lägg aldrig den på arbetsbänken.

Stäng av enheten och dra ur kontakten när den inte används.

Som du kan se är det så enkelt att använda detta kretskort på grund av dess högkvalitativa tillverkning och utan att glömma etiketterna som kommer att vägleda er medan du lödar varje komponent eftersom du på det övre sidenlagret hittar en etikett på varje komponent som anger dess placering på styrelsen och på så sätt kommer du att vara 100% säker på att du inte kommer att göra några lödfel. Jag har lödt varje komponent till dess placering och du kan använda båda sidorna av kretskortet för att lödda dina elektroniska komponenter.

Steg 7: Programvara och test

Allt vi behöver nu är programvaran, jag har gjort den här Arduino -koden för er och ni kan få den gratis från länken nedan, koden är mycket välkommenterad så att ni kan förstå den och anpassa den efter era egna behov, vi behöver Arduino Uno -kortet för att ladda upp koden till vår ATmega328 MCU, sedan tar vi MCU: n och lägger den i sitt uttag på kortet.

Vi behöver en extern 5v nätadapter för att slå på enheten och här är vi, som ni ser, visar enheten Beats per minut och den visar hjärtpulserna som är ritade på OLED -displayen utan att glömma denna RGB -LED som indikerar kroppsstatus för.

Det här projektet är så enkelt att göra och ett fantastiskt projekt speciellt med OLED -skärmen, vilket kan vara ditt bästa val för att starta biomedicinska prylar, men fortfarande några andra förbättringar att göra för att göra det mycket mer smör, det är därför jag kommer att vänta för dina förslag för att förbättra det.