EKG Ekranlı ve Sesli Arduino Kalp Atışı: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Hey Millet! Umarım önceki öğretilebilir "Arduino LIXIE Saati" ni beğenmişsinizdir ve yeni bir tane için hazırsınızdır, her zamanki gibi bu öğreticiyi, "Arduino" olan bu tür süper şaşırtıcı düşük maliyetli elektronik projeleri yaparken size adım adım rehberlik etmek için yaptım. Kalp nabız cihazı".

Bu projenin yapımı sırasında, kendi EKG'nizi yapmak istiyorsanız size yardımcı olmak için bu talimatın sizin için en iyi rehber olacağından emin olmaya çalıştık, bu nedenle bu talimatın gerekli belgeleri içerdiğini umuyoruz.

Bu proje, elektronik cihazımızın görünümünü iyileştirmek için JLCPCB'den sipariş ettiğimiz özelleştirilmiş PCB'yi aldıktan sonra özel olarak yapmak için çok kullanışlı ve ayrıca bu kılavuzda Arduino Heart nabız ekranınızı kolayca oluşturmanıza izin verecek kadar belge ve kod var. Bu projeyi sadece 3 günde, gerekli tüm parçaları almak ve donanım yapımını ve montajı bitirmek için sadece iki günde yaptık, ardından projemize uygun kodu hazırladık ve test ve ayarlamaya başladık.

Bu talimattan ne öğreneceksiniz:

1. İşlevlerine bağlı olarak projeniz için doğru donanım seçimini yapmak.
2. Kalp nabız sensörü teknolojisini anlayın.
3. Seçilen tüm bileşenleri bağlamak için devre şemasını hazırlayın.
4. Tüm proje parçalarını (cihaz kutusu ve elektronik montaj) monte edin..
5. Kendi Kalp nabız cihazınızı başlatın.

Adım 1: Kalp Nabız Sensörü Nasıl Çalışır

Wikipedia'da tanımlandığı gibi "Elektrokardiyografi, deriye yerleştirilen elektrotlar kullanılarak kalbin elektriksel aktivitesinin[4] bir elektrokardiyogram (EKG veya EKG[a]), bir kaydı - zamana karşı bir voltaj grafiği - üretme sürecidir. Bunlar elektrotlar, kalp kası depolarizasyonunun bir sonucu olan küçük elektriksel değişiklikleri ve ardından her kalp döngüsü (kalp atışı) sırasında repolarizasyonu tespit eder."

Bizim durumumuzda elektrotlar değil IR sensörü kullanıyoruz, kalp nabız sensörü biyomedikal bir sensördür.

vücudun durumunu belirtmek için bazı biyolojik ve fizyolojik değişkenleri kullandığı anlamına gelir.

Değişkenlerden bahsetmişken, sensörümüzün 0V ile 5V arasında değişen bir analog çıkışı vardır ve bu çıkış kalbin ne kadar kan akışı/basınç pompalamak üzere olduğunu gösterir, ancak bu sensör bu kan akışı değişikliklerini nasıl ölçer!

Sensör, cildinize yansıtılan bir IR-Diyottan gelen bir Kızılötesi sinyali kullanır. Cildinizin hemen altında kan taşıyan kılcal damarlar vardır. Kalbiniz her pompaladığında kan akışında/basıncında küçük bir artış olur. Bu, kılcal damarları hafifçe şişirir ve tam o sırada bu biraz daha dolu kılcal damarlar daha fazla kızıl ötesi yansıtır. Cihazdaki Kızılötesi dedektör, farklı yansıyan IR seviyelerini algılar ve ölçülen sinyali yükseltir ve bunu Arduino MCU gibi herhangi bir mikro denetleyiciye gönderilebilecek yorumlanabilir bir voltaj sinyaline dönüştürür.

Adım 2: CAD ve Donanım Parçaları

3D baskılı kutu parçalarından başlayarak yukarıdaki tasarımı solidworks yazılımını kullanarak yaptım ve STL dosyalarını indirme bağlantısından alabilirsiniz, bu tasarım, sensör için tam yerleşime uyduğundan cihazınızı yapmanıza yardımcı olması için %100 tavsiye edilir ve OLED ekran.

Tasarımı hazırladıktan sonra parçalarımı çok iyi imal ettirdim ve harekete hazır hale getirdim. ve son fotoğrafta da görebileceğiniz gibi kutu tarafında Güç konektörü yerleşimini hazırladık.

Adım 3: Devre Şeması

Elektroniğe geçerek, bu proje için gerekli tüm parçaları içeren bu devre şemasını oluşturdum. Kalp nabız sensörünü ATMega328P MCU'ma bağlıyorum ve sensörden gelen voltaj sinyalini bir OLED ekran aracılığıyla gösteriyorum, arsa voltaj sinyali gelişimini zamana göre gösterecek ve ayrıca her kalp atışını işaretlemek için bir sesli uyarı kullanıyorum, bu projede BPM durumunu belirtmek için bir RGB LED de kullanılıyor, bu nedenle BPM çok düşük "60 BOM'dan az" olduğunda LED Sarıya döner, BPM tamam olduğunda LED yeşile döner ve BPM çok yüksek olduğunda LED kırmızıya döner.

Adım 4: PCB Yapımı

JLCPCB hakkında

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), Çin'deki en büyük PCB prototip işletmesi ve hızlı PCB prototipi ve küçük parti PCB üretiminde uzmanlaşmış bir yüksek teknoloji üreticisidir. PCB üretiminde 10 yılı aşkın deneyime sahip olan JLCPCB, günde 8.000'den fazla çevrimiçi PCB prototipleme siparişi ve küçük miktarda PCB üretimi ile yurtiçinde ve yurtdışında 200.000'den fazla müşteriye sahiptir. Yıllık üretim kapasitesi 200.000 m2'dir. çeşitli 1 katmanlı, 2 katmanlı veya çok katmanlı PCB'ler için. JLC, büyük ölçekli, iyi ekipman, sıkı yönetim ve üstün kaliteye sahip profesyonel bir PCB üreticisidir.

konuşan elektronik

Devre şemasını yaptıktan sonra, onu özelleştirilmiş bir PCB tasarımına dönüştürdüm ve şimdi tek ihtiyacım olan şey PCB'mi üretmek, kesinlikle en iyi PCB üretim hizmetini almak için en iyi PCB tedarikçisi JLCPCB'ye taşındım, birkaç basit tıklamadan sonra. tasarımıma uygun GERBER dosyalarını yükledim ve PCB kalınlık rengi ve miktarı gibi bazı parametreleri belirledim ve bu sefer PCB'mizin kalp şekli tasarımına uyması için kırmızı rengi kullanacağız; o zaman en azından dört gün sonra PCB'yi almak için sadece 2 Dolar ödemeniz gerekiyor, JLCPCB hakkında bu sefer fark ettiğim şey "şarjsız PCB rengi" yani seçtiğiniz herhangi bir PCB rengi için sadece 2 USD ödeyeceğiniz anlamına geliyor.

İlgili indirme dosyaları

Yukarıdaki resimlerde görebileceğiniz gibi PCB çok iyi üretilmiştir ve ana kartımız için yaptığımız PCB tasarımının aynısına sahibim ve tüm etiketler, logolar lehimleme adımlarında bana rehberlik etmek için orada. Aynı devre tasarımı için sipariş vermek istemeniz durumunda aşağıdaki indirme linkinden bu devre için Gerber dosyasını da indirebilirsiniz.

Adım 5: Malzemeler

Elektronik parçaları lehimlemeye başlamadan önce projemizin bileşen listesini gözden geçirelim, böylece ihtiyacımız olacak:

★☆★ Gerekli bileşenler ★☆★

- JLCPCB- Arduino Uno'dan sipariş verdiğimiz PCB:

- 330Ohm dirençler:

- 16 MHz kuvars osilatör:

- HeartPulse sensörü:

- Zil:

- OLED ekran:

- RGB LED:

Adım 6: Elektronik Montaj

Şimdi her şey hazır, bu yüzden elektronik bileşenlerimizi PCB'ye lehimlemeye başlayalım ve bunu yapmak için bir havyaya ve bir lehim çekirdek teline ve SMD bileşenleri için bir SMD yeniden işleme istasyonuna ihtiyacımız var.

Önce güvenlik

Havya

Havyanın elemanına asla dokunmayın….400°C!

Cımbız veya kelepçe ile ısıtılacak telleri tutun.

Kullanılmadığı zaman havyayı daima standına geri koyun.

Asla tezgahın üzerine koymayın.

Kullanılmadığı zaman üniteyi kapatın ve fişini çekin.

Gördüğünüz gibi, bu PCB'yi kullanmak, çok kaliteli üretimi nedeniyle ve her bir bileşeni lehimlerken size rehberlik edecek etiketleri unutmadan çok kolay çünkü üst ipek katmanında her bileşenin yerleşimini gösteren bir etiket bulacaksınız. ve bu şekilde lehimleme hatası yapmayacağınızdan %100 emin olacaksınız. Her bir bileşeni yerine lehimledim ve elektronik bileşenlerinizi lehimlemek için PCB'nin her iki tarafını da kullanabilirsiniz.

7. Adım: Yazılım Bölümü ve Testi

Şimdi ihtiyacımız olan tek şey yazılım, bu Arduino kodunu sizler için yaptım ve aşağıdaki linkten ücretsiz olarak sahip olabilirsiniz, kod çok iyi yorumlanmış, böylece anlayabilir ve kendi ihtiyaçlarınıza göre ayarlayabilirsiniz, Kodu ATmega328 MCU'muza yüklemek için Arduino Uno kartına ihtiyacımız var, ardından MCU'yu alıyoruz ve kart üzerindeki soketine yerleştiriyoruz.

Cihazı AÇMAK için harici bir 5v güç adaptörüne ihtiyacımız var ve işte buradayız, gördüğünüz gibi cihaz dakikadaki vuruş sayısını gösteriyor ve OLED ekranda çizilen kalp nabız grafiğini gösteriyor, bu RGB LED'i unutmadan vücut durumunu gösterir. fazla.

Bu projeyi yapmak çok kolay ve özellikle biyomedikal cihazların yapımına başlamak için en iyi seçiminiz olabilecek, ancak daha fazla tereyağı yapmak için gerçekleştirilmesi gereken bazı iyileştirmeler olabilecek OLED Ekran ile özellikle şaşırtıcı, bu yüzden bekliyor olacağım. geliştirmek için önerileriniz için.