Arduino otkucaji srca s EKG zaslonom i zvukom: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Bok ljudi! Nadam se da ste već uživali u mom prethodnom instrukcijskom "Arduino LIXIE satu" i da ste spremni za novi, kao i obično, napravio sam ovaj vodič kako bih vas vodio korak po korak dok stvarate ovu vrstu super zadivljujućih jeftinih elektroničkih projekata, a to je "Arduino Uređaj za pulsiranje srca ".

Tijekom izrade ovog projekta nastojali smo se pobrinuti da vam ova instrukcija bude najbolji vodič kako bismo vam pomogli ako želite napraviti vlastiti EKG, pa se nadamo da će ova instrukcija sadržavati potrebne dokumente.

Ovaj je projekt toliko zgodan za izradu posebno nakon dobivanja prilagođene PCB -a koju smo naručili od JLCPCB -a kako bismo poboljšali izgled našeg elektroničkog uređaja, a u ovom vodiču ima dovoljno dokumenata i kodova koji vam omogućuju jednostavno stvaranje vašeg pulsnog zaslona Arduino Heart. Ovaj smo projekt napravili u samo 3 dana, samo dva dana da nabavimo sve potrebne dijelove i dovršimo izradu hardvera i montažu, a zatim smo pripremili kôd koji odgovara našem projektu i započeli testiranje i prilagodbu.

Što ćete naučiti iz ovog uputstva:

1. Pravilan odabir hardvera za vaš projekt ovisno o njegovim funkcionalnostima.
2. Shvatite tehnologiju senzora srčanog pulsa.
3. Pripremite shemu spoja za povezivanje svih odabranih komponenti.
4. Sastavite sve dijelove projekta (kutija uređaja i elektronički sklop).
5. Pokrenite vlastiti uređaj za pulsiranje srca.

Korak 1: Kako radi senzor srčanog pulsa

Kako je definirano na Wikipediji, "Elektrokardiografija je proces proizvodnje elektrokardiograma (EKG ili EKG [a]), snimanje - grafikona napona u odnosu na vrijeme - električne aktivnosti srca [4] pomoću elektroda postavljenih na kožu. elektrode detektiraju male električne promjene koje su posljedica depolarizacije srčanog mišića nakon čega slijedi repolarizacija tijekom svakog srčanog ciklusa (otkucaji srca)."

U našem slučaju ne koristimo elektrode već IC senzor, senzor pulsa je biomedicinski senzor koji

znači da koristi neke biološke i fiziološke varijable za označavanje statusa tijela.

Govoreći o varijablama, naš senzor ima analogni izlaz koji ide od 0V do 5V i ovaj izlaz pokazuje koliki će protok krvi/tlak srce biti na pumpi, ali kako ovaj senzor mjeri te promjene protoka krvi!

Senzor koristi infracrveni signal iz IR-diode projiciran na vašu kožu. Ispod vaše kože nalaze se kapilare koje nose krv. Svaki put kad vam srce napumpa postoji mali porast protoka krvi/pritiska. To blago nabubri kapilare i upravo tada ove malo ispunjenije kapilare reflektiraju više infracrvene boje. Infra-detektor na uređaju osjeća različite reflektirane IR razine i pojačava izmjereni signal te ga pretvara u interpretacijski naponski signal koji se može poslati na bilo koji mikrokontroler poput Arduino MCU-a.

Korak 2: CAD i dijelovi hardvera

Počevši od 3D tiskanih dijelova kutija, napravio sam gornji dizajn pomoću softvera solidworks, a STL datoteke možete preuzeti s veze za preuzimanje, ovaj dizajn se 100% preporučuje kako bi vam pomogao u izradi vašeg uređaja jer odgovara točno postavljenom položaju senzora i OLED zaslonu.

Nakon pripreme dizajna, moji su dijelovi jako dobro proizvedeni i spremni za radnju. i kao što možete vidjeti na posljednjoj fotografiji, pripremili smo položaj priključka za napajanje sa strane kutije.

Korak 3: Dijagram kruga

Prelazeći na elektroniku, stvorio sam ovaj dijagram kola koji uključuje sve potrebne dijelove potrebne za ovaj projekt. Povezujem senzor srčanog pulsa sa svojim ATMega328P MCU -om i prikazujem naponski signal primljen od senzora putem OLED zaslona, grafikon pokazat će evoluciju segnalnog napona s vremenom, a također koristim zujalicu za označavanje svakog otkucaja srca, RGB LED se također koristi u ovom projektu za označavanje statusa BPM -a, tako da kada je BPM prenizak "manje od 60 BOM", LED dioda postaje žuta, kada je BPM u redu LED svijetli zeleno, a kada je BPM previsok LED postaje crvena.

Korak 4: Izrada PCB -a

O JLCPCB -u

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), najveće je poduzeće za prototip PCB-a u Kini i visokotehnološki proizvođač specijaliziran za brze prototipe PCB-a i proizvodnju malih serija PCB-a. S više od 10 godina iskustva u proizvodnji PCB -a, JLCPCB ima više od 200 000 kupaca u zemlji i inozemstvu, s preko 8 000 internetskih narudžbi izrade prototipa PCB -a i male količine proizvodnje PCB -a dnevno. Godišnji proizvodni kapacitet je 200 000 m2. za različite 1-slojne, 2-slojne ili višeslojne PCB-e. JLC je profesionalni proizvođač PCB -a s velikom opremom, opremom za bušotine, strogim upravljanjem i vrhunskom kvalitetom.

Pričajuća elektronika

Nakon što sam napravio dijagram kruga, transformirao sam ga u prilagođeni dizajn PCB -a i sve što mi sada treba je da proizvedem svoju PCB, zasigurno sam se preselio u JLCPCB, najboljeg dobavljača PCB -a kako bih dobio najbolju uslugu proizvodnje PCB -a, nakon nekoliko jednostavnih klikova učitao sam odgovarajuće GERBER datoteke moga dizajna i postavio sam neke parametre poput boje i količine debljine PCB -a, a ovaj put ćemo koristiti crvenu boju koja odgovara dizajnu oblika srca naše PCB -a; onda barem morate platiti samo 2 dolara da biste dobili PCB nakon samo četiri dana. Ono što sam primijetio kod JLCPCB -a ovaj put je "boja izvan PCB -a", što znači da ćete platiti samo 2 USD za bilo koju boju PCB -a koju odaberete.

Povezane datoteke za preuzimanje

Kao što možete vidjeti na gornjim slikama, PCB je vrlo dobro izrađen i imam isti dizajn PCB -a koji smo napravili za našu glavnu ploču i sve naljepnice, logotipi su tu da me vode tijekom koraka lemljenja. Također možete preuzeti Gerber datoteku za ovaj sklop s donje poveznice za preuzimanje u slučaju da želite naručiti isti dizajn sklopa.

Korak 5: Sastojci

Prije početka lemljenja elektroničkih dijelova pregledajmo popis komponenata za naš projekt pa će nam trebati:

★ ☆ ★ Potrebne komponente ★ ☆ ★

- PCB koji naručujemo od JLCPCB- Arduino Uno:

- 330Ohm otpornici:

- Kvarcni oscilator od 16 MHz:

- Senzor srčanog pulsa:

- Zvučni signal:

- OLED zaslon:

- RGB LED:

Korak 6: Elektronička montaža

Sada je sve spremno pa počnimo lemiti naše elektroničke komponente na tiskanu ploču, a za to nam je potrebno lemilica i žica za lemljenje te postaja za preradu SMD -a za SMD komponente.

Sigurnost na prvom mjestu

Lemilica

Nikada ne dirajte element lemilice ….400 ° C!

Žice koje se zagrijavaju držite pincetom ili stezaljkama.

Lemilicu uvijek vratite na postolje kada se ne koristi.

Nikada ga ne odlažite na radni stol.

Isključite uređaj i izvucite utikač iz utičnice kada se ne koristi.

Kao što vidite, korištenje ove PCB ploče toliko je jednostavno zbog vrlo visoke kvalitete izrade i bez zaboravljanja naljepnica koje će vas voditi tijekom lemljenja svake komponente jer ćete na gornjem sloju svile pronaći naljepnicu svake komponente koja pokazuje njeno postavljanje na ploču i na ovaj ćete način biti 100% sigurni da nećete pogriješiti u lemljenju. Lemio sam svaku komponentu na njeno mjesto i možete koristiti obje strane PCB -a za lemljenje vaših elektroničkih komponenti.

Korak 7: Softverski dio i test

Sve što nam sada treba je softver, ja sam za vas napravio ovaj Arduino kôd i možete ga imati besplatno sa donje veze, kôd je jako dobro komentiran tako da ga možete razumjeti i prilagoditi svojim potrebama, potrebna nam je Arduino Uno ploča za učitavanje koda u naš ATmega328 MCU, zatim uzimamo MCU i stavljamo ga u utičnicu na ploči.

Potreban nam je vanjski adapter za napajanje od 5 V za uključivanje uređaja i evo nas. Vidite, dečki, uređaj prikazuje otkucaje u minuti i prikazuje grafikon srčanih impulsa iscrtan na OLED zaslonu bez zaboravljanja ove RGB LED diode koja pokazuje stanje tijela isto.

Ovaj je projekt tako jednostavan za napraviti i nevjerojatan, posebno s OLED zaslonom koji bi mogao biti vaš najbolji izbor za početak izrade biomedicinskih naprava, ali ipak neka druga poboljšanja koja ćete izvesti kako biste ga učinili puno maslacem, zato ću čekati za vaše prijedloge za poboljšanje.